如何用數字源表快速分析MOS管特性參數？

MOSFET(金屬—氧化物半導體場效應晶體管)是  一種利用電場效應來控制其電流大小的常見半導體器件，可 以 廣 泛 應 用 在 模 擬 電 路 和 數 字 電 路 當 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。主要參數有 輸 入 / 輸 出 特 性 曲 線、閾 值 電 壓   VGS(th)、漏 電 流 IGSS、 IDSS，擊穿電壓VDSS、低頻互導gm、輸出電阻RDS等。

受器件結構本身的影響,在實驗室科研工作者或者測試工程師常見會碰到以下測試難題:

（1）由于MOSFET是多端口器件，所以需要多個測量模塊協同測試，而且MOSFET動態電流范圍大，測試時需要量程范圍廣，測量模塊的量程需要可以自動切換；

（2）柵氧的漏電與柵氧質量關系極大，漏電增加到 一定程度即可構成擊穿，導致器件失效，因此MOSFET   的漏電流越小越好，需要高精度的設備進行測試；

（3）隨著MOSFET特征尺寸越來越小，功率越來越大，自加熱效應成為影響其可靠性的重要因素，而脈沖測試可以 減少自加熱效應 ，利 用 脈沖模式進行MOSFET的I-V測試可以準確評估、表征其特性；

（4）MOSFET的電容測試非常重要，且與其在高頻  應用有密切關系。不同頻率下C-V曲線不同，需要進行多頻率、多電壓下的C-V測試，表征MOSFET的電容特性。

使用普賽斯S系列高精度數字源表、P系列高精度臺式脈沖源表對MOSFET常見參數進行測試。

輸入/輸出特性測試

MOSFET是用柵電壓控制源漏電流的器件,在某一固定漏源電壓下,可測得一條IDs~VGs關系曲線,對應一組階梯漏源電壓可測得一簇直流輸入特性曲線。   MOSFET在某一固定的柵源電壓下所得IDS~VDS 關系即為直流輸出特性，對應一組階梯柵源電壓可測得一簇輸出特性曲線。  根據應用場景的不同，MOSFET器件的功率規格也不一致。針對1A以下的MOSFET器件，推薦2臺S系列源表搭建測試方案，最大電壓300V，最大電流1A,   最小電流100pA，可以滿足小功率MOSFET測試的需求。

針對最大電流為1A~10A的MOSFET功率器件，推 薦采用2臺P系列脈沖源表搭建測試方案，其最大電壓   300V，最大電流10A。

針對最大電流為10A~100A的MOSFET功率器件，  推薦采用P系列脈沖源表+HCP搭建測試方案，最大電流高達100A。

閾值電壓VGS（th)

VGS(th)是指柵源電壓能使漏極開始有電流的VG S 值;測試儀表推薦S系列源表。

漏電流測試

 IGSS(柵源漏電流)是指在特定的柵源電壓情況下 流過柵極的漏電流；IDSS(零柵壓漏極電流)是指在當   VGS=0時，在Z定的VDS下的DS之間漏電流，測試時推 薦使用一臺普賽斯S系列或P系列源表；

耐壓測試

VDSS(漏源擊穿電壓)：是指在VGS=0的條件下，增加漏源電壓過程中使ID開始劇增時的VDS值；  根據器件的規格不同，其耐壓指標也不一致，測試所需的儀表也不同，擊穿電壓在300V以下推薦使用S系列臺式源表或P系列脈沖源表，其最大電壓300V，擊穿電壓在300V以上的器件推薦使用E系列，最大電壓3500V。

C-V測試

C-V測量常用于定期監控集成電路的制造工藝，通過測量MOS電容高頻和低頻時的C-V曲線，可以得到  柵氧化層厚度tox、氧化層電荷和界面態密度Dit、平帶電壓Vfb、硅襯底中的摻雜濃度等參數。  分別測試Ciss(輸入電容)、Coss(輸出  電容)以及Crss(反向傳輸電容)。