모듈형 소스 측정 유닛(SMU) 사용시 주요 고려 사항

내용

IV 범위

SMU를 사용할 때 IV 범위를 적절하게 설정하는 것은 성공적인 어플리케이션 개발을 위한 필수요소입니다. IV 범위는 일반적으로 쿼더런트 다이어그램을 통해 확인이 가능하며(그림 1), 소스와 싱크가 가능한 전압 및 전류를 확인할 수 있습니다. 소싱과 싱킹이라는 용어는 디바이스에 오가는 파워 흐름을 의미합니다. 소싱 파워를 제공하는 디바이스는 로드 저항을 통해 파워를 전달하고, 싱킹 파워를 제공하는 디바이스는 디바이스가 로드처럼 작동하여 전류를 위한 리턴 패스를 제공하여 파워를 흡수합니다.

그림 1. 소싱과 싱킹 영역을 표현하는 쿼더런트 다이어그램

 

위의 쿼더런트 다이어그램에서, 쿼더런트 I과 III은 소싱 파워를 의미하고, 쿼더런트 II와 IV는 싱킹 파워를 의미합니다. 쿼더런트 I과 III에서 소싱 파워가 가능한 디바이스는 때때로 양극과 음극의 전압 및 전류를 생성해 낼 수 있어 양극성이라고 불리기도 합니다. “4-쿼더런트 SMU”는은 대개 소스와 싱크가 가능한 양극성을 의미합니다.

 

예를 들어, NI PXI-4132 4-쿼더런트 SMU의 경우 100V의 최대 출력 전압과 100mA 최대 출력 전류 생성이 가능하나, 각각의 최대값을 동시에 출력할 수 없습니다 이러한 경우 쿼더런트 다이어그램을 통해서 SMU의 소스 혹은 싱크의 최대 전압과 전류 값을 쉽게 판단할 수 있습니다. SMU의 최대 전압과 전류 값만으로는 디바이스에 필요한 IV 요구사항이 충족하는지 판단하기가 어렵습니다.

 

그림 2. NI PXI-4132 IV 범위

 

각 NI Power Supply와 SMU 디바이스의 채널별 허용 가능한 전력입니다. (표1)

 

디바이스 채널 쿼드런트
I II III IV
NI PXI-4110 0 6 W
1 20 W
2 20 W
NI PXIe-4112 0과 1 60 W
NI PXIe-4113 0과 1 60 W
NI PXI-4130 0 6 W
1 40 W 10 W1 40 W 10 W1
NI PXI-4132 0 2 W 2 W 2 W 2 W
NI PXI-4138/4139 0 20 W 12 W1 20 W 12 W1
NI PXIe-4140/4141 0 - 3 1 W 1 W 1 W 1 W
NI PXIe-4142/4143 0 - 3 3.6 W 3.6 W1 3.6 W 3.6 W1
NI PXIe-4144/4145 0 - 3 3 W 3 W1 3 W 3 W1
NI PXIe-4154 0 18 W1 18 W
1 12 W1 0.8 W1
1자세한 IV 범위는 디바이스 스펙을 참조하십시오.

표 1. NI Power Supply 및 SMU 채널별 허용 가능한 전력

 

정밀도

Power supply 또는 SMU의 측정 분해능은 하드웨어가 검출 할 수 있는 최소 전압 또는 전류 레벨입니다. Power supply 또는 SMU의 출력 분해능은 출력 전압 또는 전류 레벨의 가장 작은 변화를 의미합니다. 이와 같은 측정은 대게 nV 혹은 pA와 같은 절대 단위에 명시되어 있습니다. 분해능은 주로 측정에 사용되는 ADC(Analog-to-digital)에 의해 한정되지만, 높은 정확도를 가진 SMU는 노이즈와 같은 다른 요소에 의해 결정되기도 합니다.

 

민감도란 특정 환경에 있는 계측기가 유의미한 검출을 할 수 있는 파라미터의 최소 단위입니다. 이 단위는 보통 power supply나 SMU의 최소 단위 해상도와 같습니다.

