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低電流和高電阻測量的兩種常見連接器類型

時間:2015-06-18 13:23:40

用源電壓/測量電流法進行高阻測量時,用戶必須考慮電壓源和電流表的準確度,以及器件連接的完整性。從連接器經過電纜進入測試夾具的整個信號路徑都必須經過優化才能保持信號劣化最小。


電纜和連接器用于低電流和高電阻測量的兩種常見連接器類型是雙接頭的BNC連接器和三接頭的三同軸連接器。BNC連接器用于屏蔽層包裹單芯導體構成的同軸電纜。在進行高靈敏度測量時,屏蔽電纜具有最小化噪聲的重要作用。三同軸電纜配合SMU使用,因為第三根芯能實現防護測量。


測量高電阻時,應當選擇芯與芯之間絕緣電阻高的電纜。質量好的三同軸電纜采用聚乙烯絕緣材料,而且一根芯專用于屏蔽約為1E12 Ω/ft的絕緣電阻。一定要核對廠家的指標并確保電纜和連接器都能用于高阻抗測量。同軸電纜和三同軸電纜都有適于低電平測量的低噪聲版本。低噪聲電纜的內部石墨涂層能讓失調最小。即便普通同軸電纜的漏電流和噪聲電流都高于低噪聲電纜,但在某些情況下普通同軸電纜(例如RG-58)就夠用了。


電纜電阻值、電容值和漏電流隨電纜長度增加而變化,所以盡可能讓所有連接電纜長度最短極為重要。用屏蔽電纜和測試夾具可以防靜電。測試光敏器件時,一定要使用遮光的測試夾具。


為避免測量誤差,將靜電計、SMU或皮安表正確連至DUT非常重要。一定要將儀表的高阻端子連至被測電路的最高阻抗點。


測量低電流測量系統的失調電流

建立一個用于測量非常小電流的系統的第一步是要確定整個測量系統的零點偏差和漏電流,這樣有助于確定整個系統的噪底極限,設定查找潛在問題的起點,并在必要時對系統作出改進。有兩種類型的偏差必須要加以考慮:內部偏差和外部偏差。內部偏差包括電流計的輸入偏置電流,外部偏差包括由連接電纜、適配器、測試夾具和探針引起的偏差。


首先,確定電流計的輸入偏置電流值,這可以通過測量最小量程時的開路電流來確定。然后在電流計的輸入端放置一個金屬帽(這不是用作短路,而是用作噪聲屏蔽),選擇最小電流量程,當讀數穩定后記下電流值(見圖4)。最后將這個電流值與儀器的指標進行比較。

    

測量完輸入偏置電流后,還需要驗證系統其余部分的偏差。通過逐個增加測試電路的附件并重復電流測量來重復偏差電流的測量。最終測量在測試電路中增加了所有電纜、連接器和測試夾具或探針臺后進行,此時不應連接設備。這個過程有助于判斷所有故障點,比如測量電路中的短接電纜。


圖4,源測量單元的輸入偏置電流與時間的關系。


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