Hoe wordt poortlek gemeten?

Hoe te meten van gatelekage

Het meten van gatelekage verwijst meestal naar het meten van de lekstroom tussen de gate en de source of drain in een Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor (MOSFET) of vergelijkbare apparaten. Gatelekage is een belangameter voor het beoordelen van de betrouwbaarheid en prestaties van een apparaat, vooral in toepassingen met hoge spanning en hoge frequentie. Hieronder volgen enkele algemene methoden en technieken om gatelekage te meten:

1. Gebruik van een precisie stroommeter (Picoammeter)

Precisie stroommeters (zoals de Keithley 6517B Electrometer/Picoammeter) kunnen zeer kleine stromen meten en zijn geschikt voor het meten van gatelekage.

Stappen:

Testapparatuur voorbereiden: Zorg ervoor dat u een hoogprecisie stroommeter heeft aangesloten op een voedingsspanning en het te testen apparaat (DUT).

Circuit verbinden:

Verbind de gate van de DUT met een ingangsterminal van de stroommeter.

Verbind de andere ingangsterminal van de stroommeter met de massa (meestal de source).

Indien nodig, verbind een spanningsbron in serie tussen de gate en de stroommeter om de gewenste gatespanning toe te passen.

• Stel de stroommeter in: Stel de stroommeter in op een passend bereik (meestal in nanoampère of picoampère) en zorg ervoor dat de gevoeligheid voldoende is om kleine lekstromen te detecteren.

• Spanning toepassen: Gebruik een externe voedingsspanning om de vereiste gatespanning toe te passen.

• Stroomwaarden noteren: Observeer de stroommeterwaarden en noteer de gatelekagestroom.

2. Gebruik van een IV-curve tracer

Een IV-curve tracer kan worden gebruikt om de relatie tussen stroom en spanning te plotten, waardoor de gatelekage bij verschillende spanningen kan worden geanalyseerd.

Stappen:

• Testapparatuur voorbereiden: Verbind de IV-curve tracer met de gate, source en drain van de DUT.

• Stel de IV-curve tracer in: Selecteer een passend spanningbereik en stroomresolutie.

• Spanning toepassen en gegevens vastleggen: Verhoog de gatespanning geleidelijk terwijl u de corresponderende lekstroomwaarden vastlegt.

• Gegevens analyseren: Door de IV-curve te plotten, kunt u visueel de trend van de gatelekage ten opzichte van de spanning zien.

3. Gebruik van een Semiconductor Parameter Analyzer (SPA)

Een semiconductor parameter analyzer (zoals de Agilent B1500A) is een gespecialiseerd apparaat voor het analyseren van eigenschappen van halfgeleiderapparaten en kan de gatelekagestroom nauwkeurig meten.

Stappen:

• Testapparatuur voorbereiden: Verbind de semiconductor parameter analyzer met de gate, source en drain van de DUT.

• Stel de parameter analyzer in: Configureer de juiste spanning- en stroombereiken, waarbij de gevoeligheid van het instrument voldoende is.

• Voer de test uit: Volg de richtlijnen van het instrument om de gatelekagetest uit te voeren, verhoog geleidelijk de gatespanning en noteer de corresponderende lekstroom.

• Gegevensanalyse: Gebruik de software die bij het instrument wordt geleverd om de gegevens te analyseren, rapporten te genereren en grafieken te maken.

4. Gebruik van een oscilloscoop en differentiële sondes

Voor bepaalde toepassingen met hoge frequentie kan het nodig zijn om een oscilloscoop en differentiële sondes te gebruiken om de gatelekagestroom te meten.

Stappen:

• Testapparatuur voorbereiden: Verbind de oscilloscoop en differentiële sondes met de gate en source van de DUT.

• Stel de oscilloscoop in: Pas de tijdskale en verticale schaal van de oscilloscoop aan om kleine stroomfluctuaties te registreren.

• Spanning toepassen: Gebruik een externe voedingsspanning om de vereiste gatespanning toe te passen.

• Signalen observeren: Observeer de signalen op het scherm van de oscilloscoop en noteer de veranderingen in de gatelekagestroom.

5. Overwegingen

• Milieucontrole: Bij het meten van gatelekage probeert u de omgevingscondities (zoals temperatuur en luchtvochtigheid) stabiel te houden, omdat deze factoren de meetresultaten kunnen beïnvloeden.

• Scherminrichting: Om de invloed van externe elektromagnetische storingen op de metingen te verminderen, gebruik afgeschermd kabelwerk en schildkasten.

• Kalibreer apparatuur: Kalibreer regelmatig de meetapparatuur om de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid te garanderen.

• Voorkom statische schade: Neem statische maatregelen (zoals het dragen van een antistatische polsband) om statische schade te voorkomen wanneer u met gevoelige apparaten werkt.

6. Typische toepassingsscenario's

• MOSFET-testen: Meet de gatelekagestroom van MOSFETs om de kwaliteit en betrouwbaarheid te beoordelen.

• Integrale schakeling testen: Tijdens chipontwerp en -fabricage, meet de gatelekagestroom om de proceskwaliteit te waarborgen.

• Toepassingen met hoge spanning: In toepassingen met hoge spanning, meet de gatelekagestroom om de veilige werking van de apparatuur te garanderen.

Door bovenstaande methoden en technieken te gebruiken, kunt u de gatelekagestroom effectief meten en daarmee de prestaties en betrouwbaarheid van het apparaat evalueren.