TEKTRONIX Tec 6220 6221 Fontes de corrente AC e CC

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TEKTRONIX Fontes de corrente AC e CC da Tec

Tectronix

Introdução dos produtos Tektronix AC e DC:

Modelo do produto:
Marca do produto: Tektronix
Categoria de produto: Fonte de corrente contínua
Nota do produto: fonte de corrente AC e fonte de corrente DC

As séries de fontes de corrente DC 6220 e AC/DC 6221 são fontes de microcorrente extremamente fáceis de usar e de baixo ruído. A geração de microcorrentes é um instrumento fundamental em muitas aplicações de pesquisa e desenvolvimento e medição de produtos, especialmente em semicondutores, nanotecnologia e supercondutores. Os controles rápidos e integrados tornam a série 6220/6221 ideal para aplicações como medição Hall, medição de resistência em modo Delta, medição pulsada e medição de condução diferencial.

Características do produto Tektronix AC e DC:

Características do 6220 e 6221:

• Fonte e armadilha (carga programável) 100fA a 100mA

• A impedância de saída de 1014Ω garante uma fonte de corrente estável para todas as cargas

• Capacidade de armazenamento de fonte de 65.000 pontos que permite realizar varreduras de corrente de teste diretamente da fonte de corrente

• Interfaces RS-232, GPIB, trigger link e E/S digitais integradas

• Saída coaxial tripla reconfiguravel para aplicações com função de proteção

• O modo de simulação 220 não precisa ser reprogramado para aplicações existentes

6221 Características:

• Fonte de corrente alterna de pico de 4pA a 210mA para análise de propriedades de corrente alterna de componentes e materiais. A velocidade de atualização de saída de 10 MHz do 6221 é capaz de gerar ondas sinusoidais suaves de 100 kHz.

• Formas de onda padrão e arbitrarias integradas na faixa de frequência de 1mHz a 100kHz. Áreas de aplicação incluem cargas complexas programáveis ou sinais de sensores e simulação de ruído

• Uma largura de pulso programável de até 5 μs limita o consumo de energia dos componentes. Medição* de pulsos I-V estreitos de 50 μs quando usados com o nanometro 2182A

• Interface Ethernet incorporada para fácil controle remoto sem cartão de controle GPIB

• Nanotecnologia
  Condutores diferenciais
  Fonte de sinal pulsado e resistência

• Aplicações fotoelétricas
  Impulso I-V

• Substituição da ponte de resistência AC (quando usada em combinação com 2182A)
  Medição de resistência de baixa potência

• Substituição do amplificador de bloqueio (quando usado em conjunto com o 2182A)
  Medição de resistência de baixo ruído

A necessidade de baixas fontes de corrente. Os testes e a análise de características dos dispositivos eletrônicos pequenos e de alta eficiência de potência de hoje exigem a saída de corrente de baixo nível, o que requer a utilização de fontes de baixa corrente. A corrente de estímulo mais baixa produz uma tensão mais baixa (e, portanto, mais difícil de medir) em ambas as extremidades do dispositivo. A combinação do 6220 ou 6221 com o naviômetro 2182A pode lidar adequadamente com ambos os desafios.

Aplicações de produtos Tektronix AC e DC:

A fonte de corrente 6220 DC e a fonte de corrente 6221 AC/DC são fontes de corrente de ruído de corrente ultrabaixa muito fáceis de usar. A geração de baixa corrente é importante em muitas aplicações em ambientes de teste, desde pesquisa e desenvolvimento até produção, especialmente nas indústrias de semicondutores, nanotecnologia e supercondutores. As fontes de alta precisão e os controles incorporados tornam os 6220 e 6221 ideais para aplicações como medição Hall, medição de resistência usando o modo delta, medição de pulso e medição de condutividade diferencial.

