Certifique-se de que os cabos usados durante o teste atendem à classificação de tensão máxima do sistema de teste. Testes de alta tensão e baixa corrente são freqüentemente encontrados durante a caracterização de dispositivos de energia fora do estado, e cabos que podem alcançar o desempenho necessário para tais testes são usados.
Durante o teste de alta tensão, garanta o isolamento adequado e minimize os efeitos da corrente de fuga e da capacitância do sistema.
Isolamento adequado
Use um cabo com uma classificação de tensão suportável que seja pelo menos a tensão máxima do sistema de teste. Para obter medições de corrente baixa, use isoladores de alta qualidade no dispositivo de teste. A resistência de isolamento em paralelo com a resistência do DUT introduzirá erros de medição. Com a Unidade de Medição de Fonte (SMU) Modelo 2657A, tensões de até 3 kV podem estar presentes no circuito de teste, portanto, a corrente através desses isoladores é relativamente grande em relação à corrente medida através do DUT. Para obter bons resultados de medição, certifique-se de que a resistência do isolamento seja várias ordens de grandeza superior à resistência do dispositivo sob teste.
Corrente de fuga e capacitância do sistema
Use proteções para minimizar os efeitos dos isoladores no circuito de teste. A guarda é uma técnica para forçar um nó de baixa impedância em um circuito a ser aproximadamente equipotencial com um nó terminal de entrada de alta impedância. Na Figura 1, mesmo com um isolador de alta qualidade, ainda existe fuga de corrente do isolador. Esse vazamento pode ser problemático ao medir correntes na faixa de nanoamp. Observe como a proteção melhora a medição. A corrente de fuga fluirá através do nó de medição de alta resistência (HI), portanto, a corrente de fuga não é incluída na medição.
Como o terminal de proteção e o terminal de alta resistência estão no mesmo potencial, a tensão de proteção é uma tensão perigosa. Portanto, use cabos triaxiais para armar circuitos de proteção e proteger os operadores contra riscos de choque elétrico. Em um cabo triaxial, a extremidade de alta resistência é conectada ao condutor central, a blindagem interna é para proteção e a blindagem externa é aterrada.
A proteção também minimiza os efeitos da capacitância do sistema. A capacitância do sistema afeta o ajuste da fonte de tensão e a medição de corrente. A configuração do teste deve permitir o carregamento dos capacitores e a corrente de estabilização no nível de ruído de medição do dispositivo esperado ou abaixo dele. A natureza de alta impedância dessas configurações inevitavelmente resultará em longos tempos de estabilização. Uma capacitância de cabo triaxial comum é de cerca de 40pF/ft. Para um cabo de dois ou três metros, a capacitância é da ordem de algumas centenas de picofarads e o tempo de estabilização da tensão é de dezenas de milissegundos, dependendo da corrente máxima da configuração de teste. Colocar a proteção na blindagem interna do cabo triaxial significa que não há queda de tensão na isolação do cabo. Portanto, a capacitância deste isolador não precisa ser carregada. Sob condições de estado estacionário, a tensão de proteção do terminal de alta impedância (HI) está dentro de 4mV de acordo com as especificações da Unidade de Medição de Fonte Modelo 2657A (SMU). O Modelo HV-CA-554 da Keithley é um cabo triaxial de alta tensão capaz de transmitir com segurança sinais com tensões de proteção de até 3280V. O cabo HV-CA-554 da Keithley pode atender às necessidades de sistemas de medição de baixa corrente e tensão de 3 kV. Para minimizar o tempo de estabilização e a corrente de fuga, a proteção da unidade de medida da fonte (SMU) vai diretamente para os pinos do dispositivo. Isso evita a necessidade de carregar outros capacitores no sistema. Como a tensão de proteção pode chegar a 3 kV, é importante garantir que o terminal de proteção esteja a uma distância segura de outros condutores.
Em alguns sistemas, a conversão para uma conexão coaxial é necessária. Para testes de alta tensão, SHV é o conector coaxial padrão da indústria. A combinação de cabos SHV-CA-553 da Keithley permite a conversão de SHVs triaxiais de alta tensão. Esses cabos são combinados usando cabos triaxiais para que o máximo de proteção possível possa ser implementado antes de conectar ao SHV. O uso de uma conexão coaxial resultará em desempenho degradado porque os benefícios da proteção são perdidos no ponto de terminação da proteção. Isso significa que a capacitância residual do cabo e a capacitância do sistema de teste devem ser carregadas.
Ao projetar um dispositivo de teste, o usuário pode tomar medidas para minimizar a capacitância, reduzindo os comprimentos de traço e os comprimentos de conexão do dispositivo após a conversão triaxial para coaxial.
No estágio de sondagem, o impacto da mudança para conexões coaxiais pode ser ainda maior, onde cabos e conexões dependem do tamanho do wafer e da orientação do dispositivo (vertical ou lateral). Se a capacitância do cabo for levada em consideração, a capacitância na estação da sonda pode atingir facilmente nanofarads, resultando em tempos de carregamento de capacitores e tempos de estabilização de medição mais longos.
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