Bagaimana Cara Mengukur Gate Leakage?
Bagaimana Mengukur Kebocoran Gerbang
Mengukur kebocoran gerbang biasanya merujuk pada pengukuran arus bocor antara gerbang dan sumber atau drain dalam Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor (MOSFET) atau perangkat serupa. Kebocoran gerbang adalah parameter penting untuk menilai keandalan dan kinerja perangkat, terutama dalam aplikasi tegangan tinggi dan frekuensi tinggi. Berikut ini 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 dan Perangkat di Bawah Uji (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.
Atur Meter Arus: Atur meter arus ke rentang yang sesuai (biasanya dalam rentang nanoampere atau picoampere) dan pastikan sensitivitasnya cukup tinggi untuk mendeteksi arus bocor yang kecil.
Terapkan Tegangan: Gunakan sumber daya eksternal untuk menerapkan tegangan gerbang yang dibutuhkan.
Catat Pembacaan Arus: Amati pembacaan meter arus dan catat arus bocor gerbang.
2. Menggunakan Penelusur Kurva IV
Penelusur kurva IV dapat digunakan untuk memplot hubungan antara arus dan tegangan, membantu menganalisis kebocoran gerbang pada berbagai tegangan.
Langkah-langkah:
Siapkan Peralatan Uji: Hubungkan penelusur kurva IV ke gerbang, sumber, dan drain DUT.
Atur Penelusur Kurva IV: Pilih rentang tegangan dan resolusi arus yang sesuai.
Terapkan Tegangan dan Catat Data: Secara bertahap tingkatkan tegangan gerbang 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 drain DUT.
Atur Analisis Parameter: Konfigurasikan rentang tegangan dan arus yang sesuai, pastikan sensitivitas alat cukup.
Lakukan Pengujian: Ikuti panduan alat untuk melakukan pengujian kebocoran gerbang, secara bertahap meningkatkan tegangan gerbang 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 Probes Diferensial
Untuk beberapa aplikasi frekuensi tinggi, mungkin perlu menggunakan oskiloskop dan probes diferensial untuk mengukur arus bocor gerbang.
Langkah-langkah:
Siapkan Peralatan Uji: Hubungkan oskiloskop dan probes diferensial ke gerbang dan sumber DUT.
Atur Oskiloskop: Sesuaikan basis waktu dan skala vertikal oskiloskop untuk menangkap fluktuasi arus yang kecil.
Terapkan Tegangan: Gunakan sumber daya eksternal untuk menerapkan tegangan gerbang yang dibutuhkan.
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 Gangguan: Untuk mengurangi dampak gangguan elektromagnetik eksternal pada pengukuran, gunakan kabel perisai dan kotak perisai.
Kalibrasi Peralatan: Kalibrasi peralatan pengukuran secara teratur 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
Pengujian MOSFET: Ukur arus bocor gerbang MOSFET untuk menilai kualitas dan keandalannya.
Pengujian Sirkuit Terpadu: Selama desain dan manufaktur chip, ukur arus bocor gerbang untuk memastikan kualitas proses.
Pengujian 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.