Fontes de corrente alterna e geradores de ondas de fontes de corrente. A 6221 é a única fonte de corrente alterna de baixa corrente no mercado. Antes do lançamento do 6221, pesquisadores e engenheiros tiveram que construir suas próprias fontes de corrente alterna. Essa fonte econômica é melhor em termos de precisão, consistência, confiabilidade e robustez do que uma solução “feita em casa”. O 6221 também é um gerador de ondas de fonte de corrente disponível no mercado que simplifica a criação e saída de ondas complexas.

Programação simples. Ambas as fontes de corrente podem ser totalmente programadas a partir de um controle do painel frontal ou de um controlador externo através de uma interface RS-232 ou GPIB; O 6221 também possui uma interface Ethernet que pode ser controlada remotamente por qualquer conexão Ethernet. Estes dois instrumentos podem produzir corrente contínua de 100fA a 105mA; O 6221 também pode emitir uma corrente alternada de pico de 4pA a 210mA. Essas duas fontes de corrente podem definir a tensão de saída de 0,1V a 105V em passos de 10mV A importância da alta tensão (o limite de tensão que pode ser alcançado quando a fonte de corrente sai da corrente) é a aplicação de sobretensão média que pode danificar o dispositivo medido (DUT).

Substituição direta da fonte de corrente 220. Os 6220 e 6221 são construídos sobre a popular fonte de corrente programável do Tipo 220 em Guiselha; Em aplicações existentes, a substituição do modelo 220 por 6220/6221 permite implementar facilmente o modo de simulação do modelo 220 sem a necessidade de reescrever o código de controle.

Fácil de configurar e executar a varredura de corrente. Tanto o 6220 quanto o 6221 oferecem ferramentas para definir a inclinação da corrente e uma sequência pré-definida de até 65.536 valores de saída em etapas usando gatilhos ou temporizadores. Ambas as fontes de corrente suportam digitalização linear, logarística e personalizada.

O 6221 combina uma fonte de corrente de alta resolução com uma taxa de atualização de megahertz, o que dificulta a distinção entre sinais de corrente simulados e ondas de corrente analógica com alta fidelidade.

Software de inicialização de instância de controle de instrumento gratuito

O software de instância de controle de instrumentos para fontes de corrente simplifica a execução de tarefas básicas de fontes de corrente e o ajuste de funções de medição complexas com o GISLI 2182A. Este software desenvolvido no ambiente de programação LabVIEW inclui um guia avançado de medição que ajuda o usuário a configurar o instrumento e a conexão correta, bem como a configuração das funções básicas de fonte de corrente. Este pacote inclui ferramentas que suportam medições de modo delta, condutividade diferencial e modo de pulso. Com este pacote, os usuários podem imprimir instruções instrumentais para qualquer função pré-programada, proporcionando um ponto de partida para incluir essas funções no aplicativo.

Condutores diferenciais

A medição de condutividade diferencial é uma das medições importantes e críticas em dispositivos de túnel não lineares e dispositivos de baixa temperatura. A condutividade diferencial matemática é uma derivada da curva I-V do dispositivo. O 6220 ou 6221 em combinação com o nanométrico 2182A é o esquema completo de medição de condutividade diferencial da indústria*. Essas combinações de instrumentos também são rápidas: 10 vezes mais rápidas do que outras opções e com muito menos ruído. Os dados podem ser obtidos em uma única medição sem a necessidade de medir os resultados em várias digitalizações, o que leva tempo e é propenso a erros. Além disso, o 622X e o 2182A são fáceis de usar, pois podem ser combinados como um único instrumento de medição. Sua conexão simples elimina problemas de isolamento e corrente de ruído que são difíceis de lidar com outros programas.

Figura 1. Executar, analisar e exibir medições de condutividade diferencial.

Modo Delta

*Inicialmente, o método delta desenvolvido no Gibraltar para medições de baixo ruído de tensão e resistência requeria uma combinação de 2.182 nanovoltímetros e uma fonte de corrente externa acionável. Na verdade, o modo delta aciona automaticamente a fonte de corrente para alternar a polaridade do sinal e, em seguida, aciona as leituras do nanovoltímetro em cada polaridade. Este método de inversão de corrente elimina qualquer distúrbio termoelétrico constante, garantindo assim que os resultados da medição refletam os valores reais da tensão.

