miniSMU MS01은 여러 동작 모드를 통해 다양한 측정 기능을 제공합니다. 이 섹션에서는 두 가지 주요 측정 모드인 전압 인가·전류 측정(Force Voltage, Measure Current, FVMI) 모드와 전류 인가·전압 측정(Force Current, Measure Voltage, FIMV) 모드를 설정하고 사용하는 방법을 설명합니다.

측정 모드 이해하기

측정 모드를 선택하기 전에 각 모드의 차이를 이해해 두는 것이 중요합니다:

전압 인가·전류 측정(FVMI) 모드

FVMI 모드에서 miniSMU MS01은 전압원으로 작동합니다:

• 피측정 소자 양단의 전압이 설정한 값으로 유지됩니다
• miniSMU는 이 전압을 유지하기 위해 필요에 따라 출력 전류를 조정합니다
• 인가된 전압과 소자에 흐르는 전류를 측정하여 보고합니다

FVMI 모드를 사용하는 경우

FVMI 모드는 다음 용도에 이상적입니다:

• 저항 특성 평가: 알려진 전압을 인가하고 전류를 측정하여 저항을 계산합니다
• 다이오드 테스트: 전압을 스윕하면서 전류를 측정하여 I-V 곡선을 얻습니다
• 태양전지 테스트: 역바이어스 전압을 인가하고 누설 전류를 측정합니다
• LED 특성 평가: 전압을 정밀하게 제어하면서 소비 전류를 관찰합니다
• 트랜지스터 테스트: 특정 게이트-소스 전압을 인가하고 드레인 전류를 측정합니다

특정 채널에서 FVMI 모드를 켜려면 SOURx:FVMI ENA 명령을 사용하십시오. 여기서 x는 채널 번호(1 또는 2)입니다:

SOURx:FVMI ENA

예:

SOUR1:FVMI ENA

이 명령은 채널 1에서 FVMI 모드를 켭니다.

전체 FVMI 구성 예:

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

전류 인가·전압 측정(FIMV) 모드

FIMV 모드에서 miniSMU MS01은 전류원으로 작동합니다:

• 피측정 소자에 흐르는 전류가 설정한 값으로 유지됩니다
• miniSMU는 이 전류를 유지하기 위해 필요에 따라 출력 전압을 조정합니다
• 소자 양단의 전압과 소자에 흐르는 전류를 측정하여 보고합니다

FIMV 모드를 사용하는 경우

FIMV 모드는 다음 용도에 이상적입니다:

• 배터리 테스트: 특정 충전/방전 전류를 인가하고 전압 응답을 측정합니다
• 저저항 측정: 알려진 전류를 흘리고 작은 전압 강하를 측정합니다
• 온도 센서 특성 평가: RTD나 서미스터에 정전류를 흘립니다
• LED 밝기 제어: LED 전류를 정밀하게 제어하여 일정한 밝기를 유지합니다
• 전류 구동 소자: 전류 기반으로 작동하는 부품을 테스트합니다

특정 채널에서 FIMV 모드를 켜려면 SOURx:FIMV ENA 명령을 사용하십시오:

SOURx:FIMV ENA

예:

SOUR2:FIMV ENA

이 명령은 채널 2에서 FIMV 모드를 켭니다.

전체 FIMV 구성 예:

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

모드별 고려 사항

FVMI 모드 고려 사항

• 개방 회로 동작: 회로가 개방된 상태의 FVMI 모드에서는 측정 전류가 0에 매우 가깝습니다
• 단락 위험: 단락 위험이 있을 때 FVMI 모드를 사용할 경우 전류가 급격히 증가할 수 있으므로 특히 주의하십시오
• 전류 제한: 출력을 켜기 전에 항상 알맞은 전류 보호 한계를 설정하십시오
• 컴플라이언스 표시: 전류 보호 한계에 도달하면 채널 LED가 빨간색으로 바뀝니다

FIMV 모드 고려 사항

• 개방 회로 동작: 회로가 개방된 상태의 FIMV 모드에서는 miniSMU가 보호 한계에 도달할 때까지 전압을 높입니다
• 0 V 부근에서 작동하는 소자: FIMV 모드는 0 V 가까이에서 작동하는 소자(예: 슈퍼커패시터, 일부 배터리 유형)를 테스트하는 데 매우 적합합니다
• 전압 제한: 출력을 켜기 전에 항상 알맞은 전압 보호 한계를 설정하십시오
• 컴플라이언스 표시: 전압 보호 한계에 도달하면 채널 LED가 빨간색으로 바뀝니다

4선식 켈빈 측정 모드

4선식(켈빈) 측정은 포스(Force) 연결과 센스(Sense) 연결을 따로 사용하여 측정값에서 리드 저항과 접촉 저항의 영향을 제거합니다.

작동 원리

4선식 모드에서는:

• 채널 1이 포스(소싱) 채널로 작동합니다
• 채널 2가 고임피던스 모드의 센스 채널로 작동합니다
• 전압은 센스 단자에서 측정되므로 포스 리드에서 생기는 전압 강하의 영향을 받지 않습니다

4선식 모드를 사용하는 경우

4선식 모드는 다음 용도에 이상적입니다:

• 리드 저항이 정확도에 큰 영향을 주는 저저항 측정
• 접촉 저항이 있는 소자의 고정밀 전압 측정
• 배터리 내부 저항 측정
• 커넥터 및 접촉 저항 테스트

4선식 모드 켜기

miniSMU 앱(v1.1.0+)에서: ‘Settings > About’으로 이동하여 ‘4-Wire Mode’ 토글을 켜십시오(장치가 연결되어 있을 때만 표시됩니다).

Python 라이브러리(v0.3.0+)에서:

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

SCPI 명령으로:

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

중요 참고 사항

• 4선식 모드가 켜져 있으면 채널 2를 독립적으로 사용할 수 없습니다
• 4선식 모드에서는 OUTP1 ON/OFF가 두 채널을 함께 제어합니다
• 스트리밍이나 스윕이 진행 중일 때는 4선식 모드를 켤 수 없습니다
• miniSMU 앱에서는 채널 2 컨트롤이 비활성화되며, 그 이유를 설명하는 툴팁이 표시됩니다