Le Chroma 52403P est un SMU (Source/Measure Unit - Unité source-mesure) à impulsions courtes PXI Express conçu pour une détection de source et une mesure rapides, précises et fiables des dispositifs thermosensibles tels que les diodes laser (LD) haute puissance. Intégrant un émetteur d'impulsions à haute vitesse, un SMU haute précision et un module DAQ dans un seul SMU PXIe, le 52403 P peut mesurer à la fois le courant de fuite LIV et le courant de fuite de bas niveau des LD haute puissance. Le SMU à impulsions courtes Chroma 52403P offre ainsi aux clients une solution tout-en-un pour des tests complets de LD.

Doté d'un excellent émetteur d'impulsions avec des vitesses de balayage et un courant de sortie élevés, le 52403P peut émettre des impulsions de 10 A/10 uS ou de 1 A/5 uS. Comme l'inductance affecte considérablement les temps de montée/descente du courant d'impulsion, le SMU à impulsions courtes 52403P permet d'avoir une inductance de jusqu'à 3 uH entre le fil de test et le DUT tout en fournissant toujours des courbes d'impulsion de 10 A/10 uS ou de 1 A/5 uS.

Le module SMU du 52403P est équipé de 16 largeurs de bande de contrôle sélectionnables pour assurer une sortie rapide et stable qui peut répondre aux différentes exigences d'impédance du DUT et éviter l'oscillation. Des plages de mesure de courant multiples avec CNA 18 bits et CAN 18 bits offrent une résolution et une précision élevées avec un taux d'échantillonnage de jusqu'à 100 kS/s.

Avec un DAQ (Data Acquisition - Acquisition des données) intégré de 2 MS/s, le Chroma 52403P peut mesurer le signal de tension des photodiodes à haute vitesse via un TIA (Transimpedance Amplifier - Amplificateur de transimpédance) en utilisant son propre SMU, ce qui simplifie l'intégration du système de test et réduit le temps de développement.

Un panneau frontal doux polyvalent et des API C/C#/LabVIEW/LabWindows sont fournis pour un développement et un déploiement rapides des tests. Le connecteur arrière est compatible avec les emplacements de châssis PXIe et hybrides. Toutes ces fonctionnalités permettent une intégration facile dans les systèmes PXIe ou PXI hybrides conçus pour une large gamme d'applications.

Le 52403P est doté d'un moteur de séquence matériel breveté avec un timing déterministe pour contrôler la sortie du SMU. La mémoire intégrée du séquenceur peut stocker jusqu'à 8192 commandes du séquenceur et un total de 8 millions d'échantillons de mesure.

Une excellente conception à haut débit permet au SMU à impulsions courtes Chroma 52403P d'émettre des impulsions de 10 A/10 uS et des impulsions de 1 A/5 uS qui empêchent la diode laser de s'auto-échauffer. La Figure 1 montre la forme d'onde d'impulsion d'un courant de 10 A/10 uS le long d'un câble de 3 m. La Figure 2 ne montre que des différences mineures dans les temps de montée entre les courbes d'impulsions 10 A/3,5 A/1 A 10 uS avec l'utilisation d'un câble de 3 m. Enfin, la Figure 3 indique comment différentes longueurs de câble produisent des courbes d'impulsion 10 A/10 uS presque identiques, ce qui démontre que le 52403P peut produire des courbes d'impulsion très précises avec un impact minimal du courant de sortie et de la longueur du câble.