Da mesma forma, essa abordagem básica foi adotada nos modelos delta do 622X e 2182A, mas essa abordagem foi aprimorada e simplificada na implementação. Agora, este método elimina distúrbios termoelétricos que se desviam ao longo do tempo, produzindo resultados em apenas metade do tempo do método anterior e permitindo que a fonte de corrente controle e ajuste o nanovoltímetro, de modo que a configuração de medição seja concluída com apenas dois botões. Eliminação melhorada de distúrbios termoelétricos e taxas de leitura elevadas reduzem o ruído de medição para 1n

Figura 2. Modo Delta oferece atenuação de ruído 1000:1

O modo Delta mede com precisão baixas tensões e pequenas resistências. Quando o 622X e o 2182A são conectados corretamente, o usuário só pode iniciar o teste pressionando o botão Delta na fonte de corrente e pressionando o botão Trigger. O 622X e o 2182A funcionam de forma perfeita e podem ser controlados através da interface GPIB (interface GPIB ou Ethernet do 6221). O 622X oferece uma instância gratuita de software de controle, incluindo um guia para "guiar" o usuário ao longo do processo de configuração do modo delta.

Teste de pulso

Mesmo uma pequena quantidade de calor introduzida pelo próprio processo de medição aumenta a temperatura do DUT, desviando os resultados do teste ou até danificando o dispositivo. A capacidade de medição de pulso do 6221 reduz o consumo de energia do DUT para baixo, proporcionando ao usuário a maior flexibilidade* para definir a amplitude de corrente de pulso, o intervalo de pulso, a largura de pulso e outros parâmetros de pulso* durante o processo de medição de pulso.

O 6221 permite pulsos curtos (reduzindo assim a dissipação de calor) com um tempo de aumento de microssegundos de escala completa. A combinação 6221/2182A sincroniza o pulso e a medição – a medição pode ser iniciada imediatamente 16 μs após a aplicação do pulso 6221. A largura total do pulso, incluindo a medição de tensão em nível de nanovolts, pode ser de apenas 50 μs. A sincronização de frequências de trabalho entre 6221 e 2182A elimina o ruído associado à linha de energia.

Geradores de formas de onda padrão e arbitrários

O 6221 é um gerador de forma de onda de baixa corrente no mercado. Ele pode configurar a forma de onda básica (onda sinusoidal, onda quadrada, onda triangular e onda inclinada) e a forma de onda com um gerador de forma de onda arbitrário (ARB) que suporta a definição de forma de onda ponto a ponto. É capaz de gerar formas de onda na faixa de frequências de 1mHz a 100kHz com uma taxa de atualização de saída de 10 megabytes de amostragem por segundo.

Melhor desempenho do que pontes de resistência AC e amplificadores de bloqueio

Em relação a pontes de resistência AC e amplificadores de bloqueio, a combinação 622X/2182A apresenta muitas vantagens, incluindo baixo ruído, menor corrente de saída, menor tensão medida, menor consumo de energia e baixo custo para o DUT. Além disso, não é necessário um preamplificador de corrente.

O 6221 também amplia a capacidade do amplificador de bloqueio em aplicações que já possuem um amplificador de bloqueio. Por exemplo, é capaz de limpar o sinal e sincronizar a saída do sinal, tornando-o uma saída ideal para aplicações de bloqueio, como dispositivos de medição e respostas harmônicas de terceiros.