 

일반적으로 가장 정확한 측정을 위해서는 측정 가능한 가장 작은 범위의 SMU를 사용해야 합니다. 이 정보는 디바이스의 매뉴얼과 아래 예시를 참조하시기 바랍니다.

 

표 2. NI PXIe-4139의 전류 프로그래밍 및 측정 정확도/분해능

 

소스 및 측정 정확도

Power supply 또는 SMU의 측정/출력 레벨은 실제 값 또는 요청 값과 다를 수 있습니다. 정확도는 주어진 측정 또는 출력 레벨의 불확실성을 나타내며, 아래와 같이 이상적인 전달 함수와의 편차를 통해 정의됩니다.

 

y = mx + b

m은 시스템의 이상적인 게인

x 가 시스템의 입력

b가 시스템의 오프셋

y가 시스템의 출력

 

위의 예를 Power supply 혹은 SMU 신호 측정에 적용하면 y 값은 x라는 입력을 통해 디바이스에서 읽은 출력 값, b는 오프셋 에러로 측정이 시작되기 전 영점 조정이 가능한 값입니다. 만약 m이 1, 그리고 b가 0이라면 출력 값은 입력 값과 같아집니다 만약 m이 1.0001이라면 이상적인 값과의 에러는 0.01 퍼센트 입니다.

 

분해능과 정확도가 높은 Power supply 또는 SMU의 정확도는 오프셋 에러와 게인 에러를 혼합해 표현합니다. 이 두 에러 값은 측정 값의 전체 정확도를 결정하기 위해 사용됩니다. NI의 Power supply와 SMU는 절대 단위(예를 들어, mV 혹은 uA)로 오프셋 에러를 표기하는 반면, 게인 에러는 읽거나 요청한 값의 퍼센트 값으로 표기합니다.

 

일반적으로 SMU는 소싱과 측정에 있어 지정해 놓은 출력 값의 0.1% 이내의 정확도를 가지고 있습니다. 스펙 메뉴얼을 통해 각각의 SMU 디바이스를 확인할 수 있습니다.

 

 

표 3. NI PXIe-4139의 전압 프로그래밍 및 측정 정확도/분해능

 

측정 속도

Measurement acquisition window 또는 aperture time은 측정 속도와 정확도에 있어 직접적인 영향을 미칩니다. 특정 SMU의 경우 aperture time을 지정할 수 있기 때문에 높은 정확도를 위해 acquisition window를 확장하거나 고속 측정을 위해 윈도우를 줄일 수 있는 유연성을 가지고 있습니다. 측정 aperture의 확장은 디바이스에 더 많은 샘플링과 평균화를 위한 시간을 마련하여 측정 노이즈를 감소시키고 분해능을 증가시킵니다. 아래 수치는 측정 노이즈에 따른 aperture time을 다양한 전류 값에 따라 분류한 것입니다.

 

그림 3. 측정 aperture에 따른 노이즈의 예

 

정확도 높은 측정을 위해서는 적절한 해상도를 제공하면서도 전체 테스트 시간을 최소화 할 수 있는 aperture time을 이용해야 합니다. 반대로 정확도 낮은 측정이나 line 또는 load 저항의 과도 현상을 디지털화 하기 위해서는 짧은 aperture time을 이용해야 합니다. 예를 들어 NI PXIe-4139는 1.8 MS/s로 샘플링이 가능하여 SMU의 정확한 과도 현상을 측정할 수 있습니다. 고객의 전류 범위에 따라 어디에서든지 1 nA에서 10mA의 노이즈 측정이 가능합니다.

 

소싱 업데이트 속도

SMU의 업데이트 속도는 출력 전압이나 전류를 얼마나 신속하게 동기화 하는지를 결정합니다. 예를 들어 100 kS/s의 업데이트 속도를 가지고 있는 SMU의 경우 매 10us마다 새로운 포인트를 찍을 수 있습니다. 빠른 업데이트 속도를 가진 SMU의 경우 기존의 SMU보다 정확한 길이의 IV 스위핑이 가능합니다. 또한, 신속한 업데이트 속도는 사인파와 같이 전형적이지 않은 시퀀스를 출력할 수 있게 합니다.

