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SourceMeter forte tension pour tests de puissance

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Par eeNews Europe

Le convertisseur de 6 digits ½ , intégré dans le modèle 2657A permet de mesurer des courants avec une résolution de 1 fA, ceci dans le but de pouvoir mesurer les courants de fuites de la prochaine génération de composants de puissance. Le modèle 2657A est utilisé dans des applications forte tension telles que les tests de composants semiconducteurs de puissance, notamment les diodes, les FET et les IGBT mais aussi pour caractériser les nouveaux matériaux tels que le nitrure de gallium (GaN), le carbure de silicium (SiC) et autres matériaux semiconducteurs et composants. Il trouve aussi son intérêt pour caractériser des phénomènes transitoires rapides et dans les tests de claquage et de fuites sur une grande diversité de composants électroniques jusqu’à 3000V.
Comme les autres instruments de la famille 2600A, le modèle 2657A offre une grande flexibilité et est une vraie source de tension / courant quatre quadrants couplé avec un voltmètre et un ampèremètre de précision. Il réunit les fonctionnalités de plusieurs instruments en un seul rack permettant la caractérisation des semi-conducteurs ou d’être utiliser comme une alimentation de précision, un générateur de courant DC, un DMM de 6-1/2 digits , un générateur de signaux arbitraire, un générateur d’impulsions en tension ou en courant, une charge électronique et un contrôleur de déclenchement. Il est facilement extensible en un système multivoies synchronisées grâce la technologie TSP-Link de Keithley. Contrairement aux solutions de la concurrence, qui sont habituellement limitées en puissance, le modèle 2657A est capable de délivrer ou absorber une puissance DC de 180W max. (±3000V et 20mA, ±1500V et 120mA). Le modèle 2657A offre aussi une résolution de 1 fA, ce qui lui permet de faire des mesures précises inférieures au picoampère même sous 3000V.
Le modèle 2657A offre deux modes de mesures, numérisées ou intégrées, pour caractériser les comportements transitoires et des régimes permanents ainsi que les changements rapides sous les effets thermiques. Chaque mode a deux convertisseurs analogiques-numériques (ADC) indépendants, l’un pour les courants et l’autre pour les tensions. Ils fonctionnement simultanément pour assurer des lectures précises et sans pour autant sacrifier la cadence du test. En mode de mesure numérisée, les convertisseurs utilisés sont des convertisseurs analogiques numériques de 18 bits, avec une période d’échantillonnage de 1µs par point. Les utilisateurs peuvent acquérir simultanément des tensions et des courants en régime transitoire contrairement aux solutions de la concurrence, qui doivent effectuer un moyennage des lectures pour obtenir une mesure finale. Elles ne sont pas suffisamment rapides pour caractériser les réponses en transitoire. En mode mesure intégrée, on utilise des convertisseurs A/D de 22 bits utilisés dans tous les instruments de la série 2600A. Ces convertisseurs optimisent le fonctionnement du 2657A pour des applications exigeantes en précision et résolution. Ceci assure des mesures extrêmement précises de courants très faibles et de fortes tensions que l’on trouvera communément sur les composants de puissance de la prochaine génération.

Des outils puissants pour le développement de test
La caractérisation I-V des composants peut se faire sans installation d’un logiciel ou de programmation avec l’utilitaire de Keithley TSP Express, disponible via l’interface LXI. Il suffit de connecter un PC sur le port LXI LAN pour avoir accès à TSP Express avec un browser compatible Java. Il est possible de visualiser rapidement les résultats sous forme de courbes ou de tableau, puis de les exporter dans un fichier au format .csv pour être utilisés avec un tableur. Avec le modèle 2657A, l’utilisateur dispose de deux outils supplémentaires pour la création de scripts de test : l’application Test Script Builder (pour créer, modifier, débugger, mettre au point et gérer les scripts TSP). Il dispose aussi de drivers IVI-based LabVIEW (pour simplifier l’intégration du 2657A dans les séquences de test dans l’environnement LabVIEW). L’application Test Script Builder possède de nouvelles fonctionnalités de déboggage, ce qui facilite le développement des programmes et le rend plus efficace.
Le logiciel ACS Basic Edition est également disponible en option pour la caractérisation des composants. La dernière édition offre une série d’outils pour la caractérisation des composants de forte tension et fort courant. Les bibliothèques de tests ont été mises à jour pour rajouter les tests en mode pulsé et en mode DC pour les modèles 2657A (forte tension) et 2651A (fort courant). Ces bibliothèques supportent une grande diversité de composants tels que FET, BJT, diodes, IGBT, etc… avec des tests incluant les caractéristiques entrées/sorties et les caractéristiques de transfert sur la plupart des composants. Une fonctionnalité "Trace Mode" est aussi disponible et assure un contrôle en temps réel sur la sortie en tension ou en courant par un simple curseur.

Connexions et solutions d’essais souples et de haute précision
Le modèle 2657A peut être connecté à d’autres instruments dans un banc de mesure en utilisant un câble coaxial standard HV sécurisé (SHV) compatible avec les applications existantes en forte tension. Cependant, pour les applications où l’on souhaite tirer le meilleur parti des performances d’un instrument faible courant, Keithley propose de la connectique HV triaxial (guardé) pour optimiser la précision du 2657A.
Le boîtier de test de composants forte puissance, modèle 8010, dispose de câbles et d’accessoires de connectique pour tester des composants de puissance en boîtier (jusqu’à 3000V ou 100A) en étant plus sécurisé et plus simple l’utiliser dans différentes configurations, avec un modèle 2657A forte tension, un ou deux modèles 2651A fort courant et jusqu’à trois SMU faible puissance (autres instruments de la série 2600A ou le système de caractérisations des semiconducteurs, le modèle 4200-SCS). En plus des connections standard de type banane, le modèle 8010 a sur sa face arrière une fenêtre pour passer des sondes d’oscilloscope et des sondes thermiques, ceci pour simplifier l’intégration du système dans le cas d’autres DUTs. Le modèle 8010 est doté d’un système de verrouillage sécurisé. Pour prévenir tout dommage sur l’instrument en cas de problème sur le composant, des circuits de protection intégrée dans le modèle 8010 protègent les entrées des instruments de la série 2600A contre les fortes tensions du 2657A. Des modules de protection individuels sont aussi disponibles pour simplifier les connections de plusieurs SMU de manière sécurisée vers une station de sondes extérieure, un ensemble de composants ou un autre équipement de test.

www.keithley.com/products/dcac/currentvoltage/highpower/?mn=2657A


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