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元测量单元4201-SMU和4211-SMU的多种应用实例分析

日期:2020-10-17 04:27 作者:银河娱乐app下载

  或电压,并测量电流和电压的仪器。SMU用来对各种器件和材料进行I-V表征,是为测量非常灵敏的弱电流,同时提供或扫描DC电压而设计的。但是,在拥有长或其他高连接的测试系统中,某些SMU可能不能在输出上容忍这样的电容,从而产生有噪声的读数和/或振荡。

  泰克日前为Keithley4200A-SCS参数分析仪推出两款源测量单元(SMU)模块4201-SMU中等功率SMU和4211-SMU高功率SMU(选配4200-PA前置放大器)可以进行稳定的弱电流测量,包括在高测试连接电容的应用中也非常稳定,例如使用非常长的三芯同轴电缆来连接器件的应用。与其他灵敏的SMU相比,4201-SMU和4211-SMU的最大电容指标已经提高,这些SMU模块用于可配置的Model4200A-SCS参数分析仪,使用Clarius+软件进行交互控制。

  今天给大家介绍4201-SMU和4211-SMU可以进行稳定的弱电流测量的多种应用实例,包括测试:平板显示器上的OLED像素器件、长电缆MOSFET传递特点、通过开关矩阵连接的FET、卡盘上的纳米FETI-V测量、电容器泄漏测量。

  在测量平板显示器上的OLED像素器件的I-V曲线时,通常会通过开关矩阵把SMU连接到LCD探测站上,这时会采用非常长的三芯同轴电缆(一般在12-16m)。

  图1是采用KeithleyS500测试系统的典型的平板显示器测试配置。S500是一种自动参数测试仪,它可以量身定制,通常用来测试平板显示器。对图中所示的情况,S500中的SMU通过开关矩阵连接到探测站,然后探测卡再把测试信号连接到玻璃平板上的DUT。由于使用非常长的电缆进行连接,所以如果测量技术和仪器使用不当,就会导致弱电流测量不稳定。

  如图2示,在使用传统SMU通过16m三芯同轴电缆连接到DUT上时,OLED器件两个I-V曲线中的饱和曲线(橙色曲线)和线性曲线(蓝色曲线)都不稳定。但是,使用4211-SMU在DUT的漏极端子上重复这些I-V测量时,I-V曲线.传统SMU测得OLED饱和及线性I-V曲线-SMU测得OLED的饱和及线:长电缆nMOSFET传递特点测试

  可以使用两个SMU生成n型MOSFET的Id-Vg曲线。一个SMU扫描栅极电压,另一个SMU测量漏极电流。图4是典型测试

  矩阵连接的器件时,可能会面临很大挑战,因为要求额外的线缆。三芯同轴电缆用来把SMU连接到开关矩阵上,再从开关矩阵连接到DUT。图6显示了典型的电路图,其中两个SMU使用远程传感连接开关矩阵。使用远程传感(4线测量)而不是本地传感(2线测量),要求每个SMU连接两条电缆,由于电缆是平行的,所以这会使SMU输出的电容提高一倍。

  在这种情况下,SMU使用2m电缆连接到开关矩阵的行(输入)上;开关矩阵的列(输出)使用5m电缆连接到配线架上。然后再使用另一条1m电缆从配线架连接到探头,所以从一个SMU到DUT的三芯同轴电缆的总长度是:(2x2m)+(2x5m)+(1m)=15m。除了三芯同轴电缆外,开关矩阵本身也增加了电容,在计算测试系统总电容时可能需要包括进去。

  在测量通过开关矩阵连接的FET器件的输出特点时,使用两个4211-SMU较使用两个传统SMU的结果明显改善。在这项测试中,其中一个SMU被偏置恒定栅极电压,另一个SMU扫描漏极电压,测量得到的漏极电流。使用两个传统SMU(蓝色曲线-SMU(红色曲线)生成的漏极电流相对于漏极电压关系曲线所示。

  图9.传统SMU测得的2DFETId-Vg磁滞曲线-SMU测得的Id-Vg磁滞曲线

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