Misure in temperatura da uscire pazzi!

[deltax]

Leggendo questo ottimo articolo http://www.electroyou.it/g.schgor/wiki/ ... a#commenti
ho deciso di postare un problema che mi sta affligendo da ormai TROPPI giorni. Devo fare delle misure in temperatura che mi stanno facendo ammattire. In pratica devo fare delle IV di uno schottky a 5 temperature da T ambiente (che da me è intorno ai 32 gradi ) a T= 130°C. Potrei anche fare, al posto delle IV, delle semplici misurazione di corrente istantenee a 2-3 tensioni (tipo -10,-20,-30 V). Tutto ciò per estrarre l'altezza di barriera.
Ora io ho tentato di validare il metodo con un diodo commercile (Bat42 della vishay) ma è piccolissimo come dimensioni, am questo è solo uno degli inifiti problemi che ho. Inanzitutto ho fatto un confronto con il data sheet ad una data tensione e dovrei vedere circa 200 nA invece vedo 15 uA con fluttuazioni giganti di 10 uA....e già questo mi fa venire qualche dubbio sul sistema di misura...poi ho una piastra tipicamente usata dai chimici, questo modello http://shop.zetalab.it/store/comersus_v ... Br4TBbit2J
Ora , sebbene nelle istruzioni dica che questo forno ha un controllo digitale tramite la PT1000 fornite, se io metto a contatto la PT1000 con il forno (solo la punta) il forno continua a salire in temperatura...allora ho supposto questa cosa, che la PT1000 essendo lunga tipo 20 cm fa una media della temperatura lungo la sua lunghezza e non nella punta a contatto con il forno...qualcuno può confermarmelo?
In sintesi, qualcuno può darmi consigli generali o particolari su misure in temperatura? Secondo voi quel forno a induzione è adatto allo scopo?

[brabus]

Ora , sebbene nelle istruzioni dica che questo forno ha un controllo digitale tramite la PT1000 fornite, se io metto a contatto la PT1000 con il forno (solo la punta) il forno continua a salire in temperatura...

Sale di temperatura continuamente, senza mai fermarsi?
A quanti gradi sei arrivato finora? Considerando la potenza del fornetto e il tempo passato, direi almeno qualche decina di migliaia.

[deltax]

Ora , sebbene nelle istruzioni dica che questo forno ha un controllo digitale tramite la PT1000 fornite, se io metto a contatto la PT1000 con il forno (solo la punta) il forno continua a salire in temperatura...

Sale di temperatura continuamente, senza mai fermarsi?
A quanti gradi sei arrivato finora? Considerando la potenza del fornetto e il tempo passato, direi almeno qualche decina di migliaia.

se vuoi faccio il calcolo preciso...magari se sono arrivato alla temperatura giusta pubblico qualcosa sulla fusione nucelare

a parte gli scherzi mi sembra chiaro che nel "senza fermarsi" era sottointeso "senza fermarsi alla temperatura target". La temperatura sale anche di 15° oltre la temperatura target, dopodichè io spengo il fornello. La cosa strana è che nei fornelli a controllo a retroazione digitale il controllo inizia prima di raggiungere la temperatura target (lo fa asintoticamente) quindi il controllo del fornello sembra o pessimo o non funzionare proprio.

[edgar]

dovrei vedere circa 200 nA invece vedo 15 uA con fluttuazioni giganti di 10 uA....e già questo mi fa venire qualche dubbio sul sistema di misura...
In sintesi, qualcuno può darmi consigli generali o particolari su misure in temperatura? Secondo voi quel forno a induzione è adatto allo scopo?

Prima devi risolvere il problema del setup di misura. Se non hai confidenza in quello, introdurre un'ulteriore variabile (la temperatura) non può che confondere le idee.
Le misure in temperatura di componenti incapsulati di solito si fanno in camera climatica, su wafer invece con un termochuck

[DoeM]

Inanzitutto ho fatto un confronto con il data sheet ad una data tensione e dovrei vedere circa 200 nA invece vedo 15 uA con fluttuazioni giganti di 10 uA....

In che condizioni stai misurando? Con che cosa?

[deltax]

Inanzitutto ho fatto un confronto con il data sheet ad una data tensione e dovrei vedere circa 200 nA invece vedo 15 uA con fluttuazioni giganti di 10 uA....

In che condizioni stai misurando? Con che cosa?

probe station

[edgar]

probe station

E con cosa fai la misura vera e propria ?

