电子产品世界

吉时利型号2651A高功率源表仪器包含一个积分ADC和18位高速数字化ADC，具有每秒读出高达百万个读数的能力。使用此高速ADC，2651A具有市面上所有SMU中最高的读出速率，同时仍保持高的测量分辨率。

图3：型号2651A的18位高速数字化ADC捕获300微秒50A的脉冲

图3解释了型号2651A高数字化ADC的能力。此ADC使用400个采样和一微秒的时间间隔，使得它可以完整捕获全部300微秒50A的脉冲。有了这样的功能，型号2651A不需要额外的测试设备，也可以准确地捕捉设备的瞬态及热效应。

多通道的可扩展性

无论单个SMU可能的速度有多快，当集成到系统中性能降低的话，它的优点也被浪费。部件SMU本质上较少受这个问题的影响，这要归功于他们的高速及通过PCI或PCIe背板(133MB / S的PCI 250MB / S的PCIe x1)连接到主机系统的低延迟。相反地，基于仪器的SMU是通过外部总线如GPIB和主机系统进行通信，GPIB的速度只是背板速度(1.8MB / s标准)的一小部分。吉时利的工程师在设计2600A系列源表仪器时意识到了这点，并通过使用测试脚本处理器(TSP®)使其脱离主机系统自主运作，并通过称为TPS-Link®的技术的高速、低延迟总线进行相互通信和同步。

传统的基于仪器源测量单元(SMU)要求每次从主机的一条总线传送一个命令，因为所有仪表共用一条总线，每次只能供一个仪表使用和通信。由于总线速度缓慢，大部分时间用于在总线和仪表之间发送指令和数据，而其他仪表经常闲置。TSP技术允许仪器自主运行主机系统的测试脚本，几乎省去了传输指令的时间。一旦脚本装入基于TSP的源测量仪表，就可以执行整个测试序列，主机只需要传送一个命令：指示仪器运行脚本。

图4：TSP-Link网络实例，含3个源数据仪表

TSP-Link省去了连接多个源数据仪表的需求，只需一条带宽有限的GPIB总线就可以满足需求。有了TSP-Link技术，只需将一个源数据仪表与GPIB总线相连，其他源数据仪表则与“菊花链”配置(通过便宜的CAT5e交叉线连接)相连。首先，通过TSP-Link技术将其他源数据仪表连接，这些仪表的源测量单元(SMU)以第一个源数据仪表的额外源测量单元(SMU)通道形式出现，通过在第一个源数据仪表上运行脚本就可以快速访问。

与组件源测量单元(SMU)不同，利用TSP-Link技术实现的通道扩展不限于主机的少数插槽。TSP-Link技术的无主机扩展最多允许连接32个仪表，有可能创建一个包含64个源测量单元(SMU)通道的系统。此外，由于源测量单元(SMU)是基于仪表的，可用电源数量不限于底板提供的电源。即使在基于大功率组件源测量单元(SMU)系统中，某些型号也只能提供最大84W的电源。通过接口TSP-Link可以连接32个2651A型大功率源数据仪表，这样创建的系统就可以提供6.4kW直流电源。

TSP-Link技术提供了一流的系统扩展方法，不需要昂贵的GPIB适配器和线缆，而且通过大量减少仪表与主机之间通信数量，可以提高系统吞吐量。不过，TSP-Link技术的真实功率在于其同步运行多个测试提高吞吐量的能力。除了源测量单元(SMU)，无论它们是在底板上基于组件的SMU还是在GPIB总线上基于仪表的SMU，访问总线是受限的，主机每次必须向每个SMU发送命令。为系统增添更多的SMU意味着增加主机必须处理的器件数量，主机必须向其发送命令。由于在这些系统中，每次只能向一个SMU发送命令，因此所有测试都必须按顺序进行。

再通过TSP-Link接口连接的系统中，可以对网络中的仪表进行分组，每组拥有自己的测试脚本处理器，能够与系统中的任何其他组并行运行脚本。分组中可以包括单一源数据表或多个源数据表，而且通常可以根据测试器件所需的SMU通道数量进行分组。例如，如果正在测试的器件是一个四端口(栅极、漏极、源极、基极)MOSFET，对晶圆进行测试，而且每个管脚需要一个SMU，那么可以将其分组为两个双通道源数据表，如2636A型双通道系统源数据表。一旦确定分组而且为每组指定运行的脚本，主机就可以通过一个命令指示所有组开始并行运行。由于在内存中已经存储每组的脚本，主机只需再次发送命令就可以进行反复测试。

以晶片上的4端口MOSFET为例，假设一个TSP-Link网络包括一个组以及一个完整的测试序列，步骤如下：

主机发送开始执行的命令。

脚本运行并对器件进行一系列完整的测试。

数据反馈至主机，同时探测台将探针移至下一个测试点。

如果整个序列需要1秒钟完成，那么照此速度，每分钟就可以测试60个点位。如果为TSP-Link网络添加另外一组，测试仍然只需1秒钟完成。不过，增加第二组后，有可能对两个器件并行测试，因此吞吐量将翻倍，即每分钟测试120个点位。利用TSP-Link技术，只需为网络添加分组，就可以提高系统吞吐量。

支持最大性能的I/O连接器

吉时利工程师为源数据表选择了输入/输出连接器，旨在为目标应用提供最大性能。对于中级信号范围，banana连接非常适合传输信号并提供最大的易用性，这也是2400 系列源数据表提供这种连接的原因。不过，对于那些电流很大或很小的应用H，banana连接则不能支持所需的性能等级，因袭必须使用其他连接器。

对于像2651A型大功率源数据表这样的大电流源数据表，其直流电流高达20A，脉冲电流高达50A。

常见的banana连接器的额定电流是15A，接触电阻高达10 mΩ。在50A电流时，仅这个接触电阻就将带来0.5V的压降。吉时利选择使用性能更优的菲尼克斯连接器，其额定电流高达76A DC。这种连接器的电流容量额定值不仅足以满足2651A型仪表需求，而且其接触电阻非常低，不会在测试引线产生过大的压降，从而实现了性能最大化，减缓上升和稳定时间。菲尼克斯连接器的额定接触电阻仅为0.3 mΩ，在50A电流时的压降仅为15mV。为了便于器件连接，连接器与螺旋式接线柱已进行匹配，提高了易用性。

关键词： 测试 测量单元 阵列 仪器技术