雙通道源表-S3022F在晶體管測試中的應用

概述：

聯訊儀器 S3022F 精密電源/測量單元是結構緊湊、經濟高效的雙通道臺式電源/測量單元(SMU)，能夠同時輸出并測量電壓和電流。這些功能使得 S3022F成為既需要高分辨率，又需要高精度的各種IV(電流與電壓)測量任務的理想選擇。S3022F擁有廣泛的電壓(±200 V)和電流(± 3A 直流和 ±10A 脈沖)電源功能、出色的精度，6位半的顯示(*低 100fA/100nV 顯示分辨率)以及彩色 LCD 圖形用戶界面(GUI)。此外，它具有多種基于任務的顯示模式，顯著提高了測試、調試和表征的效率。這些特性使S3022F SMU成為非常優 秀的解決方案，尤其是雙通道輸出，使得能夠方便精 確地表征各類二端口，三端口器件，比如雙極晶體管等。

SMU 在單個儀表內集成了電流源、電壓源、電流表和電壓表，可以通過液晶屏或者上位機軟件在各功能之間輕松轉換。區別于傳統的直流電源，SMU可以在四個象限獨立完成IV測試。SMU還具有各種保護措施，如電壓、電流的鉗位，可以限定輸出以確保不會對待測器件造成損傷，S3022F SMU還支持±10 A的脈沖輸出，脈沖輸出可以防止待測件過熱而導致器件損傷或者測試結果異常，是測試中對熱效應敏感場景的理想選擇。

晶體管的特性表征主要有以下幾個參數需要：

• MOSFET輸出特性曲線

MOSFET輸出特性曲線描述當柵-源電壓VGS為常量時，漏極電流ID與漏-源電壓VDS之間的關系

測試步驟：

1. 設定柵極步進電壓VGS

2. 在每個VGS步進電壓下，VDS按照設定的范圍進行電壓掃描

3. 記錄每個VDS電壓掃描點下的漏極-源極電流

• 閾值電壓VTH

VTH是在 VDS為一常量時，漏-源電流大于零所需的*小VGS值

測試步驟：

1. 設定漏-源電壓VDS為特定值

2. 在一定范圍內掃描VGS，記錄掃描過程中的每個點的漏極電流ID

3. 通過線性擬合計算VTH值

• 低頻跨導gm 

gm 數值的大小表示 VGS對ID控制作用的強弱

當MOSFET工作在恒流區且VDS為常量的條件下，ID的微小變化量Delta ID與引起它變化的Delta VGS之比，稱為低頻跨導。即：

gm=Delta ID/Delta VGS

S3022F 雙通道，支持同步觸發，單臺儀表即可方便快捷地完成三端口器件表征

輕松快捷的IV表征

S3022F 支持液晶屏和上位機軟件操作，支持用戶通過前面板或者GUI輕松操控。

S3022F 液晶屏界面

在液晶屏操作界面上可以直接進行SMU模式的選擇，如電壓源輸出，電流源輸出，電壓測量，電流測量，還可以設置輸出幅度及保護限制，通過右側快捷按鈕輕松進入配置，掃描，高 級，觸發，系統等功能項。

S3022F液晶屏掃描設置界面

掃描參數可設置電壓或電流掃描，設置掃描條件，掃描模式還可以支持線性掃描、對數掃描、鏈表掃描等。

除了方便快捷液晶屏操作外，S3022F還支持上位機GUI操作，可通過GUI遠程操作。

S3022F  GUI掃描設置界面

S3022F GUI 繪圖界面

總結

聯訊儀器精密電源/測量單元能夠非常出色地對雙極晶體管及其他各類器件進行 IV 表征，其優異的電流和電壓測量范圍（100 fA/100 nV 至 10 A/200 V）可以保證卓 越的測量性能，使您能夠比以往更精 確、更輕松地進行器件測試。

聯訊 SMU系列包括：                

聯訊儀器SMU具有簡單易用的圖形用戶界面、豐富的功能和特征，有助于輕松快速地進行測量，可通過USB 和 LAN 接口進行遠程控制。