[deltax]

probe station

E con cosa fai la misura vera e propria ?

ma intendi di temperatura o di corrente?
Allora la misura di corrente è fatta con una probe station con cavi "high power"; ho ipotizzato che le fluttuazioni di corrente possano essere dovute a questo, quindi tenterò di mettere i cavi "high sensitivity". Ma prima di fare ciò devo vedere di stabilizzare la misura in temperatura. Come dicevo prima non so se la misura sballata in temperatura dipende dal fatto che il piatto non è andatto o se dipende dal sensore, che come ho già detto è una PT1000 lunga 20 cm e suppongo che faccia una media di temperatura lungo tutta la lunghezza. perché questo fornello è nato per applicazioni chimiche quindi il sensore va immerso nel backer contente la sostanza. Lo sto usando in maniera impropria.
Anche se riuscissi a stabilizzare corrente e temperatura del fornello ci sarebbero altre incognite: la temperatura del piatto quanto differisce da quella della giunzione per effetti dissipativi? Questo sicuramente non è un problema in termini assoluti, perché mi porta a un rapporto tra le correnti solo dell'1%, ma potrebbe essere un problema se le misure sono troppo ravvicinate...devono avere almeno una differenza tra di loro di 20 K.

Una cosa che mi era venuta un mente era prendere un riscaldatore a punta, supponendo che ne esistano, tipo una "penna" nella cui punta c'è il calore desiderato, appoggiarla sulla giunzione e msiurare sull'area di giunzione stessa la temperatura con una termocoppia

[edgar]

probe station

E con cosa fai la misura vera e propria ?

ma intendi di temperatura o di corrente?
Allora la misura di corrente è fatta con una probe station con cavi "high power"; ho ipotizzato che le fluttuazioni di corrente possano essere dovute a questo, quindi tenterò di mettere i cavi "high sensitivity".

Ma scusa, tu le misure in corrente lei fai coi soli cavi?? Ci sarà bene un picoamperometro, una smu, un tester cinese che misura sta benedetta corrente! Dopo la probe station cosa usi come generatore di tensione / misuratore di corrente?

Ma prima di fare ciò devo vedere di stabilizzare la misura in temperatura.

Prima devi avere un setup affidabile, POI puoi sindacare sulle temperature & c
Se lavori a temperatura ambiente puoi in prima battuta darla per costante. Se la misura "balla" già a temperatura ambiente tutte le ulteriori variabili che introduci ti confondono le idee. Il "debug" di un sistema di misura si fa variando un solo elemento alla volta. Fare misure di nA con una probe station non è una cosa trascendentale ma sorgenti di errore / rumore ce ne possone essere parecchie. Il riscaldatore linkato peraltro è una di quelle: coi themochuck si usa spegnere il riscaldatore per diminuire il rumore.
Un termochuck è sviluppato apposta per irradiare il meno possibile anche quando è alimentato ed è spesso pure alimentato in DC a questo scopo. Un fornello per chimica è esattamente agli antipodi, non ci sarebbe da meravigliarsi se il diodo, schottky per giunta, riuscisse a raddrizzare quanto viene irradiato dal fornello.
Quindi se ne vuoi uscire devi scindere il problema al livello più basso: prima si ottengono le prestazioni richieste dal setup, al limite anche usando altri componenti (resistenze note, generatori di tensione/corrente affidabili) per validare il metodo, poi si comincia ad introdurre la variabile temperatura e si vede se il tutto sta ancora in piedi o qualcosa non torna.
Puoi eventualmente consultare la "bibbia" il Keithley low level handobook che illustra come fare misure di bassi livelli ed ha un'appendice specifica "Low Level Measurement Troubleshooting Guide"

[deltax]

grazie per la risposta molto completa.
Allora, cercherò di essere il più chiaro possibile. Ho in sostanza fatto ciò che hai detto tu, forse mi sono espresso male nel raccontarlo. Ho preso uno schottky noto commerciale (BAT42) per vedere se a temperatura ambiente i valori di corrente erano congruenti con quelli del datasheet. La probe station è collegata con SMU e supporta 2 tipi: High power e High sensitivity. Io cel'avevo collegata in High power perché stavo facendo, prima, misure in diretta, che arrivavano fino a circa 700 mA con 1,5 V applicati. Misurando in inversa (parliamo sempre di temperatura ambiente), sempre con SMU High power, a -5 V dovrei avere una corrente di circa 100 nA, invece ho una corrente di 15 uA con fluttuazioni molto elevate come dicevo prima. Il sistema di misura applica una tensione e legge una corrente. Per verificare le fluttuazioni ho usato la modalità IV tracer del sistema di misura, ovvero io gli dò una tensione (nel mio caso, ma potrei dargli anche un range) e lui visualizza continuamente la corrente acquisendola a step di tempo predefiniti, finché non interrompo l'operazione. E' da questa modalità che io vedo la fluttuazione e i valori non congruenti con quelli del data sheet.
Io mi ponevo il problema del fornello facendomi venire qualche idea da chiedere a voi perché fino a lunedì/martedi non avrò accesso al laboratorio e quindi non potrò ripetere la misura con gli SMU high sensitivity; se ho già qualche idea sul sistema di misura in temperatura, invece, se la misura con high sensitivty dà buoni risultati comincio subito il giorno stesso a fare le misure in temperatura.