Hochstrom-Tests an High-Brightness-LEDs

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Geeignete Testkabel und Messfehler vermeiden

Die verwendeten Kabel müssen sowohl einen niedrigen Widerstand als auch eine geringe Induktivität aufweisen. Im Allgemeinen sollten Kabel mit einer Dicke von mindestens 10 AWG zum Einsatz kommen. Sonst könnten die Leistung und Messgenauigkeit der SMU beeinflusst werden und eine mögliche Brandgefahr vorliegen.

SMUs unterstützen sowohl 2-Draht- als auch 4-Draht-Testmodi. Sogar Messleitungen mit sehr niedrigem Widerstand können einen Spannungsabfall bei hohen Strömen und damit substanzielle Messfehler im 2-Draht-Modus verursachen. Der 2-Draht-Modus nutzt insgesamt nur zwei Messleitungen für die Quelle und die Messung. Zwar wird duch den 2-Draht-Modus die Verkabelung vereinfacht. Allerdings treten dann Messfehler auf, weil die Spannungsmessung nicht nur den Spannungsabfall über dem Testobjekt (DUT) sondern auch über den Messleitungen erfasst.

Um Messfehler aufgrund des Leitungswiderstands zu vermeiden (das dritte Problem bei Tests mit hohen Strömen), sollten 4-Draht-Verbindungen für beide SMUs genutzt werden. Im 4-Draht-Modus wird ein Leitungspaar für die Einspeisung des Messstroms und ein weiteres Paar für die Messung der Spannung über dem Testobjekt verwendet. Da die Messschaltung eine sehr hohe Impedanz hat, fließt nur ein sehr kleiner Strom durch die Messleitungen; deswegen lässt sich der Spannungsabfall über diesen Leitungen vernachlässigen. Damit ist die gemessene Spannung identisch mit der Spannung über dem DUT. An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Kabel für die Spannungsmessung so nahe wie möglich mit dem DUT verbunden werden sollten.

Schnelle Anstiegs- und Einschwingzeiten sind beim LED-Test entscheidend

Beim Pulstest von LEDs mit hohen Strömen ist es entscheidend, dass die Kabelinduktivität minimiert wird. Im Prinzip versucht die Induktivität jegliche Stromänderungen zu verhindern, indem sie einen Spannungsabfall bewirkt, wenn sich der Teststrom ändert. Die Induktivität der Messleitungen hat keine Auswirkungen auf die oberen und unteren Bereiche der Pulse, wo der Strom konstant ist. Es kann allerdings zu einem Spannungsabfall während der ansteigenden und abfallenden Flanken kommen, den die SMU ausgleichen muss. Um schnelle Anstiegszeiten zu erreichen ist es wichtig, dass die Leitungsinduktivität minimiert wird. Einige SMUs können Spannungsabfall zu einem gewissen Grad durch ausreichende Spannungsreserven kompensieren, der aufgrund der Induktivitäten in den Versorgungsleitungen verursacht wird.

Obwohl der 4-Draht-Modus zur Kompensation eines Spannungsabfalls in den Messleitungen bei Tests mit hohen Strömen bestens geeignet ist, kann ein zu hoher Leitungswiderstand trotzdem Messprobleme verursachen. Beim Test von LEDs mittels Pulstests sind schnelle Anstiegs- und Einschwingzeiten entscheidend, um kürzeste Impulsbreiten zu erhalten und somit die Bauteil-Eigenerwärmung zu minimieren. Nur durch eine Minimierung des Leitungswiderstands lassen sich kurze Anstiegszeiten erreichen.

* Dave Wyban ist Applikationsingenieur bei Keithley Instruments in Cleveland, Ohio, das zum Test-und Messtechnik-Portfolio von Tektronix gehört.

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