联讯仪器双通道SMU-S3022F在晶体管测试中的应用

概述：

联讯仪器 S3022F 精密电源/测量单元是结构紧凑、经济高效的双通道台式电源/测量单元(SMU)，能够同时输出并测量电压和电流。这些功能使得 S3022F成为既需要高分辨率，又需要高精度的各种IV(电流与电压)测量任务的理想选择。S3022F拥有广泛的电压(±200 V)和电流(± 3A 直流和 ±10A 脉冲)电源功能、出色的精度，6位半的显示(最低 100fA/100nV 显示分辨率)以及卓越的彩色 LCD 图形用户界面(GUI)。此外，它具有多种基于任务的显示模式，显著提高了测试、调试和表征的效率。这些特性使S3022F SMU成为非常优秀的解决方案，尤其是双通道输出，使得能够方便精确地表征各类二端口，三端口器件，比如双极晶体管等。

利用SMU表征MOSFET特性

SMU 在单个仪表内集成了电流源、电压源、电流表和电压表，可以通过液晶屏或者上位机软件在各功能之间轻松转换。区别于传统的直流电源，SMU可以在四个象限独立完成IV测试。SMU还具有各种保护措施，如电压、电流的钳位，可以限定输出以确保不会对待测器件造成损伤，S3022F SMU还支持±10 A的脉冲输出，脉冲输出可以防止待测件过热而导致器件损伤或者测试结果异常，是测试中对热效应敏感场景的理想选择。

晶体管的特性表征主要有以下几个参数需要：

• MOSFET输出特性曲线

MOSFET输出特性曲线描述当栅-源电压VGS为常量时，漏极电流ID与漏-源电压VDS之间的关系

测试步骤：

1. 设定栅极步进电压VGS

1. 2. 在每个VGS步进电压下，VDS按照设定的范围进行电压扫描
2. 3. 记录每个VDS电压扫描点下的漏极-源极电流

• 阈值电压VTH

VTH是在 VDS为一常量时，漏-源电流大于零所需的最小VGS值

测试步骤：

1. 1. 设定漏-源电压VDS为特定值

2. 在一定范围内扫描VGS，记录扫描过程中的每个点的漏极电流ID

3. 通过线性拟合计算VTH值

• 低频跨导gm

gm 数值的大小表示 VGS对ID控制作用的强弱

当MOSFET工作在恒流区且VDS为常量的条件下，ID的微小变化量Delta ID与引起它变化的Delta VGS之比，称为低频跨导。

即：

S3022F 双通道，支持同步触发，单台仪表即可方便快捷地完成三端口器件表征

S3022F 单台仪表即可完成三端口器件表征

轻松快捷的IV表征

S3022F支持液晶屏和上位机软件操作，支持用户通过前面板或者GUI轻松操控。

S3022F 液晶屏界面

在液晶屏操作界面上可以直接进行SMU模式的选择，如电压源输出，电流源输出，电压测量，电流测量，还可以设置输出幅度及保护限制，通过右侧快捷按钮轻松进入配置，扫描，高级，触发，系统等功能项。

S3022F液晶屏扫描设置界面

扫描参数可设置电压或电流扫描，设置扫描条件，扫描模式还可以支持线性扫描、对数扫描、链表扫描等。

除了方便快捷液晶屏操作外，S3022F还支持上位机GUI操作，可通过GUI远程操作。

S3022F  GUI扫描设置界面

S3022F GUI 绘图界面

总结

联讯仪器S3022F精密电源/测量单元能够非常出色地对双极晶体管及其他各类器件进行 IV 表征，其优异的电流和电压测量范围（100 fA/100 nV 至 10 A/200 V）可以保证卓越的测量性能，使您能够比以往更精确、更轻松地进行器件测试。

联讯SMU系列包括：

联讯仪器SMU具有简单易用的图形用户界面、丰富的功能和特征，有助于轻松快速地进行测量，可通过USB 和 LAN 接口进行远程控制。