6220 e 6221 comparados com fontes de corrente caseiras

Muitos pesquisadores e engenheiros que precisam de fontes de corrente tentam combinar fontes de tensão e resistores em série. Este é um método comum quando a corrente alterna é necessária. Isto se deve à ausência de fontes de corrente alterna no mercado antes do lançamento do 6220/6221. No entanto, as fontes de corrente caseiras têm muitas desvantagens em comparação com as fontes de corrente reais:

• Fonte de corrente caseira sem alta tensão. Você pode querer ter certeza de que a tensão em seus terminais de "fonte de corrente" caseiros nunca ultrapassa um determinado limite (por exemplo, 1 a 2V para muitos dispositivos optoelétricos). A maneira direta de fazer isso é reduzir a fonte de tensão para esse limite de tensão. Isso requer a redução da resistência em série para obter a corrente necessária. Se você quiser definir uma corrente diferente, você deve mudar o resistor enquanto a tensão permanece inalterada! Outra abordagem possível é dar ao DUT um circuito de proteção em paralelo. Essas operações não têm controle de tensão e são sempre usadas como dispositivos paralelos, roubando assim parte da corrente de configuração que flui para o DUT.

• A saída da fonte de corrente caseira é imprevisível. Usando uma "fonte de corrente" caseira feita de fontes de tensão e resistores em série, a impedância do DUT constitui o divisor de tensão. Se a resistência DUT for totalmente previsível, então a corrente pode ser conhecida, mas se a resistência DUT for desconhecida ou alterada como a maioria dos dispositivos, então a corrente já não é simplesmente uma função da tensão aplicada. A melhor maneira de tornar a fonte de corrente previsível é usar um resistor em série com valores de resistência extremamente altos (e, de acordo, uma fonte de alta tensão), o que contradiz exatamente a alta tensão necessária.
  Embora a corrente real dessa fonte de corrente imprevisível possa ser conhecida (se não controlada), é necessário pagar um preço. Isso é possível complementar a medição da corrente (por exemplo, medir a queda de pressão de um resistor em série com um medidor de tensão). Essa medição pode ser usada como feedback para alterar a fonte de tensão ou simplesmente gravar. Qualquer que seja o método, ele requer equipamentos adicionais, o que aumenta ainda mais a complexidade ou o erro. Pior ainda, se uma fonte de corrente caseira usar uma grande resistência em série para a previsão geral, essa leitura de volta requer um eletrostático para garantir a precisão.

2182A Voltómetro

O 2182A expande as funcionalidades do relógio de 2182 NV original em Guizelha. Embora o 6220 e o 6221 sejam compatíveis com o 2182, o uso do 2182 para medições de condutividade delta e diferencial leva o dobro do tempo que o uso do 2182A. Ao contrário do 2182A, o 2182 não suporta medições em modo de pulso.

Figura 3. Medições de sincronização de frequência de trabalho reduzem a interferência de 50Hz/60Hz para * baixa.

Use o 6221 e as instâncias gratuitas do software de controle de inicialização para criar formas de onda complexas através de operações como somar, multiplicar, conectar ou aplicar filtros a formas de onda padrão.

Aplicações combinadas 622X/2182A

Fácil coordenação de instrumentos e instâncias intuitivas de software simplificam a configuração e operação de muitas aplicações.
• Faixa de medição de resistência de 10nΩ a 100MΩ. Um sistema de medição pode ser usado em uma ampla gama de dispositivos.
• Substituir a ponte de resistência AC e o amplificador de bloqueio para medição de resistência por um desempenho de baixo ruído.
• Ajuste os pulsos e medições com uma largura de pulso estreita de 50 μs (apenas 6221).
• Medir condução diferencial 10 vezes mais rápido do que o esquema anterior e com menos ruído. A condutividade diferencial é um parâmetro importante para estudos de semicondutores usados ​​para descrever a densidade energética de materiais de substrato.
• O modo Delta reduz 1.000 vezes o ruído na medição da resistência.
Para medições Hall de baixa impedância, o modo de funcionamento delta da combinação 622X/2182A oferece desempenho de ruído e inibição de potencial de contacto. Para medições Hall de alta impedância (maior que 100MΩ), o 4200-SCS substitui fontes de corrente, interruptores e vários canais de medição de tensão de alta impedância. Isso fornece um plano completo com projetos de teste pré-programados.