 

그림 4. 소스 딜레이 또는 스텝 전압이 시작하기 전 시간을 조정하여 SMU의 업데이트 속도를 제어합니다.

 

과도 응답

과도 응답은 전압 또는 전류의 순간적인 변화에 대한 반응을 나타냅니다. 여기에는 로드 저항 변화와 같은 외부 현상 또는 스텝 전압을 출력하는 것과 같은 내부적 현상이 있습니다.

 

외부 로드 변화

외부 변화로 인한 로드 전류는 극적인 전압 변화를 일으키며, 일시적으로 낮은 전압을 출력하게 됩니다. 과도 응답은 로드 저항이 변화하였을 경우(ΔI) 공급 전압이 특정 전압내로(ΔV) 회복되는 시간을 나타냅니다. 신속한 과도 응답은 모바일 디바이스 전원 테스트에 매우 중요합니다. DUT에서 당겨가는 로드 전류의 크고 순간적인 변화는 출력 전압의 강하를 야기합니다. 이것은 power supply의 조작 회로가 출력 전압을 원래의 값으로 되돌리려 하기 때문입니다. 일반적으로 프로그래밍 가능한 power supply의 경우, 이러한 작업이 수백 마이크로 초로 이루어집니다. 반대로 NI PXIe-4154와 같은 20 µs의 반응속도를 가진 모델(“fast”모드의 경우)은 시뮬레이터가 변화에 빨리 반응하게끔 만듭니다. 이와 같이 짧은 회복시간은 대다수의 펄스 통신 프로토콜로 이루어진 무선 통신 디바이스에 최적화 되어있습니다.

 

 

그림 5. 과도 현상이 주로 표시되는 방식

 

SMU 출력 변형하기

SMU의 출력 값을 변형할 때, 디바이스의 과도 설정은 출력이 얼마나 빠르게 상승하여 원하는 출력 값에 안정화하는지를 정의합니다. 이상적인 과도 응답은 오버슈팅 또는 흔들림 없이 빠른 상승 시간을 갖습니다. 다양한 로드에 걸쳐 보면 과도 응답과 서플라이 신호의 안정성 사이에는 상충관계가 있습니다. 가장 빠른 과도 응답을 위해서 디바이스는 높은 이득-대역폭(GBW) 기능을 가져야 하나, 높은 GBW는 특정 로드에 있어 불안정해 질 가능성이 있습니다. 그러므로 대부분의 디바이스는 여러 환경에 걸쳐 안정화를 이루기 위해 성능을 절충합니다. 그 외의 디바이스들은 다른 환경에서의 퍼포먼스 최적화를 위해 작은 범위의 커스터마이즈만을 허용합니다. 예를 들어, 기존 SMU들은 “High Capacitance” 모드를 제공하여 50uF의 capacitance를 지닌 디바이스를 테스트할 수 있게끔 합니다.

 

특정 NI SMU는 NI SourceAdapt라고 불리는 디지털 컨트롤 루프 기술을 탑재하고 있습니다. 이는 어떤 로드에서도 최적화된 반응에 도달하기 위한 과도 응답을 커스텀 제어할 수 있는 기술입니다. 이 기술은 안정화 시간을 줄여 짧은 대기 시간과 신속한 테스트 시간을 보장하고, 시스템 안정과 DUT 보호를 위한 오버슈팅을 제거합니다. 이는 SMU 응답을 프로그램적으로 제어할 수 있기 때문에 고속 테스트를 위해 설정된 SMU를 고안정 테스트로 재설정할 수 있어, 테스트 장비에 대한 ROI를 극대화하고 더욱 나은 결과를 도출할 수 있습니다..

그림 6. NI PXIe-4139는 설정 가능한 과도 응답 기능이 있어 유연한 출력 제어 루프의 로드 보상이 가능합니다.

