Automatisches Testsystem

Eine modular aufgebaute SMU ist die bessere Wahl

| Autor / Redakteur: Jake Harnack * / Hendrik Härter

Unnötiges Zubehör am Messsystem vermeiden

Jedes klassische Stand-alone-Messgerät ist in der Regel mit einem Bildschirm, Leistungsschaltungen sowie einem mechanischen Gehäuse zusätzlich zum tatsächlichen Testgerät ausgestattet. Betrachtet man ein Mehrkanal-Messsystem mit mehreren Gehäusen kritisch, so stellen alle Ausstattungsmerkmale unnötige Zusätze dar. Mehr noch: Sie stellen für die Gesamteffizienz des Systems einen Nachteil dar.

Im Falle modularer Systeme wird jede Komponente genau so optimiert, wie es notwendig ist. Modulare SMUs bieten eine hohe Leistungsfähigkeit, Präzision und Geschwindigkeit in einem modularen Format, ohne die erwähnten Extras. Handelsübliche PC-Technik umfasst die gesamte programmatische Steuerung, Regelung und Synchronisierung. Auf diese Weise lassen sich die Anforderungen an die Kanalanzahl anpassen oder weitere Messgerätetypen hinzufügen. Interne Funktionen eines modularen Systems vereinfachen die Programmierung und den Systemanschluss einer großen Vielzahl von SMUs. Das spart Platz und optimiert die Infrastruktur, um die Messgeräte zu steuern.

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Eine optimal abgestimmte SMU

SMU-Techniken garantieren Sicherheit

Eine moderne SMU prüft die Strom-Spannungs-Kennlinien zahlreicher Geräte in verschiedenen Phasen. Das beginnt mit Tests auf Wafer-Ebene bis hin zu Tests auf Leiterplatten-Ebene. Es gibt kapazitive oder induktive Elementen, die zum Test eines Geräts dazu gehören. Dabei kann es sich um einen Glättungskondensator auf einem RFIC (Radio Frequency Integrated Circuit) oder um die Kapazität eines Kabels der Testinfrastruktur handeln. Die SMU sollte daher induktive oder kapazitive Lasten bewältigen können, ohne dabei an Leistung verlieren.

Bei einer SMU handelt es sich um Messgeräte mit geschlossenem Regelkreis. Deshalb arbeiten sie mit einer Steuerschleife. Der programmierte Quellcode (Sollwert) wird daher korrekt auf die zu prüfende Last angewendet. Konventionelle Stand-alone-SMUs verwenden einen analogen Regelkreis, der physikalisch aus hoch entwickelten Schaltungen aufgebaut ist. Darunter sind Operationsverstärker, Widerstände und Kondensatoren.

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Diese SMUs sind für eine Reihe von Lasten bestimmt, doch die tatsächliche Bandbreite idealer Lasten, in der die SMU eine perfekte Reaktion liefert, ist extrem schmal und bringt normalerweise keine oder nur kleine reaktiven Bereiche (kapazitiv oder induktiv) mit sich.

Sobald die kapazitiven oder induktiven Lasten einsetzen, weicht die Reaktion der SMU vom Idealzustand ab, was in der Regel gewisse Oszillationen, Überschwingungen oder eine langsamere Anstiegs- bzw. Abfallzeit mit sich bringt. Es ist tatsächlich extrem schwierig, dass SMU-Verhalten zu korrigieren, wenn erst einmal eine reaktive Last auftritt, was zudem recht häufig vorkommen kann.

Dabei verlangsamt sich die Anstiegszeit oder eine zusätzliche externe Schaltung muss hinzugefügt werden, welche die SMU-Regelschleife effektiv erweitert, um die Arbeit mit einer bestimmten Last auszugleichen. Schlussendlich ist keine der vorgeschlagenen Lösungen empfehlenswert, und unglücklicherweise beruht das Portfolio klassischer SMUs, die heutzutage auf dem Markt angeboten werden, auf analoge Regelkreise.

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