Hvordan måles gatelekkage?

Sådan måles gatelekkage

Måling af gatelekkage refererer typisk til måling af lekkagestrømmen mellem gaten og kilden eller drænet i en Metal-Oksid-Semiconductor Field-Effect Transistor (MOSFET) eller lignende enheder. Gatelekkage er en vigtig parameter for at vurdere enhedens pålidelighed og ydeevne, især i højspændings- og højfrekvensapplikationer. Nedenfor findes nogle almindelige metoder og teknikker til måling af gatelekkage:

1. Brug af et præcist strømometer (Picoammeter)

Præcise strømometre (som f.eks. Keithley 6517B Electrometer/Picoammeter) kan måle meget små strømme og er egnet til at måle gatelekkage.

Trin:

Forbered testudstyr: Sørg for, at du har et højpræcist strømometer forbundet til en strømforsyning og den Enhed Under Test (DUT).

Forbind kredsløbet:

Forbind gaten på DUT til et inputterminal på strømometeret.

Forbind det andet inputterminal på strømometeret til jord (typisk kilden).

Hvis nødvendigt, forbind en spændingsforsyning i serie mellem gaten og strømometeret for at anvende den ønskede gatevoltage.

• Opsæt strømometeret: Indstil strømometeret til et passende område (typisk i nanoampere- eller picoampereområdet) og sørg for, at dens følsomhed er høj nok til at registrere små lekkagestrømme.

• Anvend spænding: Brug en ekstern strømforsyning til at anvende den påkrævede gatevoltage.

• Registrer strømdata: Iagttag data fra strømometeret og registrer gatelekkagestrømmen.

2. Brug af en IV-kurve tracer

En IV-kurve tracer kan bruges til at plotte forholdet mellem strøm og spænding, hvilket hjælper med at analysere gatelekkage ved forskellige spændinger.

Trin:

• Forbered testudstyr: Forbind IV-kurve traceren til gaten, kilden og drænet på DUT.

• Opsæt IV-kurve traceren: Vælg et passende spændingsområde og strømopløsning.

• Anvend spænding og registrer data: Øg gradvist gatevoltage mens du registrerer de tilsvarende lekkagestrømme.

• Analyser data: Ved at plotte IV-kurven kan du visuelt se trenden for gatelekkage i forhold til spændingen.

3. Brug af en Halvlederparameteranalyser (SPA)

En halvlederparameteranalyser (som f.eks. Agilent B1500A) er en specialiseret enhed til analyse af halvlederenhedsegenskaber og kan præcist måle gatelekkagestrøm.

Trin:

• Forbered testudstyr: Forbind halvlederparameteranalyseren til gaten, kilden og drænet på DUT.

• Opsæt parameteranalyseren: Konfigurer de passende spændings- og strømomsætninger, og sørg for, at instrumentets følsomhed er tilstrækkelig.

• Udfør testen: Følg instruktionerne for instrumentet for at udføre gatelekkagetesten, øg gradvist gatevoltage og registrer den tilsvarende lekkagestrøm.

• Dataanalyse: Brug softwaren leveret med instrumentet til at analysere data, generere rapporter og oprette diagrammer.

4. Brug af et oscilloskop og differentialsonder

Til visse højfrekvensapplikationer kan det være nødvendigt at bruge et oscilloskop og differentialsonder til at måle gatelekkagestrøm.

Trin:

• Forbered testudstyr: Forbind oscilloskopet og differentialsonderne til gaten og kilden på DUT.

• Opsæt oscilloskopet: Juster tidsbaseren og den vertikale skala på oscilloskopet for at fange små strømfluktuationer.

• Anvend spænding: Brug en ekstern strømforsyning til at anvende den påkrævede gatevoltage.

• Iagttag signaler: Iagttag signalerne på oscilloskopets skærm og registrer ændringer i gatelekkagestrømmen.

5. Overvejelser

• Miljøkontrol: Når du måler gatelekkage, forsøg at holde miljøforhold (som temperatur og fugtighed) stabile, da disse faktorer kan påvirke måleresultaterne.

• Skjerming af støj: For at reducere effekten af ekstern elektromagnetisk støj på målinger, brug skjermede kabler og skjermkasser.

• Kalibrer udstyr: Kalibrer måleudstyr regelmæssigt for at sikre præcision og pålidelighed.

• Forebygg statisk beskadigelse: Når du håndterer sensitive enheder, træf anti-statiske foranstaltninger (som at bære en anti-statisk hårbånd) for at undgå statisk beskadigelse.

6. Typiske anvendelsesscenarier

• MOSFET-test: Mål gatelekkagestrømmen på MOSFET'er for at vurdere deres kvalitet og pålidelighed.

• Integreret kredsløbs-test: Under chipdesign og -produktion, mål gatelekkagestrømmen for at sikre processkvaliteten.

• Højspændingsudstyrstest: I højspændingsapplikationer, mål gatelekkagestrømmen for at sikre sikkert drift af udstyret.

Ved at bruge de ovenstående metoder og teknikker kan du effektivt måle gatelekkagestrøm, hvilket gør det muligt at evaluere enhedens ydeevne og pålidelighed.