Bagaimana Cara Mengukur Gate Leakage
Cara Mengukur Kebocoran Gerbang
Mengukur kebocoran gerbang biasanya merujuk pada pengukuran arus bocor antara gerbang dan sumber atau drainase dalam Transistor Efek Medan Metal-Oksida-Semikonduktor (MOSFET) atau perangkat serupa. Kebocoran gerbang adalah parameter penting untuk menilai keandalan dan kinerja perangkat, terutama dalam aplikasi tegangan tinggi dan frekuensi tinggi. Berikut adalah beberapa metode dan teknik umum untuk mengukur kebocoran gerbang:
1. Menggunakan Meter Arus Presisi (Picoammeter)
Meter arus presisi (seperti Keithley 6517B Electrometer/Picoammeter) dapat mengukur arus yang sangat kecil dan cocok untuk mengukur kebocoran gerbang.
Langkah-langkah:
Siapkan Peralatan Uji: Pastikan Anda memiliki meter arus presisi yang terhubung ke sumber daya listrik dan Perangkat di Bawah Pengujian (DUT).
Hubungkan Sirkuit:
Hubungkan gerbang DUT ke satu terminal input dari meter arus.
Hubungkan terminal input lainnya dari meter arus ke tanah (biasanya sumber).
Jika diperlukan, hubungkan sumber tegangan secara seri antara gerbang dan meter arus untuk menerapkan tegangan gerbang yang diinginkan.
Setel Meter Arus: Setel meter arus ke rentang yang sesuai (biasanya dalam rentang nanoampere atau picoampere) dan pastikan sensitivitasnya cukup tinggi untuk mendeteksi arus bocor kecil.
Terapkan Tegangan: Gunakan sumber daya listrik eksternal untuk menerapkan tegangan gerbang yang diperlukan.
Rekam Pembacaan Arus: Amati pembacaan meter arus dan catat arus bocor gerbang.
2. Menggunakan Tracer Kurva IV
Tracer kurva IV dapat digunakan untuk memplot hubungan antara arus dan tegangan, membantu menganalisis kebocoran gerbang pada berbagai tegangan.
Langkah-langkah:
Siapkan Peralatan Uji: Hubungkan tracer kurva IV ke gerbang, sumber, dan drainase DUT.
Setel Tracer Kurva IV: Pilih rentang tegangan dan resolusi arus yang sesuai.
Terapkan Tegangan dan Rekam Data: Tingkatkan tegangan gerbang secara bertahap sambil mencatat nilai arus bocor yang sesuai.
Analisis Data: Dengan memplot kurva IV, Anda dapat melihat tren kebocoran gerbang terhadap tegangan secara visual.
3. Menggunakan Analisis Parameter Semikonduktor (SPA)
Analisis parameter semikonduktor (seperti Agilent B1500A) adalah perangkat khusus untuk menganalisis karakteristik perangkat semikonduktor dan dapat mengukur arus bocor gerbang dengan presisi.
Langkah-langkah:
Siapkan Peralatan Uji: Hubungkan analisis parameter semikonduktor ke gerbang, sumber, dan drainase DUT.
Setel Analisis Parameter: Konfigurasikan rentang tegangan dan arus yang sesuai, memastikan sensitivitas alat tersebut cukup.
Lakukan Uji: Ikuti panduan alat untuk melakukan uji kebocoran gerbang, meningkatkan tegangan gerbang secara bertahap dan mencatat arus bocor yang sesuai.
Analisis Data: Gunakan perangkat lunak yang disediakan dengan alat untuk menganalisis data, menghasilkan laporan, dan membuat grafik.
4. Menggunakan Oskiloskop dan Probe Diferensial
Untuk beberapa aplikasi frekuensi tinggi, mungkin diperlukan oskiloskop dan probe diferensial untuk mengukur arus bocor gerbang.
Langkah-langkah:
Siapkan Peralatan Uji: Hubungkan oskiloskop dan probe diferensial ke gerbang dan sumber DUT.
Setel Oskiloskop: Sesuaikan dasar waktu dan skala vertikal oskiloskop untuk menangkap fluktuasi arus kecil.
Terapkan Tegangan: Gunakan sumber daya listrik eksternal untuk menerapkan tegangan gerbang yang diperlukan.
Amati Sinyal: Amati sinyal pada layar oskiloskop dan catat perubahan arus bocor gerbang.
5. Pertimbangan
Kontrol Lingkungan: Saat mengukur kebocoran gerbang, coba untuk menjaga kondisi lingkungan (seperti suhu dan kelembaban) tetap stabil, karena faktor-faktor ini dapat mempengaruhi hasil pengukuran.
Perisai Interferensi: Untuk mengurangi dampak gangguan elektromagnetik eksternal pada pengukuran, gunakan kabel perisai dan kotak perisai.
Kalibrasi Peralatan: Kalibrasi peralatan pengukuran secara rutin untuk memastikan akurasi dan keandalan.
Cegah Kerusakan Elektrostatik: Saat menangani perangkat sensitif, ambil tindakan anti-statik (seperti memakai gelang anti-statik) untuk menghindari kerusakan elektrostatik.
6. Skenario Aplikasi Umum
Uji MOSFET: Ukur arus bocor gerbang MOSFET untuk menilai kualitas dan keandalannya.
Uji Sirkuit Terpadu: Selama desain dan manufaktur chip, ukur arus bocor gerbang untuk memastikan kualitas proses.
Uji Peralatan Tegangan Tinggi: Dalam aplikasi tegangan tinggi, ukur arus bocor gerbang untuk memastikan operasi aman peralatan.
Dengan menggunakan metode dan teknik di atas, Anda dapat mengukur arus bocor gerbang secara efektif, sehingga mengevaluasi kinerja dan keandalan perangkat.