▲ Figure 1 : Courbe d'impulsion 10 A/10 uA

▲ Figure 2 : Courbe d'impulsion avec une sortie de 10 A/3,5 A/1 A

▲ Figure 3 : Courbe d'impulsion avec des câbles 3 M/2 M/1 M

Le test LIV (Light-Current-Voltage - Tension-courant-léger) est une mesure importante utilisée pour collecter des données sur les caractéristiques de fonctionnement, l'efficacité de la pente et le courant de seuil de dispositifs tels que les diodes laser. Une autre fonction importante du test LIV est d'identifier les « coudes » dans la courbe de sortie. Contrairement aux autres SMU, le 52403P peut émettre des balayages pulsés au niveau uS vers la diode laser (LD). La LD émet de la lumière vers le photo-détecteur (DP), qui génère alors un courant converti en tension par le TIA. Le DAQ intégré du 52403P collecte alors le signal de tension et crée une courbe LIV en calculant les données du balayage I/V et les données L, comme indiqué dans la Figure 4.

▲ Figure 4 : Schéma d'un test LIV complet

Le SMU à impulsions courtes 52403P est équipé d'un module émetteur d'impulsions et d'un module SMU. Le module émetteur d'impulsions fournit une sortie quadrant-1 de 1,8 W (Figure 5) et le module SMU fournit une sortie quadrant avec une sortie de 25 W comme source et 10 W comme charge (Figure 6).

▲ Figure 5 : Diagramme de quadrant du module émetteur d'impulsions

▲ Figure 6 : Diagramme de quadrant du module SMU

Chroma fournit un panneau avant doux polyvalent pour une plage d'applications. Le panneau avant doux du module émetteur d'impulsions (Figure 7) permet aux clients de modifier facilement les formes d'onde d'impulsion en ajustant simplement quelques paramètres d'impulsion. Le panneau avant doux du module SMU (Figure 8) permet aux clients d'entrer les principaux paramètres de configuration, tels que la plage, les valeurs de serrage, le temps d'ouverture et la largeur de bande de la boucle, pour des tests et des mesures de haute précision. Le panneau avant doux du séquenceur matériel (Figure 9) permet de contrôler et de mesurer sans aucune latence et interaction avec le PC pendant l'exécution. Une fois que l'instrument reçoit le déclencheur de démarrage, il exécute les commandes d'étape dans le tableau du séquenceur ligne par ligne ou comme défini par le déclencheur.

▲ Figure 7 : Panneau avant du logiciel du module émetteur d'impulsions

▲ Figure 8 : Panneau avant du logiciel du module SMU

▲ Figure 9 : Panneau avant du logiciel du séquenceur de matériel

La protection est une technique importante pour les mesures de courant très faible qui réduit les erreurs causées par le courant de fuite et diminue le temps de stabilisation (Figure 10). Pour ce faire, le potentiel du connecteur de garde est maintenu au même potentiel que le conducteur de force, pour empêcher le courant de circuler entre les conducteurs de force et de garde. La protection élimine également la résistance du câble entre le SMU et le DUT (Figure 11) et réduit considérablement la constante de temps RC. Le module SMU contient deux fils de ±garde, ce qui permet d'obtenir des mesures plus rapides et plus précises.

▲ Figure 10 : Courant de fuite circulant à travers la résistance d'isolement du câble.

▲ Figure 11 : Connexion de protection - la résistance du câble est éliminée avec un câble triaxial

Le module SMU est conçu pour fournir une tension et un courant de sortie à haute vitesse pour une réactivité optimale et une durée de test plus courte. L'impédance du DUT, de l'installation ou du câblage peut causer une instabilité en boucle du mode source de tension ou de courant, ce qui peut causer une saturation, une oscillation, ou même endommager le DUT. Pour éviter cela, le module SMU fournit 16 largeurs de bande de contrôle sélectionnables par l'utilisateur, éliminant ainsi le besoin de condensateurs ou d'inductances externes placés près du DUT. Cela résulte en un temps de montée plus rapide de la sortie, une réduction de l'ondulation de la tension et du bruit, ainsi qu'une réduction de la réponse transitoire (Figure 12). La largeur de bande de contrôle peut être modifiée avec le logiciel pour maximiser la flexibilité des tests et minimiser les temps d'arrêt en cas de changement de DUT.

Figure 12 : Forme d'onde de la sortie SMU sous contrôle de la largeur de bande