原创开关系统配置——选择合适的开关矩阵卡路由相关信号尤为重要

 2012-2-16 22:02  1516 8 8 分类: 消费电子

选择合适的开关矩阵卡路由相关信号是获得理想的测量精度和分辨率的关键。如果这些信号是通过一个偏置电流指标为1nA和带宽为100kHz的开关路由的，那么使用皮安以下的测量仪器和10MHz的C-V测试[1]仪就显得浪费了。进行交流和直流测量时都必须将开关卡的影响考虑在内。

直流特性分析

低电流测量[2]可以选择偏置电流低于预计测量的开关卡。偏置电流是卡的噪声电流，即使没有路由外部信号，这种电流也会存在。这种噪声电流是开关卡的设计本身引起的，无法消除。

漏电流是测试系统中的各个绝缘体之间的电压降引起的额外噪声源。可以使用保险开关最大限度地减少漏电流，改进总体响应时间。保险开关可以通过在路由漏电流时远离进行低电流测量的高阻抗终端，从而降低漏电流。保险终端是一个电位与高阻抗终端相同的低阻抗终端。因此保险终端可以消除绝缘体的电位降，从而将漏电流降至将近0pA的水平。由于线缆电容的电压降将近0V，保险开关还免除了等待线缆电容充电的需要。请注意图1中的示例。

图1：当VHI≈VG时，电容和电阻的电压降为0V。由于不再需要充电电缆电容，保险终端几乎消除了由电缆绝缘体引起的漏电流，并最大限度地缩短了响应时间。

为了最大限度地减少稳定时间和漏电流，可以在从测量仪器到器件引脚的全程范围内使用保险开关。几乎所有的吉时利SourceMeter®源表都包含一个驱动保险终端[3]（如图1所示）。考虑到保险终端与输出HI终端处于同一电位，因此需要三同轴电缆，以便在最高输出电压超出42VDC时确保用户安全。如图2所示，除去三同轴连接器的内屏蔽将其变成同轴电缆[4]会消除保险终端的优势。为确保使用三同轴电缆，针对低电流开关而设计的吉时利半导体矩阵卡都采用了三同轴连接器。