【導(dǎo)讀】使用長電纜或電容夾頭的測試設(shè)置會增加測試儀器輸出的電容,導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確或不穩(wěn)定。當(dāng)輸出或掃描直流電壓并測量異常靈敏的低電流時,能觀察到這種效應(yīng)。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn),泰克為吉時利4200A-SCS參數(shù)分析儀引入了兩個新的源測量單元(SMU)模塊,即使在測試連接電容較高的應(yīng)用中,該模塊也可以進(jìn)行穩(wěn)定的低電流測量。
節(jié)能的要求越來越高,這就需要越來越低的電流,這是一個日益嚴(yán)峻的測量挑戰(zhàn),如測試智能手機(jī)或平板電腦的大型LCD面板。高電容測試連接可能會出現(xiàn)問題的應(yīng)用,還包括:探卡上的納米FET I-V測量,使用長電纜的MOSFET的傳輸特性,開關(guān)矩陣的FET測試以及電容泄漏測量。
支持1000倍以上的電容
與其他靈敏SMU相比,新的吉時利4201中功率SMU和4211高功率SMU(帶有可選的4200-PA前置放大器)提升了最大負(fù)載電容。在最低支持電流范圍內(nèi),4201-SMU和4211-SMU可以提供和測量的系統(tǒng)電容是目前SMU容量的1000倍。例如,如果電流在1至100 pA之間,則新的吉時利模塊可以處理高達(dá)1 µF(微法拉)的負(fù)載。相比之下,在不降低測量精度的情況下,同類產(chǎn)品的最大負(fù)載電容在該電流水平上的承受能力僅為1,000 pF。
對于面臨這些問題的客戶,新模塊是很寶貴的補充,不僅節(jié)省排除故障的時間,還可以節(jié)省開支。當(dāng)測試工程師或研究人員發(fā)現(xiàn)測量錯誤時,他們首先需要追蹤其來源。這本身可能需要花費大量時間,并且他們還需要先探索許多可能的原因,然后才能縮小范圍。一旦發(fā)現(xiàn)原因是系統(tǒng)電容,就必須調(diào)整測試參數(shù),電纜長度,甚至重新安排測試設(shè)置。這不是理想選擇。
實際中,新的SMU模塊是如何工作的呢?讓我們來看一下平板顯示器測試過程中和納米FET研究中的幾個關(guān)鍵應(yīng)用。
示例1:平板顯示器上的OLED像素驅(qū)動器電路
OLED像素驅(qū)動器電路印刷在平板顯示器上的OLED器件旁邊。通常,它們的直流特性是通過將SMU開關(guān)矩陣連接起來,然后使用12-16m長的三軸電纜連接到LCD探針臺上來測量的。由于需要連接很長的電纜。因此,測試中經(jīng)常出現(xiàn)不穩(wěn)定的低電流。這種不穩(wěn)定性在OLED驅(qū)動電路的飽和曲線(橙色曲線)和線性曲線(藍(lán)色曲線)中很明顯,當(dāng)使用傳統(tǒng)SMU連接DUT進(jìn)行測量時,結(jié)果如下圖所示。
使用傳統(tǒng)SMU測量的OLED的飽和度和線性I-V曲線。
但是,當(dāng)在DUT的漏極端子上使用4211-SMU重復(fù)進(jìn)行這些I-V測量時,I-V曲線將保持穩(wěn)定,如下所示。問題解決了。
使用新型4211-SMU測量的OLED的飽和度和線性I-V曲線。
示例2:具有公共柵極和探卡電容的納米FET
納米FET和2D FET測試時器件的一個端子通過探針臺的卡盤與SMU連接??ūP的電容可能高達(dá)幾個納米級,在某些情況下,有必要使用卡盤頂部的導(dǎo)電墊與柵極接觸。同時,同軸電纜也會增加額外的電容。
為了評估新的SMU模塊,將兩個傳統(tǒng)的SMU連接到2D FET的柵極和漏極,從而產(chǎn)生下面的嘈雜的Id-Vg磁滯曲線。
使用傳統(tǒng)SMU測量的2D FET的噪聲Id-Vg磁滯曲線。
但是,當(dāng)兩個4211-SMU連接到同一設(shè)備的柵極和漏極時,產(chǎn)生的磁滯曲線平滑且穩(wěn)定,如下所示,這解決了研究人員可能需要克服的主要障礙。
用兩個4211-SMU測量的平滑且穩(wěn)定的Id-Vg磁滯曲線。
訂購4201-SMU和4211-SMU并預(yù)先配置4200A-SCS,以配置全參數(shù)分析解決方案或?qū)ΜF(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場升級。無需將設(shè)備發(fā)送到服務(wù)中心即可輕松地在現(xiàn)場完成升級,從而可以節(jié)省數(shù)周的停機(jī)時間。
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