【導讀】在測試設置中使用長(cháng)電纜或容性卡盤(pán)時(shí)，測試儀器輸出的電容會(huì )提高，導致測量不準確或不穩定，尤其是非常靈敏的弱電測量，因為它同時(shí)還要提供或掃描DC電壓。為解決這些挑戰，泰克科技旗下公司吉時(shí)利為Keithley 4200A-SCS推出了兩種新的源測量單元(SMU)模塊，即使在高測試連接電容的應用中，仍能進(jìn)行穩定的弱電測量。
由于設計人員不斷降低電流電平以節約能源，這個(gè)測量挑戰正不斷增長(cháng)，大型LCD面板測試正是這種情況，這些面板最終將用于智能手機或平板電腦中?？赡艽嬖诟唠娙轀y試連接問(wèn)題的其他應用包括：卡盤(pán)上的納米FET I-V測量，采用長(cháng)電纜的MOSFET的傳遞特點(diǎn)，通過(guò)開(kāi)關(guān)矩陣的FET測試，電容器泄漏測量。
支持的電容提高了1000倍
與其他靈敏的SMU相比，新推出的Keithley 4201-SMU中等功率SMU和4211-SMU高功率SMU (選配4200-PA前置放大器)大幅度提高了最大負載電容指標。在支持的最低電流范圍上，4201-SMU和4211-SMU可以供電和測量的系統電容要比當今系統高1,000倍。例如，如果電流電平在1 ~ 100 pA之間，那么吉時(shí)利模塊可以處理最高1 μF (微法拉)的負載。相比之下，最大負載電容競品在這種電流電平下，在測量準確度劣化前只能容忍1,000 pF。
這兩種新模塊為面臨這些問(wèn)題的客戶(hù)提供了重要解決方案，節省了原來(lái)的調試時(shí)間，節約了重新配置測試設置以消除額外電容的費用。在測試工程師或科研人員注意到測量錯誤時(shí)，他們首先必須找到錯誤來(lái)源。這本身就要花費數小時(shí)的工作，他們通常必須考察許多可能的來(lái)源，然后才能縮小范圍。一旦發(fā)現測量錯誤源自系統電容，那么他們必須調節測試參數、電纜長(cháng)度，甚至重新安排測試設置。這離理想狀態(tài)相去甚遠。
那么最新SMU模塊在實(shí)踐中是怎樣工作的呢？我們看一下平板顯示器和納米FET研究中的幾個(gè)關(guān)鍵應用。
實(shí)例1：平板顯示器上的OLED像素驅動(dòng)器電路
OLED像素驅動(dòng)器電路印刷在平板顯示器上OLED器件旁邊。為測量其DC特點(diǎn)，通常會(huì )通過(guò)開(kāi)關(guān)矩陣把它連接到SMU上，然后再使用12-16米長(cháng)的三同軸電纜連接到LCD探測站上。由于連接需要非常長(cháng)的電纜，所以弱電測量不穩定很常見(jiàn)。在使用傳統SMU連接DUT（如下圖所示）進(jìn)行測量時(shí)，這種不穩定性在OLED驅動(dòng)器電路的兩條I-V曲線(xiàn)，也就是飽和曲線(xiàn)(橙色曲線(xiàn))和線(xiàn)性曲線(xiàn)(藍色曲線(xiàn))中立顯。
使用傳統SMU測量的OLED的飽和和線(xiàn)性I-V曲線(xiàn)。
但是，在使用4211-SMU在DUT的漏極端子上重復這些I-V測量時(shí)，I-V曲線(xiàn)是穩定的，如下圖所示，問(wèn)題解決了。
使用吉時(shí)利最新4211-SMUs測得的OLED的飽和和線(xiàn)性I-V曲線(xiàn)。
實(shí)例2：擁有公共柵極和卡盤(pán)電容的納米FET
納米FETs和2D FETs測試需要使用一個(gè)器件端子，通過(guò)探測站卡盤(pán)接觸SMU?？ūP(pán)的電容可能高達幾毫微法拉，在某些情況下，可能必需在卡盤(pán)頂部使用傳導連接盤(pán)來(lái)接觸柵極。同軸電纜增加了額外的電容。為評估最新SMU模塊，我們把兩個(gè)傳統SMU連接到2D FET的柵極和漏極，得到有噪聲的Id-Vg磁滯曲線(xiàn)，如下圖所示。
使用傳統SMUs測得的2D FET的有噪聲的Id-Vg磁滯曲線(xiàn)。
但是，在我們把兩臺4211-SMUs連接到同一器件的柵極和漏極時(shí)，得到的磁滯曲線(xiàn)是平滑穩定的，如下圖所示，解決了研究人員一直要解決的主要問(wèn)題。
使用兩個(gè)4211-SMUs測得的平滑穩定的Id-Vg磁滯曲線(xiàn)。
4201-SMU和4211-SMU既可以在訂購時(shí)預先配置到4200A-SCS中，提供全面的參數分析解決方案；也可以在現有單元中現場(chǎng)升級。升級可以在現場(chǎng)簡(jiǎn)便完成，無(wú)需把儀器送回服務(wù)中心，從而節約幾周的中斷時(shí)間。如需更多信息，敬請訪(fǎng)問(wèn)：https://www.tek.com/keithley-4200a-scs-parameter-analyzer
關(guān)于泰克科技
泰克公司總部位于美國俄勒岡州畢佛頓市，致力提供創(chuàng )新、精確、操作簡(jiǎn)便的測試、測量和監測解決方案，解決各種問(wèn)題，釋放洞察力，推動(dòng)創(chuàng )新能力。70多年來(lái)，泰克一直走在數字時(shí)代前沿。歡迎加入我們的創(chuàng )新之旅，敬請登錄：tek.com.cn
作者：泰克科技技術(shù)大咖
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