Πώς μετρείται η διαρροή πύλης;

Πώς να μετρήσετε την διάρροια πύλης

Η μέτρηση της διάρροιας πύλης αναφέρεται συνήθως στη μέτρηση του ρεύματος διάρροιας μεταξύ της πύλης και της πηγής ή της διάβρωσης σε Μεταλλικό-Οξειδικό-Σεμιδιαφυσικό Πεδιακό Τρανζίστορ (MOSFET) ή παρόμοια συσκευές. Η διάρροια πύλης είναι ένα σημαντικό παράμετρο για την εκτίμηση της αξιοπιστίας και της απόδοσης της συσκευής, ειδικά σε εφαρμογές υψηλής τάσης και υψηλής συχνότητας. Υπάρχουν κάποιες κοινές μεθόδους και τεχνικές για τη μέτρηση της διάρροιας πύλης:

1. Χρησιμοποιώντας έναν Προσεκτικό Αμμετρικό (Picoammeter)

Οι προσεκτικοί αμμετρικοί (όπως ο Keithley 6517B Electrometer/Picoammeter) μπορούν να μετρήσουν πολύ μικρά ρεύματα και είναι κατάλληλοι για τη μέτρηση της διάρροιας πύλης.

Βήματα:

Ετοιμασία Εξοπλισμού Ελέγχου: Να βεβαιωθείτε ότι έχετε έναν αμμετρικό υψηλής ακρίβειας συνδεδεμένο σε έναν πηγαιοθετητή τάσης και την Συσκευή Υπό Δοκιμή (DUT).

Σύνδεση του Κυκλώματος:

Συνδέστε την πύλη της DUT σε έναν εισαγωγικό πίνακα του αμμετρικού.

Συνδέστε τον άλλο εισαγωγικό πίνακα του αμμετρικού στη γη (συνήθως η πηγή).

Αν χρειάζεται, συνδέστε έναν πηγαιοθετητή τάσης σε σειρά μεταξύ της πύλης και του αμμετρικού για να εφαρμοστεί η επιθυμητή τάση πύλης.

• Ρύθμιση του Αμμετρικού: Ρυθμίστε τον αμμετρικό σε κατάλληλο πεδίο (συνήθως στο πεδίο nanoampere ή picoampere) και να βεβαιωθείτε ότι η ευαισθησία του είναι αρκετά υψηλή για να ανιχνεύσει μικρά ρεύματα διάρροιας.

• Εφαρμογή Τάσης: Χρησιμοποιήστε έναν εξωτερικό πηγαιοθετητή τάσης για να εφαρμοστεί η απαιτούμενη τάση πύλης.

• Καταγραφή Λειτουργικών Αριθμών: Παρατηρήστε τις αναγνώσεις του αμμετρικού και καταγράψτε το ρεύμα διάρροιας πύλης.

2. Χρησιμοποιώντας έναν IV Curve Tracer

Ένας IV curve tracer μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να πλοταριστεί η σχέση μεταξύ ρεύματος και τάσης, βοηθώντας στην ανάλυση της διάρροιας πύλης σε διαφορετικές τάσεις.

Βήματα:

• Ετοιμασία Εξοπλισμού Ελέγχου: Συνδέστε τον IV curve tracer στην πύλη, την πηγή και την διάβρωση της DUT.

• Ρύθμιση του IV Curve Tracer: Επιλέξτε ένα κατάλληλο πεδίο τάσης και ανάλυση ρεύματος.

• Εφαρμογή Τάσης και Καταγραφή Δεδομένων: Αυξήστε σταδιακά την τάση πύλης ενώ καταγράφετε τις αντίστοιχες τιμές ρεύματος διάρροιας.

• Ανάλυση Δεδομένων: Με την πλοταρισμό της καμπύλης IV, μπορείτε να δείτε οπτικά την τάση της διάρροιας πύλης σε σχέση με την τάση.

3. Χρησιμοποιώντας έναν Αναλυτή Παραμέτρων Σεμιδιαφυσικών (SPA)

Ένας αναλυτής παραμέτρων σεμιδιαφυσικών (όπως ο Agilent B1500A) είναι μια ειδικευμένη συσκευή για την ανάλυση των χαρακτηριστικών σεμιδιαφυσικών συσκευών και μπορεί να μετρήσει ακριβώς το ρεύμα διάρροιας πύλης.