 

 

NI SourceAdapt 기능을 제공하는 NI SMU 제품군:

 

제품명

타입

SourceAdapt 기능 제공

NI PXI-4130

Power SMU

없음

NI PXI-4132

정말 SMU

없음

NI PXIe-4138/9

정밀 시스템 SMU

NI PXIe-4139만

NI PXIe-4140/1

4 채널 SMU

NI PXIe-4141만

NI PXIe-4142/3

4 채널 SMU

NI PXIe-4143만

NI PXIe-4144/5

4 채널 SMU

NI PXIe-4145만

표 4. NI SourceAdapt 기능을 제공하는 NI SMU 제품군

 

시퀀싱 또는 스위핑

일반적으로 SMU는 싱글 포인트 또는 시퀀스 출력 모드 둘 중 하나로 운영됩니다. 싱글 포인트 모드에서 SMU 출력은 한 값에 한정되어있으나, 시퀀스 모드에서는 SMU가 여러 개의 출력 값을 통해 각 점에서 IV 값을 측정합니다.

 

싱글 포인트 소싱 모드

싱글 포인트 모드는 다이오드의 포워드 전압을 테스트하거나, IC 소자에 정전압을 인가하는 것과 같이 SMU를 통해 DUT에 파워를 제공하는 목적, 즉 단일 IV 값을 캡처하는데 사용됩니다. 때로는 소프트웨어 타이밍 기반의 시퀀스를 개발하기 위해 싱글 포인트 모드를 사용하여, 소프트웨어에서 여러 개의 싱글 포인트 SMU 출력을 루핑합니다. 소프트웨어 타이밍 기반의 시퀀스는 하드웨어 타이밍 기반 시퀀스 모드를 대체할 수 있습니다.

 

시퀀스 모드

SMU가 시퀀스 모드에서 작동하면, 디바이스는 하드웨어 타이밍 기반의 값을 출력하여 더욱 빠르고, 결정력 있는 출력과 타 PXI 디바이스와의 동기화를 제공합니다. 이것은 대개 SMU가 DC 전압 또는 전류를 소싱하고 전압과 전류를 측정하여 다음 시퀀스로 넘어가는 형태입니다. SMU의 기능에 따라 출력 레벨, 전류 또는 전압 리밋, aperture time, 시퀀스 내 각 단계에서의 과도 응답을 조정할 수 있습니다. 큰 시퀀스를 저장하기 위해 SMU는 전용 온 보드 메모리나 호스트에서 SMU까지의 저지연 스트리밍 기능을 제공합니다. 예를 들어 PXIe-4138과 4139는 호스트 PC에서 SMU까지 높은 대역폭과 낮은 지연의 PCI Express 연결로 수 백만 개의 세트포인트 및 속성을 포함한 시퀀스를 출력합니다.

 

시퀀싱의 경우 대개 IV 특성화나 burn-in 테스트, 그리고 주로 RFICs와 같이 타이트한 동기화가 필요한 어플리케이션에 주로 사용됩니다.

 

펄싱

SMU를 통해 진행하는 대부분의 반도체 테스트 어플리케이션의 경우 소스와 측정의 형태를 지니고 있습니다. 시퀀스 모드에서는 대개 SMU가 DC 전압 또는 전류를 소싱하고, 전압이나 전류를 측정하여 시퀀스의 다음 포인트로 이동합니다. 기본적인 DC 스윕은 시퀀스가 완료될 때까지 출력을 크게 증가시킵니다. 아래 표는 전류 값에 대한 다섯 가지 시퀀스를 보여줍니다.이것은 대개 SMU가 DC 전압 또는 전류를 소싱하고 전압과 전류를 측정하여 다음 시퀀스로 넘어가는 형태입니다.

