07.11.2011 09:00 | Digitale SMU-Funktion

PXI-gestützter Halbleitertest

Fachartikel von Christoph Landmann

National Instruments stellt PXI-Express-Module vor, die die Halbleitertestfunktionen der PXI-Plattform erweitern: ein Hochgeschwindigkeits-Digital-I/O-Modul mit 24 Kanälen und einer Per-Pin-Parametric-Measurement-Unit sowie zwei Source-Measure-Units mit vier Kanälen.

Die Module verbinden schnelle, genaue Messungen mit Bedienfreundlichkeit. Das Digital-I/O-Modul ist abwärtskompatibel zu bestehenden Programmcodes und Anbindungsmöglichkeiten. Die SMUs mit vier Kanälen besitzen die höchste Kanaldichte, die derzeit für diese Geräteklasse verfügbar ist, sodass Anwender diese SMUs ganz gezielt auf den jeweiligen Prüfling feinabstimmen können.

Funktionsprüfung und Test an einem Pin

Mit dem Digitalmodul NI PXIe-6556 kann zwischen der Datenerfassung oder -erzeugung eines digitalen Testvektors und der Durchführung präziser DC-Messungen im 4-Quadranten-Betrieb auf ein und demselben Pin nahtlos gewechselt werden. Mit diesem Modul verfügt man also über ein Hochgeschwindigkeits-Digital-I/O-Modul und eine Einheit für Parametermessungen - eine SMU mit 1 % Genauigkeit - im selben Gerät. Intern kann das Modul nahtlos zwischen dem Status eines Digitalmoduls und einer PMU wechseln.

Jeder Kanal kann schnell vom digitalen Modus auf den Zustand einer unabhängigen PMU umgeschaltet werden. Die Module nutzen denselben NI-HSDIO-Treiber wie auch andere Hochgeschwindigkeitsdigitalmodule von NI und besitzen dieselbe Pinbelegung, sodass sich die Umstellung auf dieses äußerst flexible Modul ebenfalls sehr einfach gestaltet.

Darüber hinaus bietet das Modul einen Algorithmus zur Selbstkalibrierung des Timings, um das so genannte Round-Trip Delay des Prüflings automatisch auszugleichen. Der Anwender hat außerdem die Möglichkeit, Parametermessungen über die Hardware zu takten und so die Testzeit weiter zu verkürzen. Wird eine höhere Genauigkeit für Gleichstrommessungen erforderlich, kann über einen Anschluss am Frontend auf eine SMU mit höherem Leistungsvermögen gewechselt werden.

SMUs mit mehreren Kanälen

Die SMU-Module NI PXIe-4140 und PXIe-4141 verfügen über vier SMU-Kanäle in einem einzigen PXI-Steckplatz, ermöglichen PXI-Systeme mit bis zu 68 SMU-Kanälen in einem Chassis und vereinfachen so die Charakterisierung von Geräten mit hoher Pinanzahl erheblich. Da jede SMU bis zu 600.000 Samples pro Sekunde abtasten kann, lassen sich Messzeiten reduzieren und das Transientenverhalten des Geräts erfassen. Zusätzlich bietet das NI PXIe-4141 eine Empfindlichkeit bei Strommessungen von bis zu 10 pA, wodurch es sich besonders für die Charakterisierung von Ruheströmen auf jedem Pin eignet.

Bild 2 zeigt, wie die langsame oder normale Reaktion, die in der Regel von traditionellen SMUs erreicht wird, hinter der optimalen Reaktion zurückliegt. Die Technologie NI Source Adapt sorgt deshalb für maximale Stabilität und minimale Einschwingzeiten, wenn eine Reihe von Lasten getestet wird, da mit ihr die Ausgabereaktion der SMU auf beliebigen Lasten benutzerdefiniert abgestimmt werden kann. So wird nicht nur eine Beschädigung des Prüflings durch Überschwingen verhindert, sondern auch die Gesamtprüfzeit verkürzt.

 

(hb)

Christoph Landmann

Über den Autor

Christoph Landmann : Regional Product Marketing Engineer, National Instruments Germany GmbH.

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