Как измеряется утечка через затвор?

Как измерить утечку затвора

Измерение утечки затвора обычно относится к измерению тока утечки между затвором и истоком или стоком в полевом транзисторе с металлическим затвором (MOSFET) или подобных устройствах. Утечка затвора является важным параметром для оценки надежности и производительности устройства, особенно в высоковольтных и высокочастотных приложениях. Ниже приведены некоторые распространенные методы и техники для измерения утечки затвора:

1. Использование точного амперметра (пикоамперметра)

Точные амперметры (например, Keithley 6517B Electrometer/Picoammeter) могут измерять очень малые токи и подходят для измерения утечки затвора.

Шаги:

Подготовьте тестовое оборудование: убедитесь, что у вас есть высокоточный амперметр, подключенный к источнику питания и устройству, подлежащему испытанию (DUT).

Соедините цепь:

Соедините затвор DUT с одним входным терминалом амперметра.

Соедините другой входной терминал амперметра с землей (обычно это исток).

Если необходимо, подключите источник напряжения последовательно между затвором и амперметром, чтобы применить требуемое напряжение на затворе.

• Настройте амперметр: установите амперметр на соответствующий диапазон (обычно в наноамперах или пикоамперах) и убедитесь, что его чувствительность достаточна для обнаружения малых токов утечки.

• Примените напряжение: используйте внешний источник питания для применения требуемого напряжения на затворе.

• Запишите показания тока: наблюдайте за показаниями амперметра и запишите ток утечки затвора.

2. Использование трассировщика IV-характеристики

Трассировщик IV-характеристики можно использовать для построения зависимости тока от напряжения, что помогает анализировать утечку затвора при различных напряжениях.

Шаги:

• Подготовьте тестовое оборудование: подключите трассировщик IV-характеристики к затвору, истоку и стоку DUT.

• Настройте трассировщик IV-характеристики: выберите соответствующий диапазон напряжений и разрешение по току.

• Примените напряжение и запишите данные: постепенно увеличивайте напряжение на затворе, записывая соответствующие значения тока утечки.

• Проанализируйте данные: построив IV-характеристику, вы можете визуально увидеть тенденцию утечки затвора в зависимости от напряжения.

3. Использование анализатора параметров полупроводниковых приборов (SPA)

Анализатор параметров полупроводниковых приборов (например, Agilent B1500A) — это специализированное устройство для анализа характеристик полупроводниковых приборов, которое может точно измерять ток утечки затвора.

Шаги:

• Подготовьте тестовое оборудование: подключите анализатор параметров полупроводниковых приборов к затвору, истоку и стоку DUT.

• Настройте анализатор параметров: настройте соответствующие диапазоны напряжений и токов, убедившись, что чувствительность прибора достаточна.

• Проведите тест: следуйте руководству прибора для проведения теста на утечку затвора, постепенно увеличивая напряжение на затворе и записывая соответствующий ток утечки.

• Анализ данных: используйте программное обеспечение, поставляемое с прибором, для анализа данных, создания отчетов и графиков.

4. Использование осциллографа и дифференциальных пробников

Для некоторых высокочастотных приложений может потребоваться использование осциллографа и дифференциальных пробников для измерения тока утечки затвора.

Шаги:

• Подготовьте тестовое оборудование: подключите осциллограф и дифференциальные пробники к затвору и истоку DUT.

• Настройте осциллограф: отрегулируйте временную базу и вертикальный масштаб осциллографа, чтобы захватывать малые колебания тока.

• Примените напряжение: используйте внешний источник питания для применения требуемого напряжения на затворе.

• Наблюдайте сигналы: наблюдайте сигналы на экране осциллографа и записывайте изменения тока утечки затвора.

5. Рекомендации

• Контроль окружающей среды: при измерении утечки затвора старайтесь поддерживать стабильные условия окружающей среды (например, температуру и влажность), так как эти факторы могут влиять на результаты измерений.

• Экранирование помех: для снижения влияния внешних электромагнитных помех на измерения используйте экранированные кабели и экранирующие коробки.

• Калибровка оборудования: регулярно калибруйте измерительное оборудование, чтобы обеспечить точность и надежность.

• Предотвращение электростатического повреждения: при работе с чувствительными устройствами принимайте меры по предотвращению электростатических разрядов (например, используйте антистатический браслет), чтобы избежать повреждений от электростатики.

6. Типичные сценарии применения

• Тестирование MOSFET: измеряйте ток утечки затвора MOSFET для оценки их качества и надежности.

• Тестирование интегральных схем: во время проектирования и производства чипов измеряйте ток утечки затвора, чтобы обеспечить качество процесса.

• Тестирование высоковольтного оборудования: в высоковольтных приложениях измеряйте ток утечки затвора, чтобы обеспечить безопасную работу оборудования.

Используя вышеуказанные методы и техники, вы можете эффективно измерить ток утечки затвора, что позволяет оценить производительность и надежность устройства.