5 Best Practices für leistungsoptimierte DC-Messungen

Ganz gleich, ob Sie Power-Management-ICs oder RF-Leistungsverstärker testen – DC-Messungen sind ein zentraler Bestandteil der Tests von Halbleiterchips. Wir stellen Ihnen grundlegende Best Practices vor, mit denen Sie die Messgenauigkeit und Produktqualität erhöhen können.

1. Fernmessung zum Ausgleich der Effekte vom Leitungswiderstand

Bei einer typischen Zweileitermessung bleibt der Widerstand der Leitungen unberücksichtigt. Dies führt zu einem Spannungsabfall im Leiter und zu Messfehlern. Die Effekte des Leitungswiderstands machen sich besonders bei Niederohm- und Niederspannungsmessungen bemerkbar. Die Fernmessung ist eine Vierleiter-Messanordnung, die gegen die Effekte vom Leitungswiderstand eingesetzt werden kann. Bei der Fernmessung führt ein Satz Leitungen den Ausgangsstrom und ein anderer misst die Spannung direkt an den Prüflingsanschlüssen. Dadurch kann das Messgerät den Spannungsabfall ausgleichen und bessere Messergebnisse liefern.

2. Ausgleich der Offset-Spannung

Eine häufige Quelle für Offset-Spannung ist die Thermospannung, die dann auftritt, wenn zwei ungleiche Metalle bei unterschiedlichen Temperaturen miteinander in Kontakt kommen. Dadurch entsteht ein thermoelektrisches Element, das Spannung im Messkreis erzeugt. Die Fehler aufgrund von Thermospannung bewegen sich normalerweise im Mikrovoltbereich, weshalb diese bei Niederspannungs- oder Niederohmmessungen eine wichtige Rolle spielen. Zu den Methoden, die Offset-Spannung beseitigen und die Genauigkeit von Messergebnissen optimieren, gehören der Offset-Ausgleich und die Stromrichtungsumkehr.

3. Minimieren von externem Rauschen

Rauschen kann durch eine Vielzahl von Quellen wie elektromagnetische Störung oder parasitäre Kapazität in das Messsystem eingebracht werden. Elektromagnetische Störungen können durch Radiowellen oder Stromleitungen verursacht werden. Parasitäre Kapazitäten treten auf, wenn sich ein elektrisch geladenes Objekt nahe dem Messkreis befindet. Dann treten ein oszillierendes Rauschen oder Messabweichungen auf. Diese Fehlerquellen können durch eine Abschirmung der Messaufbauten beseitigt werden, wodurch sich ein klareres Signal für die Messung ergibt.

4. Schutz gegen Leckstrom

Zwischen den Anschlüssen HI und LO des Messgeräts befindet sich eine leitende Schutzschicht, die auf dasselbe Spannungspotenzial gebracht wird wie der HI-Anschluss. Während die Abschirmung eine Maßnahme gegen äußere Störquellen wie elektromagnetische Interferenz darstellt, verhindert die Schutzschicht, dass Leckstrom zwischen der Abschirmung und dem Messkreis fließt. Dies spielt besonders bei Niederstrommessungen eine Rolle. Zusätzlich verringert die Schutzschicht die Effekte durch parasitäre Kapazität von der Abschirmung, wodurch sich die Einschwingzeit des Signals verbessert.

5. Bedeutung der Kalibrierung

Eine Kalibrierung ist notwendig, damit Messgeräte die zugesicherten Spezifikationen einhalten. Die externe Kalibrierung, bei der das Gerät an ein Messlabor zur Korrektur der nach einiger Zeit auftretenden Drift geschickt wird, dürfte vielen geläufig sein. Jedoch ist eine andere Form der Kalibrierung, die sogenannte Selbstkalibrierung, ebenso wichtig, da sie eine zuverlässige Funktionsweise bei Temperaturveränderungen des Messgeräts gewährleistet. Schon eine andere Umgebungstemperatur im Labor oder das Testen an unterschiedlichen Punkten im Betriebstemperaturbereich kann sich deutlich auf Messungen auswirken. Die Selbstkalibrierung stellt die Genauigkeit von Messungen jederzeit sicher.

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Leistungsoptimierte DC-Messungen

In diesem Leitfaden erfahren Sie, wie Sie die Messgenauigkeit und Leistungsfähigkeit von Power-Management-ICs (PMICs), RF-Leistungsverstärkern und anderen integrierten Schaltkreisen verbessern können. Erhalten Sie einen tieferen Einblick in die genannten fünf Best Practices und informieren Sie sich über folgende Themen:

 

  • Funktionsweise einer Source Measure Unit (SMU)
  • Messgenauigkeit
  • Abwägen von Genauigkeit und Geschwindigkeit
  • Die Wirkung von Pulsen

Hauptanwendungsbereiche