Βήματα:

• Ετοιμασία Εξοπλισμού Ελέγχου: Συνδέστε τον αναλυτή παραμέτρων σεμιδιαφυσικών στην πύλη, την πηγή και την διάβρωση της DUT.

• Ρύθμιση του Αναλυτή Παραμέτρων: Ρυθμίστε τα κατάλληλα πεδία τάσης και ρεύματος, εξασφαλίζοντας ότι η ευαισθησία του είναι αρκετά υψηλή.

• Εκτέλεση του Ελέγχου: Ακολουθήστε τις οδηγίες του εξοπλισμού για να διεξαχθεί ο έλεγχος διάρροιας πύλης, αυξάνοντας σταδιακά την τάση πύλης και καταγράφοντας το αντίστοιχο ρεύμα διάρροιας.

• Ανάλυση Δεδομένων: Χρησιμοποιήστε το λογισμικό που παρέχεται με τον εξοπλισμό για να αναλύσετε τα δεδομένα, να δημιουργήσετε αναφορές και γραφήματα.

4. Χρησιμοποιώντας έναν Οσκιλλοσκόπιο και Διαφορικούς Προβλητές

Για κάποιες εφαρμογές υψηλής συχνότητας, μπορεί να είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί ένας οσκιλλοσκόπιο και διαφορικοί προβλητές για να μετρηθεί το ρεύμα διάρροιας πύλης.

Βήματα:

• Ετοιμασία Εξοπλισμού Ελέγχου: Συνδέστε τον οσκιλλοσκόπιο και τους διαφορικούς προβλητές στην πύλη και την πηγή της DUT.

• Ρύθμιση του Οσκιλλοσκοπίου: Προσαρμόστε τη βάση χρόνου και την κλίμακα κατακόρυφης του οσκιλλοσκοπίου για να καταγράψετε μικρές κυμαίνονται στο ρεύμα.

• Εφαρμογή Τάσης: Χρησιμοποιήστε έναν εξωτερικό πηγαιοθετητή τάσης για να εφαρμοστεί η απαιτούμενη τάση πύλης.

• Παρατήρηση Σημάτων: Παρατηρήστε τα σήματα στην οθόνη του οσκιλλοσκοπίου και καταγράψτε τις αλλαγές στο ρεύμα διάρροιας πύλης.

5. Συνειδητοποιήσεις

• Ελεγχος Περιβάλλοντος: Κατά τη μέτρηση της διάρροιας πύλης, προσπαθήστε να διατηρήσετε σταθερές τις περιβαλλοντικές συνθήκες (όπως η θερμοκρασία και η υγρασία), καθώς αυτοί οι παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν τα αποτελέσματα της μέτρησης.

• Προστασία από Εντάσεις: Για να μειώσετε την επίδραση εξωτερικών ηλεκτρομαγνητικών εντάσεων στις μετρήσεις, χρησιμοποιήστε προστατευμένα καλώδια και προστατευτικά κουτιά.

• Επικαλίβρωση Εξοπλισμού: Καλίβρωση του εξοπλισμού μέτρησης σε συχνές βάσεις για να εξασφαλίσετε ακρίβεια και αξιοπιστία.

• Πρόληψη Ηλεκτροστατικής Βλάβης: Κατά την χειρισμό ευαίσθητων συσκευών, λάβετε μέτρα αντιστατικής προστασίας (όπως το φοράμενο ενός αντιστατικού βραχιολιού) για να αποφύγετε ηλεκτροστατική βλάβη.

6. Τυπικά Σενάρια Εφαρμογής

• Δοκιμή MOSFET: Μέτρηση του ρεύματος διάρροιας πύλης των MOSFETs για την εκτίμηση της ποιότητας και της αξιοπιστίας τους.

• Δοκιμή Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων: Κατά την σχεδίαση και την κατασκευή των τσιπ, μετρήστε το ρεύμα διάρροιας πύλης για να εξασφαλίσετε την ποιότητα της διαδικασίας.

• Δοκιμή Εξοπλισμού Υψηλής Τάσης: Σε εφαρμογές υψηλής τάσης, μετρήστε το ρεύμα διάρροιας πύλης για να εξασφαλίσετε την ασφαλή λειτουργία του εξοπλισμού.

Χρησιμοποιώντας τις παραπάνω μεθόδους και τεχνικές, μπορείτε να μετρήσετε αποτελεσματικά το ρεύμα διάρροιας πύλης, έτσι ώστε να αξιολογήσετε την απόδοση και την αξιοπιστία της συσκευής.