Як вимірюється ток утечки через затвор?

Як виміряти ток утечки затвора

Вимірювання току утечки затвора зазвичай означає вимірювання току утечки між затвором і джерелом або стоком в метал-оксид-полупровідниковому транзисторі (MOSFET) або подібних пристроях. Ток утечки затвора є важливим параметром для оцінки надійності та продуктивності пристрою, особливо в приладах високого напруги та високої частоти. Нижче наведені деякі типові методи та техніки вимірювання току утечки затвора:

1. Використання точного амперметра (пікоамперметр)

Точні амперметри (наприклад, Keithley 6517B Electrometer/Picoammeter) можуть вимірювати дуже малі струми та підходять для вимірювання току утечки затвора.

Кроки:

Підготуйте тестове обладнання: переконайтеся, що у вас є високоточний амперметр, підключений до живлення та пристрою, який тестується (DUT).

Підключіть цепину:

Підключіть затвор DUT до одного входового терміналу амперметра.

Підключіть інший входовий термінал амперметра до землі (зазвичай це джерело).

Якщо потрібно, підключіть джерело напруги паралельно між затвором та амперметром, щоб застосувати бажану напругу затвора.

• Налаштуйте амперметр: встановіть амперметр на відповідний діапазон (зазвичай в наноамперному або пікоамперному діапазоні) та переконайтеся, що його чутливість достатня для виявлення малих токів утечки.

• Застосуйте напругу: використовуйте зовнішнє живлення, щоб застосувати необхідну напругу затвора.

• Запишіть показники струму: спостерігайте за показниками амперметра та запишіть ток утечки затвора.

2. Використання трасера IV-кривих

Трасер IV-кривих можна використовувати для побудови залежності струму від напруги, що допомагає аналізувати ток утечки затвора при різних напругах.

Кроки:

• Підготуйте тестове обладнання: підключіть трасер IV-кривих до затвора, джерела та стоку DUT.

• Налаштуйте трасер IV-кривих: виберіть відповідний діапазон напруги та роздільну здатність струму.

• Застосуйте напругу та запишіть дані: поступово збільшуйте напругу затвора, записуючи відповідні значення току утечки.

• Аналізуйте дані: побудувавши IV-криву, ви можете візуально побачити тенденцію току утечки затвора відносно напруги.

3. Використання аналізатора параметрів напівпровідників (SPA)

Аналізатор параметрів напівпровідників (наприклад, Agilent B1500A) — це спеціалізоване пристрій для аналізу характеристик напівпровідникових пристроїв, який може точно вимірювати ток утечки затвора.

Кроки:

• Підготуйте тестове обладнання: підключіть аналізатор параметрів напівпровідників до затвора, джерела та стоку DUT.

• Налаштуйте аналізатор параметрів: налаштуйте відповідні діапазони напруги та струму, переконавшись, що чутливість приладу достатня.

• Проведіть тест: дотримуйтесь рекомендацій приладу для проведення тесту на ток утечки затвора, поступово збільшуючи напругу затвора та записуючи відповідний ток утечки.

• Аналіз даних: використовуйте програмне забезпечення, що йде разом з приладом, для аналізу даних, генерації звітів та створення графіків.

4. Використання осцилографа та диференційних сонд

Для певних застосувань високої частоти може бути необхідним використання осцилографа та диференційних сонд для вимірювання току утечки затвора.

Кроки:

• Підготуйте тестове обладнання: підключіть осцилограф та диференційні сонди до затвора та джерела DUT.

• Налаштуйте осцилограф: налаштуйте часову базу та вертикальний масштаб осцилографа, щоб захоплювати малі коливання струму.

• Застосуйте напругу: використовуйте зовнішнє живлення, щоб застосувати необхідну напругу затвора.

• Сподівайтеся сигнали: спостерігайте за сигналами на екрані осцилографа та запишіть зміни току утечки затвора.

5. Розгляд

• Контроль середовища: при вимірюванні току утечки затвора намагайтеся зберегти стабільні умови середовища (наприклад, температуру та вологоść), оскільки ці фактори можуть впливати на результати вимірювань.

• Екранування втручань: для зменшення впливу зовнішніх електромагнітних втручань на вимірювання використовуйте екрановані кабелі та екрановані коробки.

• Калібруйте обладнання: регулярно калібруйте вимірювальне обладнання, щоб забезпечити точність та надійність.

• Захист від електростатичної шкоди: при роботі з чутливими пристроями, застосовуйте протистатичні заходи (наприклад, одягайте протистатичний зап’язковий ремінь), щоб уникнути електростатичної шкоди.

6. Типові сценарії застосування

• Тестування MOSFET: вимірюйте ток утечки затвора MOSFET, щоб оцінити їхню якість та надійність.

• Тестування інтегральних схем: під час проектування та виробництва чипів вимірюйте ток утечки затвора, щоб забезпечити якість процесу.

• Тестування обладнання високої напруги: у застосуваннях високої напруги вимірюйте ток утечки затвора, щоб забезпечити безпечну роботу обладнання.

Використовуючи вищезазначені методи та техніки, ви зможете ефективно вимірювати ток утечки затвора, що дозволить оцінити продуктивність та надійність пристрою.