 

그림 7. 기본 DC 스윕 동안의 5 단계 스텝 시퀀스

 

특정 어플리케이션, 특히 고 전력의 어플리케이션에서 SMU 출력을 끄지 않고 시퀀스 스위핑을 진행하게 되면 오 동작이나 테스트 셋업에 문제를 일으킬 수 있습니다. 이러한 어플리케이션에서는 DUT에 발생하는 열을 최소화 하면서도 다양한 세트 포인트에서 소싱과 측정을 할 수 있는 펄스 출력이 선호됩니다. 펄스 스윕과 DC 스윕은 세트포인트의 출력과 비슷합니다. 펄스 테스트에서의 가장 중요한 차이는 짧은 펄스 주기 이후에 소스가 바이어스 레벨로 돌아온다는 것입니다. 대부분의 케이스에서 바이어스 레벨은 DUT를 끄기 위해 세트되어 있습니다. (예를 들어, 0V 또는 0A)

그림 8. 다음 세팅포인트로 이동하기 전에 펄스 출력은 소스를 바이어스 레벨로 돌려보냅니다.

 

이상적인 조건에서는 펄스 시퀀스와 DC 시퀀스가 위 두 개의 그래프와 같은 IV 데이터를 나타냅니다. 하지만 앞서 언급한 것과 같이 DC 시퀀스가 DUT를 통해 열을 더 많이 소실하기 때문에 오 동작이나 좋지 못한 결과를 낼 수 있어, 이와 같은 어플리케이션에서는 펄스 테스트가 선호됩니다. 펄스 모드에서 측정을 하는 경우, 펄스의 폭은 디바이스 전원이 완벽하게 켜질만큼 길어야 하며 동시에 DUT의 자가 열 발생을 최소화할 만큼 짧아야 합니다. SMU는 점진적으로 증가하는 것이 아니라 항상 펄스 바이어스 레벨에서 시행되기 때문에, 빠르고 명확한 SMU의 응답은 펄스를 생성하는데 있어 매우 중요합니다.

 

특정 SMU의 경우 더 높은 전류를 얻기 위해 전형적인 DC 출력 범위를 넘어서 펄스를 생성하기도 합니다. 예를 들어 NI PXIe-4139의 경우 10A에서 50V를 통해 500W까지 순간적인 전력을 생산합니다. 로드 저항과 Source Adapt에 따라 펄스 폭을 50 μs까지 짧게 설정 할 수 있습니다. 이와 같은 짧은 펄스 폭의 경우 테스트 수행 시간의 단축뿐만 아니라 DUT를 통한 열 방출을 최소화합니다.

그림 9. NI PXI-4139 IV 범위

 

 

채널 수(Density)

모듈형 SMU의 또 다른 장점 중 하나는 컴팩트하다는 것입니다. 일반적인 SMU는 디스플레이 부, 프로세서, 전력 공급, 팬, 노브, 그리고불필요한 부분에 낭비되는 부분이 많아 다 채널 시스템 설계 시 복잡해 지는 경향이 있습니다. 모듈형 SMU와 같은 경우 일반형 SMU의 컴포넌트들을 샤시와 컨트롤러를 통해 분배함으로써 불필요한 부분을 제거하여 효율적인 이용을 가능케합니다. 이는 테스트 시스템에 있어 크기와 전력 사용 감소의 효과를 가져옵니다. 

 

어플리케이션에 필요한 채널 수는 시간이 지나며 다양해지고, 발전해 왔습니다. 보통의 SMU에서 대부분의 어플리케이션은 하나 혹은 두 개 이상의 채널이 필요합니다. 특히, 협소한 공간에서 평행한 IV 반도체 테스트 시스템은 다 채널이 필수적입니다. NI의 모듈형 SMU은 하나의 PXI로 다양한 디바이스들을 혼합하여 19in, 4U 공간에서 68개의 SMU 채널을 생성할 수 있습니다. 이것은 박스형 SMU가 4-8개의 채널을 허용하는 것과 대비됩니다. 컴팩트 한 사이즈와 모듈 형태의 PXI 플랫폼은 오실로스코프, 스위치, RF 디바이스와 SMU를 혼합하여 고 성능의 혼합 신호 테스트를 가능하게 합니다. 

 

그림 10. 높은 채널 밀도의 NI SMU로 단일 섀시 내 최대 68 SMU 채널을 구성합니다.

