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文章使用產(chǎn)品:探針臺(tái)、2450Keithley數(shù)字源表 如需了解更多光帶你產(chǎn)品可查看:譜量商城 一、測試系統(tǒng)組成與連接 一套完整的三端器件測試系統(tǒng)主要包括以下部分:
| 系統(tǒng)組件 | 推薦型號(hào)/類型 | 說明 | | 源表 (SMU) | 兩臺(tái) Keithley 2450 | 一臺(tái)用于柵極(基極)偏置,另一臺(tái)用于漏極(集電極)偏置及測量。 | | 探針臺(tái) | TLRH 探針臺(tái) | 建議選擇具備至少三組探針、分辨率可達(dá)0.7μm的探針臺(tái),以確保精準(zhǔn)接觸。 | | 連接電纜 | 三同軸電纜或低噪聲線纜 | 例如 Keithley 7078-TRX-10,用于連接源表與探針臺(tái),減少噪聲干擾。 | | 上位機(jī)軟件 | Kickstart | 用于控制源表、數(shù)據(jù)采集和圖形化顯示,支持 LAN/USB/GPIB 連接。 | | 夾具與適配器 | 三通適配器 | 例如 237-TRX-T 型三通,用于Force LO 端的共接。 |
二、測試三端器件(以 MOSFET 為例)時(shí),兩臺(tái) Keithley 2450 的典型連接方式如下: (1)SMU #1:Force HI 連接 MOSFET 的柵極 (Gate),F(xiàn)orce LO 與 SMU #2 的 Force LO 以及器件的源極 (Source) 共接(通常通過三通適配器實(shí)現(xiàn))。 (2)SMU #2:Force HI 連接 MOSFET 的漏極 (Drain),F(xiàn)orce LO 與 SMU #1 的 Force LO 以及器件的源極 (Source) 共接。 (3)探針臺(tái):負(fù)責(zé)固定芯片或器件,并引導(dǎo)探針精準(zhǔn)落在器件的三個(gè)端口上。 三、下面的流程圖描繪了典型的連接與配置過程: 
雙2450Keithley數(shù)字源表連接探針臺(tái)連接示意圖 
雙2450Keithley數(shù)字源表與MOSFET連接示意圖 四、測試步驟與配置 1、儀器配置: (1)SMU #1(柵極控制):設(shè)置為電壓源模式,輸出一個(gè)掃描電壓(例如 0V 到 10V),并設(shè)置合適的電流限制(例如 100mA)以防止器件損壞。 (2)SMU #2(漏極控制):也設(shè)置為電壓源模式,用于輸出不同的固定電壓(例如 0.1V, 0.5V, 1V)或進(jìn)行電壓掃描;或者根據(jù)需要設(shè)置為電流源模式。同樣需要設(shè)置適當(dāng)?shù)?span style="font-weight: bold;">限制值(電流或功率)。 (3)連接設(shè)置:為確保安全,特別是在使用較高電壓時(shí),務(wù)必短接兩臺(tái) 2450 后面板上的 Interlock 端子。只有 Interlock 短接時(shí),才能啟用高壓輸出。 2、軟件控制與同步: (1)使用 Kickstart 軟件可以方便地控制多臺(tái)源表。你需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目,添加兩臺(tái) 2450 儀器。 (2)如果通過 TSP-Link 同步兩臺(tái)源表,需先將每臺(tái) 2450 的 Command Set 設(shè)置為 TSP 模式(路徑:MENU → System → Settings → Command Set)。并為每臺(tái)儀器設(shè)置唯一的節(jié)點(diǎn)號(hào)(Node number,范圍1-64),然后初始化 TSP-Link 網(wǎng)絡(luò)。 (3)在 Kickstart 中配置掃描參數(shù)。例如,可以對 SMU #1(柵極)設(shè)置線性電壓掃描,對 SMU #2(漏極)設(shè)置多個(gè)固定的電壓值,從而自動(dòng)獲取完整的輸出特性曲線族。 3、測試執(zhí)行與數(shù)據(jù)管理: (1)啟動(dòng)掃描后,軟件(如 Kickstart)會(huì)自動(dòng)同步兩臺(tái)源表的操作并采集數(shù)據(jù)。 (2)軟件能實(shí)時(shí)繪制曲線(如 Id-Vg 轉(zhuǎn)移特性曲線、Id-Vd 輸出特性曲線),數(shù)據(jù)也可導(dǎo)出進(jìn)行后續(xù)分析。 五、注意事項(xiàng) (1)屏蔽與接地:為減少噪聲干擾對微小電流測量(如 nA 甚至 pA 級(jí))的影響,強(qiáng)烈建議使用三同軸電纜并將屏蔽層良好接地。探針臺(tái)和測試夾具也應(yīng)盡可能放置在金屬屏蔽盒內(nèi)。 (2)電纜電容:電纜的寄生電容會(huì)影響高速或高阻抗測試的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性。盡量使用短電纜,并給儀器足夠的穩(wěn)定時(shí)間(Aperture time)再進(jìn)行測量。 (3)設(shè)備安全:在施加偏壓前,務(wù)必仔細(xì)檢查連接,確保探針準(zhǔn)確接觸在正確的焊盤上,避免短路或誤加電壓損壞昂貴器件。 (4)測試速度與精度:Keithley 2450 提供了測試速度(Speed)與分辨率(Resolution)的調(diào)整選項(xiàng)。在追求更高測量精度時(shí),可以適當(dāng)降低測試速度;若需快速掃描,則可選擇更快的速度但可能犧牲一定精度。您可以通過前面板的 QUICKSET 鍵快速調(diào)整這些設(shè)置。 六、高級(jí)應(yīng)用與技巧 (1)多種測試類型:這套系統(tǒng)除了進(jìn)行基本的 I-V 曲線掃描(I-V Sweep)外,還可用于 I-T(電流-時(shí)間)、V-T(電壓-時(shí)間)特性測試,以及研究器件的穩(wěn)定性與可靠性。 (2)溫度依賴性研究:若探針臺(tái)配備溫控平臺(tái),可以同步改變溫度,研究器件性能(如閾值電壓、遷移率)的溫度特性。 (3)腳本自動(dòng)化:復(fù)雜的測試流程(如多步循環(huán)測試)可以通過編寫 TSP(Test Script Processor)腳本在儀器內(nèi)部運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化,減少計(jì)算機(jī)通信開銷。 (4)利用兩臺(tái) Keithley 2450 源表配合探針臺(tái),可以構(gòu)建一個(gè)功能強(qiáng)大、精度高的三端器件測試平臺(tái)。希望這些信息能幫助您順利完成測試。 
探針臺(tái)示意圖 
KEITHLEY 2450型 數(shù)字源表示意圖
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