테스트 중에 사용된 케이블이 테스트 시스템 최대 정격 전압을 충족하는지 확인하십시오. 고전압, 저전류 테스트는 전원 장치의 오프 상태 특성화 중에 종종 발생하며 이러한 테스트에 필요한 성능을 달성할 수 있는 케이블이 사용됩니다.
고전압 테스트 중에는 적절한 절연을 보장하고 누설 전류 및 시스템 정전 용량의 영향을 최소화하십시오.
적절한 절연
테스트 시스템의 최대 전압 이상인 내전압 등급의 케이블을 사용하십시오. 저전류 측정을 달성하려면 테스트 픽스처에 고품질 절연체를 사용하십시오. DUT 저항과 병렬로 연결된 절연 저항은 측정 오류를 발생시킵니다. 모델 2657A 소스 측정 장치(SMU)를 사용하면 최대 3kV의 전압이 테스트 회로에 존재할 수 있으므로 이러한 절연체를 통과하는 전류는 DUT를 통과하는 측정된 전류에 비해 상대적으로 큽니다. 좋은 측정 결과를 얻으려면 절연 저항이 테스트 대상 장치의 저항보다 몇 배 더 높은지 확인하십시오.
누설 전류 및 시스템 커패시턴스
가드를 사용하여 테스트 회로에서 절연체의 영향을 최소화하십시오. 가딩은 회로의 저임피던스 노드가 고임피던스 입력 단자 노드와 거의 등전위가 되도록 하는 기술입니다. 그림 1에서 고품질 절연체를 사용해도 절연체에서 전류 누설이 여전히 존재합니다. 이 누설은 나노암페어 범위의 전류를 측정할 때 문제가 될 수 있습니다. 보호가 측정을 어떻게 향상시키는지 확인하십시오. 누설 전류는 고저항 측정 노드(HI)를 통해 흐르므로 누설 전류는 측정에 포함되지 않습니다.
보호단자와 고저항단자는 같은 전위이므로 보호전압은 위험한 전압이다. 따라서 3축 케이블을 사용하여 보호 회로를 준비하고 작업자를 감전 위험으로부터 보호하십시오. 3축 케이블에서 고저항 끝은 중심 도체에 연결되고 내부 실드는 보호용이며 외부 실드는 접지됩니다.
보호는 또한 시스템 커패시턴스의 영향을 최소화합니다. 시스템 커패시턴스는 전압 소스 안정화 및 전류 측정에 영향을 미칩니다. 테스트 셋업은 커패시터의 충전과 예상되는 장치 측정 노이즈 플로어 이하에서 전류를 안정시킬 수 있어야 합니다. 이러한 설정의 높은 임피던스 특성으로 인해 필연적으로 정착 시간이 길어집니다. 일반적인 3축 케이블 커패시턴스는 약 40pF/ft입니다. 2미터 또는 3미터 케이블의 경우 커패시턴스는 수백 피코패럿 정도이며 전압 안정화 시간은 테스트 설정의 최대 전류에 따라 수십 밀리초입니다. 3축 케이블의 내부 실드에 보호 장치를 배치한다는 것은 케이블 절연에 전압 강하가 없음을 의미합니다. 따라서 이 절연체의 정전 용량은 충전할 필요가 없습니다. 정상 상태 조건에서 높은 임피던스 단자(HI)의 보호 전압은 모델 2657A 소스 측정 장치(SMU)의 사양에 따라 4mV 이내입니다. Keithley의 모델 HV-CA-554는 최대 3280V의 보호 전압으로 신호를 안전하게 전송할 수 있는 3축 고전압 케이블입니다. Keithley의 HV-CA-554 케이블은 3kV 전압, 저전류 측정 시스템의 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 정착 시간과 누설 전류를 최소화하기 위해 소스 측정 장치(SMU) 보호 기능이 장치 핀으로 직접 연결됩니다. 이렇게 하면 시스템의 다른 커패시터를 충전할 필요가 없습니다. 보호 전압이 3kV까지 높을 수 있으므로 보호 단자가 다른 도체와 안전한 거리에 있는지 확인하는 것이 중요합니다.
일부 시스템에서는 동축 연결로의 변환이 필요합니다. 고전압 테스트의 경우 SHV는 산업 표준 동축 커넥터입니다. Keithley의 SHV-CA-553 케이블 조합을 사용하면 고전압 3축 SHV에서 변환할 수 있습니다. 이러한 케이블은 SHV에 연결하기 전에 가능한 한 많은 보호를 구현할 수 있도록 3축 케이블을 사용하여 결합됩니다. 동축 연결을 사용하면 보호 종료 지점에서 보호 이점이 손실되기 때문에 성능이 저하됩니다. 이는 잔류 케이블 정전용량과 테스트 시스템 정전용량을 충전해야 함을 의미합니다.
테스트 픽스처를 설계할 때 사용자는 3축에서 동축으로 변환한 후 트레이스 길이와 장치 연결 길이를 줄임으로써 커패시턴스를 최소화하기 위한 조치를 취할 수 있습니다.
프로빙 단계에서 케이블과 연결이 웨이퍼 크기와 장치 방향(수직 또는 측면)에 따라 달라지는 동축 연결로의 전환이 미치는 영향은 훨씬 더 클 수 있습니다. 케이블 커패시턴스를 고려하면 프로브 스테이션의 커패시턴스가 나노패럿에 쉽게 도달할 수 있으므로 커패시터 충전 시간과 측정 정착 시간이 길어집니다.
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