 

타이밍 및 동기화

트리거는 작동 시작을 알리는 신호입니다. 이벤트는 디바이스에서 나오는 신호로써 동작이 완료 되었거나 특정한 상태에 도달했을 때를 나타냅니다. NI의 Power supply 또는 SMU는 트리거나 이벤트를 통해 동작을 동기화 할 수 있습니다. 대다수의 어플리케이션은 디지타이저, 신호 생성기, 디지털 웨이브폼 분석, 디지털 웨이브폼 생성, 스위치와 같은 다양한 형태의 디바이스가 포함됩니다. 이와 같은 어플리케이션에서는 PXI의 내부 타이밍과 동기화, 그리고 모듈형 디바이스를 통해 외부 케이블을 따로 연결할 필요 없이 동기화가 가능합니다.

 

아래 순서를 통해 트리거를 선정하여 사용이 가능합니다.

  • 시작 : 소스 유닛과 측정 디바이스는 트리거 신호를 수신하기 전에는 동작하지 않습니다.
  • 공급 : 디바이스는 소스 유닛이 소스 배열을 완료하기 전까지 트리거 신호를 기다립니다.
  • 측정 : 측정 유닛은 트리거 신호를 받으면 측정을 시작합니다. 측정을 하고 있는 동안에는 트리거 신호가 무시됩니다.
  • 시퀀스 어드밴스 : 소스 유닛은 시퀀스가 완료되어 다음 반복이 시작되기 바로 직전까지 트리거 신호를 기다립니다.
  • 펄스 : 소스 유닛은 펄스 바이어스에서 펄스 레벨까지 이동하기 전까지 트리거 신호를 기다립니다.

 

PXIe-4138/4139 모듈은 PXI 플랫폼이 트리거에 최적화된 사례입니다. 모듈은 PXI 샤시의 백플레인을 통해 트리거와 이벤트 신호를 보내거나 받아, 프로그래밍과 시스템 와이어링을 단순화 합니다. 또한, 모듈은 하드웨어 타이밍을 가지고 있으며, 고속의 시퀀싱 엔진을 통해 다수의 SMU 디바이스간의 핸드쉐이킹을 가능하게 합니다.

 

그림 11. 트리거링 및 동기화를 위한 시퀀스 엔진 다이어그램

 

NI PXIe-4138와 PXIe-4139 모듈은 PXI의 높은 대역폭과 낮은 지연을 이점으로 하고, 호스트 PC와 SMU간의 DMA를 통한 스트리밍을 도와줍니다. 이는 최대 업데이트 비율인 100kS/s과 1.8 MS/s 샘플링 레이트를 통해 측정 데이터와 파형의 스트리밍을 가능하게 하여 박스형 계측기에서 문제 되고 있는 대역폭과 병목현상을 제거합니다.

 

소프트웨어, 분석 기능 및 사용자 정의

소프트웨어와 분석 기능을 평가하는 것은 모듈형 SMU을 결정하는 데 있어 매우 중요하며, 이 요소가 두 개의 디바이스들 사이에서의 선택을 도울 것 입니다.


박스형 SMU는 벤더가 정의한 레지스터 레벨의 명령을 수행하게 됩니다. 반면 모듈형 SMU의 경우는 유저가 정의하여 유연성 있게 어플리케이션을 수행할 수 있습니다. 박스형 SMU의 경우 대다수의 엔지니어가 필요한 범용적인 기능을 제공하기 때문에 모든 어플리케이션을 수행할 수 없습니다. 박스형 계측기의 단점은 자동화 테스트에 있어서 더 부각됩니다. 만약 고객이 오실로스코프의 측정 값을 정의하고 싶을 경우에는 기능이 정해진 박스형 SMU 대신에 PC 아키텍쳐 기반의 유연한 모듈형 SMU를 선택하시기 바랍니다.

NI SMU는 무료 소프트웨어인 NI-DCPower 드라이버를 통해 프로그래밍이 가능합니다. IVI 드라이버인 NI-DCPower와 같은 경우, NI Power Supply 또는 SMU와 함께 제공되어 NI의 프로그래밍 가능한 모든 Power supply 또는 SMU와의 통신이 가능합니다. NI-DCPower는 호환이 가능한 소프트 프론트 패널을 포함하고, Power supply나 SMU를 기능적으로 수행합니다.

