El miniSMU MS01 ofrece capacidades de medición versátiles gracias a sus distintos modos de funcionamiento. En esta sección se explica cómo configurar y utilizar los dos modos de medición principales: forzar tensión y medir corriente (FVMI, Force Voltage, Measure Current) y forzar corriente y medir tensión (FIMV, Force Current, Measure Voltage).

Los modos de medición

Antes de seleccionar un modo de medición, es importante comprender las diferencias entre ellos:

Modo FVMI (forzar tensión, medir corriente)

En el modo FVMI, el miniSMU MS01 funciona como fuente de tensión:

• La tensión en el dispositivo bajo prueba se mantiene en el valor que usted establezca
• El miniSMU ajusta su corriente de salida según sea necesario para mantener esa tensión
• Se miden y se devuelven la tensión aplicada y la corriente que circula por el dispositivo

Cuándo utilizar el modo FVMI

El modo FVMI es ideal para:

• Caracterización de resistencias: aplique una tensión conocida y mida la corriente para calcular la resistencia
• Pruebas de diodos: genere curvas I-V barriendo la tensión y midiendo la corriente
• Pruebas de celdas solares: aplique tensiones de polarización inversa y mida las corrientes de fuga
• Caracterización de LED: controle la tensión con precisión y observe el consumo de corriente
• Pruebas de transistores: aplique tensiones compuerta-fuente concretas y mida la corriente de drenador

Para activar el modo FVMI en un canal concreto, utilice el comando SOURx:FVMI ENA, donde x es el número de canal (1 o 2):

SOURx:FVMI ENA

Ejemplo:

SOUR1:FVMI ENA

Este comando activa el modo FVMI en el canal 1.

Ejemplo completo de configuración FVMI:

SOUR1:VOLT 3.3        # Set channel 1 to output 3.3V
SOUR1:CURR:PROT 0.02  # Limit current to 20mA for protection
SOUR1:FVMI ENA        # Enable FVMI mode
OUTP1 ON              # Enable the output
MEAS1:CURR?           # Measure the resulting current

Modo FIMV (forzar corriente, medir tensión)

En el modo FIMV, el miniSMU MS01 funciona como fuente de corriente:

• La corriente que circula por el dispositivo bajo prueba se mantiene en el valor que usted establezca
• El miniSMU ajusta su tensión de salida según sea necesario para mantener esa corriente
• Se miden y se devuelven la tensión en el dispositivo y la corriente que circula por él

Cuándo utilizar el modo FIMV

El modo FIMV es ideal para:

• Pruebas de baterías: aplique una corriente de carga o descarga concreta y mida la respuesta de la tensión
• Mediciones de baja resistencia: fuerce una corriente conocida y mida la pequeña caída de tensión
• Caracterización de sensores de temperatura: haga circular una corriente constante por RTD o termistores
• Control del brillo de LED: controle con precisión la corriente del LED para obtener un brillo uniforme
• Dispositivos controlados por corriente: pruebe componentes que requieren un funcionamiento basado en la corriente

Para activar el modo FIMV en un canal concreto, utilice el comando SOURx:FIMV ENA:

SOURx:FIMV ENA

Ejemplo:

SOUR2:FIMV ENA

Este comando activa el modo FIMV en el canal 2.

Ejemplo completo de configuración FIMV:

SOUR2:CURR 0.01       # Set channel 2 to output 10mA
SOUR2:VOLT:PROT 5     # Limit voltage to 5V for protection
SOUR2:FIMV ENA        # Enable FIMV mode
OUTP2 ON              # Enable the output
MEAS2:VOLT?           # Measure the resulting voltage

Consideraciones específicas de cada modo

Consideraciones sobre el modo FVMI

• Comportamiento en circuito abierto: en el modo FVMI con un circuito abierto, la corriente medida será muy próxima a cero
• Riesgos de cortocircuito: tenga especial cuidado con el modo FVMI cuando exista riesgo de cortocircuito, ya que la corriente puede aumentar rápidamente
• Limitación de corriente: configure siempre límites de protección de corriente adecuados antes de activar la salida
• Indicación del límite de compliance: si se alcanza el límite de protección de corriente, el LED del canal se pondrá en rojo

Consideraciones sobre el modo FIMV

• Comportamiento en circuito abierto: en el modo FIMV con un circuito abierto, el miniSMU aumentará la tensión hasta alcanzar el límite de protección
• Fuentes de cero voltios: el modo FIMV es excelente para probar dispositivos que funcionan cerca de cero voltios (por ejemplo, supercondensadores o algunos tipos de baterías)
• Limitación de tensión: configure siempre límites de protección de tensión adecuados antes de activar la salida
• Indicación del límite de compliance: si se alcanza el límite de protección de tensión, el LED del canal se pondrá en rojo

Modo de medición Kelvin a 4 hilos

La medición Kelvin a 4 hilos elimina de sus mediciones la resistencia de los cables y de los contactos, ya que utiliza conexiones separadas de forzado (force) y de detección (sense).

Cómo funciona

En el modo de 4 hilos:

• El canal 1 actúa como canal de forzado (fuente)
• El canal 2 actúa como canal de detección, en modo de alta impedancia
• La tensión se mide en los terminales de detección, por lo que no influye ninguna caída de tensión en los cables de forzado

Cuándo utilizar el modo de 4 hilos

El modo de 4 hilos es ideal para:

• Mediciones de baja resistencia en las que la resistencia de los cables afecta de forma significativa a la exactitud
• Mediciones de tensión de alta precisión en dispositivos con resistencia de contacto
• Mediciones de la resistencia interna de baterías
• Pruebas de la resistencia de conectores y contactos

Activación del modo de 4 hilos

Desde la aplicación miniSMU (v1.1.0+): Vaya a «Settings > About» y active el interruptor «4-Wire Mode» (solo visible cuando hay un dispositivo conectado).

Desde la biblioteca de Python (v0.3.0+):

smu.enable_fourwire_mode()   # Enable 4-wire mode
smu.disable_fourwire_mode()  # Disable 4-wire mode
status = smu.get_fourwire_mode()  # Query current state

Mediante comandos SCPI:

SYST:4WIR ENA    # Enable 4-wire mode
SYST:4WIR DIS    # Disable 4-wire mode
SYST:4WIR?       # Query 4-wire mode status

Notas importantes

• Cuando el modo de 4 hilos está activo, el canal 2 no puede utilizarse de forma independiente
• En el modo de 4 hilos, OUTP1 ON/OFF controla los dos canales a la vez
• El modo de 4 hilos no puede activarse mientras haya una transmisión de datos o un barrido en curso
• En la aplicación miniSMU, los controles del canal 2 se desactivan y una información emergente (tooltip) explica el motivo