利用大功率數(shù)字源表構(gòu)建多源測(cè)量單元（SMU）系統(tǒng)-連載七

對(duì)于開(kāi)啟狀態(tài)特性分析

在當(dāng)今進(jìn)行的大部分開(kāi)啟狀態(tài)特性分析中，為了實(shí)現(xiàn)最小熱量，都對(duì)器件施加脈沖信號(hào)。此外，許多功率半導(dǎo)體器件的最終應(yīng)用也都是在脈沖條件下工作的。讓源測(cè)量單元（SMU）的輸出脈沖通過(guò)測(cè)試系統(tǒng)，并捕獲器件端口響應(yīng)，使測(cè)試系統(tǒng)具備合格的脈沖信號(hào)能力。吉時(shí)利2651A型大功率系統(tǒng)數(shù)字源表內(nèi)含高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，可以同時(shí)對(duì)電流波形和電壓波形進(jìn)行數(shù)字化。這些模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)對(duì)確定系統(tǒng)脈沖性能非常有益。如果脈沖形狀出現(xiàn)異常，要檢查電纜，確保引線(xiàn)電感最小化。盡可能使用吉時(shí)利公司提供的低阻抗同軸電纜，同時(shí)要使其他引線(xiàn)的感應(yīng)環(huán)路面積最小。

對(duì)于關(guān)閉狀態(tài)特性分析

了解系統(tǒng)的源和測(cè)量建立時(shí)間。進(jìn)行器件關(guān)閉狀態(tài)測(cè)量時(shí)通常使用高壓源，其中電流較低，器件處于高阻抗?fàn)顟B(tài)。不過(guò)，可能存在無(wú)法避免的系統(tǒng)電容，而且器件本身也有一定電容。功率半導(dǎo)體晶體管輸出電容一般在100pF以上。在關(guān)閉狀態(tài)，器件電阻可能達(dá)到1GΩ以上，使得單一RC時(shí)間常數(shù)為100毫秒或更長(zhǎng)。注意圖1中充電電容器的電壓時(shí)間曲線(xiàn)圖。為了生成設(shè)定的讀數(shù)，必須等待至少4～6個(gè)時(shí)間常數(shù)(4個(gè)時(shí)間常數(shù) = 99%)的時(shí)間，這可能意味著需要將近1秒鐘的建立時(shí)間。在估算生產(chǎn)吞吐量或長(zhǎng)時(shí)間測(cè)試（如器件可靠性測(cè)試）所需時(shí)間時(shí)，要考慮這個(gè)建立時(shí)間。

圖 1 100pF電容器充電的電壓時(shí)間曲線(xiàn)。讀數(shù)設(shè)置為時(shí)間常數(shù)的4～6倍。T = RC時(shí)間常數(shù)。

如果使用同軸連接取代三軸連接，要清楚：為了獲得精確和可重復(fù)的低電流測(cè)量，還需要額外的建立時(shí)間。除了器件的RC，現(xiàn)在建立時(shí)間還包括電纜以及測(cè)試臺(tái)或夾具的RC時(shí)間常數(shù)。通過(guò)在測(cè)試系統(tǒng)輸入端施加電壓階躍，并測(cè)試輸出端的電流隨時(shí)間延遲，就可以分析整個(gè)建立時(shí)間。吉時(shí)利2657A型或2651A型數(shù)字源表采用最快的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，為用戶(hù)提供迅速而簡(jiǎn)易的獲得建立時(shí)間信息的方法。器件測(cè)試時(shí)，通過(guò)觀察電流下降至低于器件預(yù)期本底噪聲的時(shí)間，來(lái)選擇測(cè)量延遲。