 

그림 12. 소프트 프런트 패널을 활용하여 간편하게 측정합니다.


소프트 프론트 패널뿐 아니라 NI-DCPower 드라이버를 사용하여 모듈형 SMU를 측정에 사용하십시오. NI LabVIEW, NI LabWindows™/CVI, Visual Basic, and .NET을 통해 기본적인 또는 넓은 범위의 어플리케이션까지 커스텀화 한 측정이 가능합니다. 드라이버는 또한 LabVIEW 상에서 Configuration 기반의 함수로 지원됩니다.

 

그림 13. LabVIEW를 활용한 모듈형 SMU 프로그래밍

 

고정밀 측정을 위한 연결성

리모트 센서(4-wire 센서)를 이용하는 측정은 4개의 와이어가 DUT에 연결(채널 수의 확장을 위한 4개의 와이어 스위치 포함)되어야 합니다. 리모트 센서는 출력 리드 전압이 큰 폭으로 떨어질 경우 더 정확한 전압 출력과 측정을 가능하게 합니다. 만일 DC 전압 출력 기능에서 리모트 센서를 이용할 경우, 한계 전압은 출력 터미널 대신 센서의 리드 끝에서 측정됩니다. 리모트 센서의 결과는 DUT 터미널로 이어지며, 이는 로컬 센서에서 얻을 수 있는 값보다 더 정확합니다. 이상적으로는 센스 리드는 DUT 터미널에서 가능한 가장 가까워야 합니다.

 

고려해야 할 다른 요소는 가드입니다. 가드란 전류의 누설이나 HI 와 LO 사이의 Parasitic capacitance를 제거하는 것을 의미합니다. 가드 터미널은 HI 터미널의 전압을 따르는 통합 이득 버퍼를 통해 생성됩니다. 가드가 사용되는 전형적인 테스트 시스템에서 가드는 HI와 LO 터미널 사이에 연결됩니다. 이와 같은 연결을 위해서는 HI와 가드 사이의 0V를 드롭하여 HI에서 전류의 누수가 없게 하는 것이 효과적입니다. 약간의 누설전류가 가드를 통해 LO에 출력될 수 있지만, 전류가 HI 대신 통합 이득 버퍼를 통해 공급되기 때문에 SMU의 출력이나 측정에는 영향을 미치지 않습니다.

 

예를 들어, NI PXI-4138/4139와 같은 측정 회로에서는 출력 터미널(로컬 센서)이나 센스 터미널(리모트 센스)에서 전압과 전류 값을 동시에 읽습니다. 이러한 측정들은 항상 동기화되어 있는 두 개의 통합 ADC가 수행합니다.

 

추가적으로 NI PXIe-4138/4139는 그림 10에서 보는 바와 같이 출력 커넥터의 가드와 센스 터미널로 구성되어 있습니다. 이를 통해 가드 터미널을 활용하여 케이블이나 테스트 기기에 가딩 기법을 적용할 수 있습니다. 리모트 센스가 켜있는 경우, 케이블과 스위치에서 전류-저항 손실을 보상하기 위해 센스 터미널을 사용할 수 있습니다.

 

그림 14. NI PXIe-4138/4139는 출력 커넥터에 가드와 센스 터미널을 제공합니다.

 

다음 단계

모듈형 SMU는 기존의 계측기에 비해 동일하거나 더욱 나은 성능을 제공함과 동시에, 오늘 날의 변화하는 요구 사항들을 충족시킬 수 있는 측정 및 채널 역량을 갖춘 플랫폼을 제공하고 있습니다. 디바이스를 구매할 때, 어플리케이션의 요구사항이나 예산, 퍼포먼스, 확장 가능성을 사전에 고려하면 어플리케이션의 니즈와 가장 부합하는 디바이스를 고를 수 있습니다.

 

 

 

 

 

 

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