Keithley Instruments ha di recente ampliato la propria famiglia di unità di alimentazione e misura SourceMeter 2600A con il modello 2651A dedicato alla caratterizzazione di dispositivi elettronici di elevata potenza.

Il nuovo strumento si distingue per l'elevata gamma di corrente erogabile e misurabile, requisito indispensabile in applicazioni di ricerca e sviluppo, verifica di affidabilità e collaudo di produzione di componenti di potenza, come ad esempio LED a elevata luminosità (HBLED), semiconduttori di potenza, convertitori c.c./c.c., batterie e numerosi altri materiali, componenti, moduli e sottosistemi utilizzati nel settore della conversione di energia.

Come ogni altro componente della serie 2600A, il nuovo modulo Keithley 2651A offre funzioni flessibili di erogazione/assorbimento (source/load) di tensione e corrente su quattro quadranti abbinate a misuratori di tensione e corrente di precisione.

Lo strumento integra in un singolo rack le funzioni proprie di molteplici strumenti: sistemi per la caratterizzazione di semiconduttori, alimentatore di precisione, generatore di corrente, DMM, generatore di forme d’onda arbitrarie, generatori di impulsi di tensione o corrente, carico elettronico e controllore di trigger.

Il modello 2641A è inoltre trasformabile in un sistema multicanale sincronizzato con precisione grazie alla tecnologia TSP-Link progettata da Keithley.

La caratteristica distintiva di questa unità di alimentazone e misura è la capacità di lavorare efficacemente anche con intensità di corrente elevate senza sacrificare la precisione. Infatti, può erogare o assorbire una potenza impulsiva fino a 2.000 W (±40 V, ±50 A) o 200 W di potenza continua (±10 V a ±20 A, ±20 V a ±10 A, ±40 V a ±5 A), pur mantenendo la capacità di effettuare misure precise di segnali fino a 1 pA e 100 mV a velocità che arrivano a 1 ms per lettura.

Due modalità di misura: digitalizzazione o integrazione

Il modello Keithley 2651A permette di scegliere tra due modalità di misura: digitalizzazione o integrazione. Grazie alle due modalitù, si può ottenere una precisa caratterizzazione del comportamento del componente o sistema in prova sia nello stato stazionario, sia durante i transitori.

Due convertitori A/D indipendenti definiscono ciascuna modalità, una per la corrente e una per la tensione, che vengono eseguite simultaneamente per garantire un’accurata lettura dell’erogazione senza penalizzare la velocità complessiva del collaudo.

I convertitori A/D a 18 bit usati per la modalità di misura mediante digitalizzazione consentono di acquisire fino a 1 milione di letture/s per un campionamento continuo di 1 ms per punto, rendendo tale modalità la più appropriata nel caso di acquisizione di forme d’onda e misura delle caratteristiche dei transitori con elevata precisione.

La modalità di misura a integrazione, basata su convertitori A/D a 22 bit, permette di ottimizzare il funzionamento dello strumento in tutte quelle applicazioni che richiedono i più elevati livelli di risoluzione e accuratezza possibili. In tal modo vengono assicurate misure precise di correnti e tensioni di valore estremamente basso tipiche dei componenti più avanzati di nuova generazione. Tutti gli strumenti della serie 2600A prevedono il funzionamento della modalità di misura a integrazione.

Gamma dinamica estesa per affrontare ogni applicazione

Il collegamento in parallelo di due strumenti della serie 2651A mediante TSP-Link permette di ampliare l’intervallo di corrente del sistema da 50 a 100 A.

Anche la gamma di tenzione di tensione può essere ampliata da 40 a 80 V quando le due unità vengono collegate in serie.

Il processore TSP (Test Script Processor) integrato in tutti gli strumenti della serie 2600A semplifica le operazioni di collaudo in quanto consente agli utenti di gestire più unità come si se trattasse di un unico strumento.

Il controllore di trigger incorporato può sincronizzare il funzionamento di tutti i canali collegati in un periodo compreso entro 500 ns.

Al fine di mimizzare l’autoriscaldamento durante la fase di collaudo, un problema comune di molti materiali e semiconduttori utilizzati nelle applicazioni di elevata potenza, il modelli 2561 mette a disposizione funzioni di generazione di impulsi ad alta velocità che consente di erogare e misurare impulsi con un elevato grado di precisione. È possibile programmare ampiezze di impulsi da 100 ms alla c.c. e duty cycle dall’1 al 100%.

Tool di sviluppo per script di test

Nello strumento 2561 è integrato TSP Express, un’utility che consente agli utenti di eseguire in maniera facile e veloce i tradizionali test I-V senza scrivere nessuna linea di codice o installare alcun software.

Qualunque sia il tipo di prova da effettuare, da quella più semplice a quella più avanzata, TSP Express è in grado di fornire risultati in tre semplici fasi di lavoro: collegamento, connessione e raccolta.

Esso inoltre facilita il collegamento degli strumenti per consentire livelli di generazione di impulsi più elevati. I risultati possono essere visualizzati in formato grafico oppure tabellare ed esportato come file .csv da utilizzare in applicazioni di tipo spreadsheet.

Sono altresì disponibili due altri tool per la creazione di sequenze di collaudo. Test Script Builder supporta la creazione, la modifica, il debug, l’elaborazione e la gestione di script TSP. Un driver LabVIEW basato su IVI semplifica l’integrazione del modelle 2651A in sequenze di test gestibili tramite LabVIEW.