數(shù)字源表如何測試半導(dǎo)體分立器件電性能

今天給大家講一講半導(dǎo)體界的頂流：分立器件。如何能稱之為頂流？簡單來說，各位吃瓜群眾在日常生活中用到的、看到的，例如：家用電器、汽車、電腦、手機、網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備......這些設(shè)備的整流、穩(wěn)壓、開關(guān)、混頻等電路中，半導(dǎo)體分立器件是構(gòu)成電力電子變化裝置的核心器件之一。

半導(dǎo)體分立器件根據(jù)基材不同,可分為不同類型。以硅基半導(dǎo)體為基材時,半導(dǎo)體分立器件主要包括二極管(Diode)、三極管(BJT)、晶閘管(SCR)、場效應(yīng)晶體管(MOSFET)、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)等；以寬禁帶材料半導(dǎo)體為基材時,半導(dǎo)體分立器件主要包括:SiC.GaN半導(dǎo)體功率器件。

接下來我們重點介紹應(yīng)用廣泛的二極管、三極管及MOS管的特性及其電性能測試要點。

1、二極管

二極管是一種使用半導(dǎo)體材料制作而成的單向?qū)щ娦栽骷?產(chǎn)品結(jié)構(gòu)一般為單個PN結(jié)結(jié)構(gòu),只允許電流從單一方向流過。發(fā)展至今,已陸續(xù)發(fā)展出整流二極管、肖特基二極管、快恢復(fù)二極管、PIN二極管、光電二極管等,具有安全可靠等特性。

器件特性：結(jié)壓降、不能變，伏安特性要會看，正阻強大反阻軟，測量全憑它來管。

測試要點：正向壓降測試(VF)、反向擊穿電壓測試(VR)、C-V特性測試

2、三極管

三極管是在一塊半導(dǎo)體基片上制作兩個相距很近的PN結(jié),兩個PN結(jié)把整塊半導(dǎo)體分成三部分,中間部分是基區(qū),兩側(cè)部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)。

器件特性：三極管，不簡單，幾個特性要記全，輸入輸出有曲線，各自不同有深淺。

測試要點：輸入/輸出特性測試、極間反向電流測試、反向擊穿電壓測試(VR)、C-V特性測試

3、MOS管

MOSFET(金屬―氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)是一種利用電場效應(yīng)來控制其電流大小的常見半導(dǎo)體器件,可以廣泛應(yīng)用在模擬電路和數(shù)字電路當(dāng)中。MOSFET可以由硅制作,也可以由石墨烯,碳納米管等材料制作,是材料及器件研究的熱點。主要參數(shù)有輸入/輸出特性曲線、閾值電壓VGs(th)、漏電流lGss、lDss,擊穿電壓VDss、低頻互導(dǎo)gm、輸出電阻RDs等。

器件特性：箭頭向里，指向N，N溝道場效應(yīng)管;箭頭向外，指向P，P溝道場效應(yīng)管。

測試要點：輸入/輸出特性測試、閾值電壓測試VGS(th)、漏電流測試、耐壓測試、C-V測試

所以，何為電性能測試？半導(dǎo)體分立器件該如何進行電性能測試？

半導(dǎo)體分立器件電性能測試是對待測器件施加電壓或電流,然后測試其對激勵做出的響應(yīng),通傳統(tǒng)的分立器件特性參數(shù)測試需要幾臺儀器完成,如數(shù)字萬用表、電壓源、電流源等。

實施半導(dǎo)體分立器件特性參數(shù)分析的工具之一是“五合一"數(shù)字源表(SMU)，集多種功能于一體。

精準、穩(wěn)定、高效的電性能測試方案可為高校科研工作者、器件測試工程師及功率模塊設(shè)計工程師提供測量所需的工具，大大提高測試效率。此外,基于核心的高精度數(shù)字源表，普賽斯還提供適當(dāng)?shù)碾娎|輔件和測試夾具，實現(xiàn)安全、可靠的測試。