Le miniSMU MS01 offre des possibilités de mesure polyvalentes grâce à ses différents modes de fonctionnement. Cette section explique comment régler et utiliser les deux principaux modes de mesure : Force Voltage, Measure Current (FVMI), qui impose une tension et mesure le courant, et Force Current, Measure Voltage (FIMV), qui impose un courant et mesure la tension.

Comprendre les modes de mesure

Avant de choisir un mode de mesure, il est important de comprendre ce qui les distingue :

Mode Force Voltage, Measure Current (FVMI)

En mode FVMI, le miniSMU MS01 fonctionne comme une source de tension :

• La tension aux bornes du dispositif sous test est maintenue à la valeur que vous avez réglée
• Le miniSMU ajuste son courant de sortie autant que nécessaire pour maintenir cette tension
• La tension appliquée et le courant qui traverse le dispositif sont mesurés et transmis

Quand utiliser le mode FVMI

Le mode FVMI est idéal pour :

• Caractérisation de résistances : appliquez une tension connue et mesurez le courant pour calculer la résistance
• Test de diodes : obtenez des courbes I-V en balayant la tension et en mesurant le courant
• Test de cellules solaires : appliquez des tensions de polarisation inverse et mesurez les courants de fuite
• Caractérisation de LED : pilotez précisément la tension et observez la consommation de courant
• Test de transistors : appliquez des tensions grille-source données et mesurez le courant de drain

Pour activer le mode FVMI sur une voie donnée, utilisez la commande SOURx:FVMI ENA, où x est le numéro de la voie (1 ou 2) :

SOURx:FVMI ENA

Exemple :

SOUR1:FVMI ENA

Cette commande active le mode FVMI sur la voie 1.

Exemple complet de configuration 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

Mode Force Current, Measure Voltage (FIMV)

En mode FIMV, le miniSMU MS01 fonctionne comme une source de courant :

• Le courant qui traverse le dispositif sous test est maintenu à la valeur que vous avez réglée
• Le miniSMU ajuste sa tension de sortie autant que nécessaire pour maintenir ce courant
• La tension aux bornes du dispositif et le courant qui le traverse sont mesurés et transmis

Quand utiliser le mode FIMV

Le mode FIMV est idéal pour :

• Test de batteries : appliquez un courant de charge ou de décharge donné et mesurez la réponse en tension
• Mesures de faibles résistances : imposez un courant connu et mesurez la faible chute de tension
• Caractérisation de capteurs de température : faites circuler un courant constant dans des sondes RTD ou des thermistances
• Réglage de la luminosité des LED : contrôlez précisément le courant des LED pour obtenir une luminosité constante
• Composants pilotés en courant : testez des composants qui nécessitent un fonctionnement en courant

Pour activer le mode FIMV sur une voie donnée, utilisez la commande SOURx:FIMV ENA :

SOURx:FIMV ENA

Exemple :

SOUR2:FIMV ENA

Cette commande active le mode FIMV sur la voie 2.

Exemple complet de configuration 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

Points propres à chaque mode

Mode FVMI : points à prendre en compte

• Comportement en circuit ouvert : en mode FVMI, avec un circuit ouvert, le courant mesuré est très proche de zéro
• Risques de court-circuit : redoublez de prudence en mode FVMI lorsqu’il existe un risque de court-circuit, car le courant peut augmenter rapidement
• Limitation du courant : réglez toujours des limites de protection en courant appropriées avant d’activer la sortie
• Indication de compliance : si la limite de protection en courant est atteinte, la LED de la voie devient rouge

Mode FIMV : points à prendre en compte

• Comportement en circuit ouvert : en mode FIMV, avec un circuit ouvert, le miniSMU augmente la tension jusqu’à atteindre la limite de protection
• Sources proches de zéro volt : le mode FIMV est excellent pour tester des composants qui fonctionnent à une tension proche de zéro volt (par ex. supercondensateurs, certains types de batteries)
• Limitation de la tension : réglez toujours des limites de protection en tension appropriées avant d’activer la sortie
• Indication de compliance : si la limite de protection en tension est atteinte, la LED de la voie devient rouge

Mode de mesure Kelvin 4 fils

La mesure 4 fils (Kelvin) élimine de vos mesures la résistance des cordons et des contacts, grâce à des connexions de force et de mesure (sense) séparées.

Principe de fonctionnement

En mode 4 fils :

• la voie 1 sert de voie de force (source)
• la voie 2 sert de voie de mesure (sense), en mode haute impédance
• la tension est mesurée aux bornes de mesure (sense), ce qui permet de s’affranchir de toute chute de tension dans les cordons de force

Quand utiliser le mode 4 fils

Le mode 4 fils est idéal pour :

• les mesures de faibles résistances, lorsque la résistance des cordons affecte sensiblement la précision
• les mesures de tension de haute précision sur des composants présentant une résistance de contact
• les mesures de résistance interne de batteries
• le test de la résistance de connecteurs et de contacts

Activer le mode 4 fils

Depuis l’application miniSMU (v1.1.0+) : Ouvrez « Settings > About » et activez l’option « 4-Wire Mode » (visible uniquement lorsque l’appareil est connecté).

Depuis la bibliothèque 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

Avec les commandes SCPI :

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

Remarques importantes

• Lorsque le mode 4 fils est actif, la voie 2 ne peut pas être utilisée indépendamment
• En mode 4 fils, OUTP1 ON/OFF commande les deux voies ensemble
• Le mode 4 fils ne peut pas être activé pendant un streaming ou un balayage en cours
• Dans l’application miniSMU, les commandes de la voie 2 sont désactivées, et une infobulle en explique la raison