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【4200 SMU應用文章】之實例篇:支持千倍以上負載電容的靈敏測試

jf_1689824270.4192 ? 來源:電子發燒友網 ? 作者:jf_1689824270.4192 ? 2020-02-17 09:27 ? 次閱讀

作者:泰克科技

使用長電纜或電容夾頭的測試設置會增加測試儀器輸出的電容,導致測量結果不準確或不穩定。當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。為了應對這些挑戰,泰克為吉時利4200A-SCS參數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用中,該模塊也可以進行穩定的低電流測量。

節能的要求越來越高,這就需要越來越低的電流,這是一個日益嚴峻的測量挑戰,如測試智能手機或平板電腦的大型LCD面板。高電容測試連接可能會出現問題的應用,還包括:探卡上的納米FETI-V測量,使用長電纜的MOSFET的傳輸特性,開關矩陣的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)提升了最大負載電容。在最低支持電流范圍內,4201-SMU和4211-SMU可以提供和測量的系統電容是目前SMU容量的1000倍。例如,如果電流在1至100pA之間,則新的吉時利模塊可以處理高達1μF(微法拉)的負載。相比之下,在不降低測量精度的情況下,同類產品的最大負載電容在該電流水平上的承受能力僅為1,000pF。

對于面臨這些問題的客戶,新模塊是很寶貴的補充,不僅節省排除故障的時間,還可以節省開支。當測試工程師或研究人員發現測量錯誤時,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。一旦發現原因是系統電容,就必須調整測試參數,電纜長度,甚至重新安排測試設置。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研究中的幾個關鍵應用。

示例1:平板顯示器上的OLED像素驅動器電路

OLED像素驅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,測試中經常出現不穩定的低電流。這種不穩定性在OLED驅動電路的飽和曲線(橙色曲線)和線性曲線(藍色曲線)中很明顯,當使用傳統SMU連接DUT進行測量時,結果如下圖所示。


圖1:使用傳統SMU測量的OLED的飽和度和線性I-V曲線。

但是,當在DUT的漏極端子上使用4211-SMU重復進行這些I-V測量時,I-V曲線將保持穩定,如下所示。問題解決了。


圖2: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2DFET測試時器件的一個端子通過探針臺的卡盤與SMU連接。卡盤的電容可能高達幾個納米級,在某些情況下,有必要使用卡盤頂部的導電墊與柵極接觸。同時,同軸電纜也會增加額外的電容。

為了評估新的SMU模塊,將兩個傳統的SMU連接到2DFET的柵極和漏極,從而產生下面的嘈雜的Id-Vg磁滯曲線。


圖3:使用傳統SMU測量的2DFET的噪聲Id-Vg磁滯曲線。

但是,當兩個4211-SMU連接到同一設備的柵極和漏極時,產生的磁滯曲線平滑且穩定,如下所示,這解決了研究人員可能需要克服的主要障礙。


圖4:用兩個4211-SMU測量的平滑且穩定的Id-Vg磁滯曲線。

訂購4201-SMU和4211-SMU并預先配置4200A-SCS,以配置全參數分析解決方案或對現有設備進行現場升級。無需將設備發送到服務中心即可輕松地在現場完成升級,從而可以節省數周的停機時間。

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