PXIe-4162/4163 在Remote Sense時輸出不預期的電壓

問題敘述

我使用 PXIe-4162/4163以Remote Sense來輸出電壓。當我使用 DMM 讀取 HI 和 LO 之間的電壓時，它與 SMU 返回的電壓完全不一樣。這是怎麼回事？

解決方案

可能會發生幾種不同的情況：

1. 兩個sense leads都保持open狀態
   1. 在 CV 模式下輸出設為 >0V 或在 CC 模式下設為 >0A：來自 SMU 的電壓測量值可能接近 0V。輸出很可能會驅動至最大正電壓 (~ +25V)。
   2. 輸出在 CV 模式下設為 <0V 或在 CC 模式下設為 <0A：來自 SMU 的電壓測量值可能接近 0V。輸出很可能會驅動至最大負電壓 (~ -25V)。
   3. 在 CV 模式下輸出設為接近 0V 或在 CC 模式下設為接近 0A：來自 SMU 的電壓測量值可能接近 0V。輸出將是不確定的，它可以在最大和最小電壓之間任何的值做驅動。
2. 一根sense lead floating
   1. 電壓可以在 ±25 伏之間任何的位置做變化，具體取決於sense與其force line之間的阻抗。
3. HI/LO 線float
   1. 根據配置，它會逼近至 ±25 伏

提供了一些建議的修復方法：

• 推薦的解決方案是弄清楚為什麼 Force/Sense 線沒有正確連接到 DUT。找到問題後，修復它並查看 SMU 現在是否正常工作。
• 如果您不需要 remote sense，請將 SMU 配置為 local sense。
• 如果您無法解決sense leads的連接問題並且需要remote sense測量，您可以在 HI 和 HI Sense 以及 LO 和 LO Sense 線之間連接電阻器（推薦值在 100kΩ 和 1MΩ 之間）。如果remote sense開路，這將提供弱 local sense故障安全路徑來驅動 sense 測量，並防止open control loop情況。
  • 如果您遇到情況 3時，如果 DUT 阻抗太低，添加電阻器可能無濟於事。
  • 請注意，此電阻器用作故障安全電阻器，以保護您的 DUT 免受潛在高壓的影響。如果連接問題沒有得到解決，您將面拿到 DUT相關錯誤讀值的風險。例如，如果您輸出電壓並且 Force leads open，則 SMU 將返回與您 DUT 不對應的電壓和電流讀值。

相關資訊

在remote sense下，SMU 從 HI Sense 和 LO Sense 線路而不是 HI 和 LO 線路進行測量。因此，如果您的 HI Sense 和 LO Sense 線路沒有正確連接到您的 DUT，例如open/short，它就不會讀取正確的電壓。如DC Power Help中所述，“在未將sense leads連接到 DUT 的情況下配置操作方式為 remote sense的通道會導致測量結果跟發布的規格不符合。如果通道配置為 remote sense並且 remote sense leads是保持open狀態，通道可能會產生高於voltage level 或 voltage limit的電壓。”

許多 NI SMU 在 HI 和 HI Sense 以及 LO 和 LO Sense 之間有內部電阻。這是為了防止 SMU 在sense leads確實斷開連接時而損壞 DUT。 PXIe-4162/4163 SMU 在架構上不同於其他 SMU。 416x 的每個force 和 sense引腳都有一個專用的analog to digital converter。這允許 SMU 在引腳之間具有高阻抗，因此 Force 和 Sense 沒有檢測電阻，因為兩者都是連續測量的。會在其他 SMU的force 和 sense之間自動感測電阻器所引起的誤差在PXIe-4162/4163 SMU可以有效的減少，但現在用戶必須確保連接了force 和 sense。