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武漢普賽斯儀表有限公司
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數(shù)字源表在二極管特性參數(shù)分析上面的應(yīng)用

時間:2023/3/7閱讀:407
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分立器件特性參數(shù)測試是對待測器件(DUT)施加電壓或電流,然后測試其對激勵做出的響應(yīng),通常分立器件特性參數(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。然而由數(shù)臺儀器組成的系統(tǒng)需要分別進行編程、同步、連接、測量和分析,過程既復(fù)雜又耗時,又占用過多測試臺的空間;而且使用單一功能的測試儀器和激勵源還存在復(fù)雜的相互間觸發(fā)操作,有更大的不確定性及更慢的總線傳輸速度等缺點。 實施半導體分立器件特性參數(shù)分析的工具之一是數(shù)字源表(SMU)。數(shù)字源表可作為獨立的恒壓源或恒流源、伏特計、安培計和歐姆表,還可用作精密電子負載,其高性能架構(gòu)還允許將其用作脈沖發(fā)生器、  波形發(fā)生器和自動電流-電壓(I-V)特性分析系統(tǒng),支持四象限工作。

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普賽斯“五合一"高精度數(shù)字源表


   普賽斯“五合一"高精度數(shù)字源表(SMU)可為高??蒲泄ぷ髡摺⑵骷y試工程師及功率模塊設(shè)計工程  師提供測量所需的工具。不論使用者對源表、電橋、曲線跟蹤儀、半導體參數(shù)分析儀或示波器是否熟悉,都能簡單而迅速地得到精確的結(jié)果。本應(yīng)用解決方案介紹了半導體分立器件中最常見的測試和相關(guān)挑戰(zhàn),以及普賽斯數(shù)字源表(SMU)怎樣簡化測量流程,幫助用戶快速、精準獲得測試數(shù)據(jù)或者電流電壓(I-V)、電容電壓(C-V)特性曲線等。


普賽斯二極管特性參數(shù)分析高精密源表

   二極管是一種使用半導體材料制作而成的單向?qū)?電性元器件,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,廣泛應(yīng)用于整流、穩(wěn)  壓、保護等電路中,是電子工程上用途Z廣泛的電子元 器件之一。

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   IV特性是表征半導體二極管PN結(jié)制備性能的主  要參數(shù)之一,二極管IV特性主要指正向特性和反向特性:

   正向特性:

   當在二極管兩端外加正向電壓時,在正 向特性的起始部分,正向電壓很小,正向電流幾乎為  零,這一段稱為死區(qū)。這個不能使二極管導通的正向電 壓稱為死區(qū)電壓。當正向電壓大于死區(qū)電壓以后,二極 管正向?qū)?,電流隨電壓增大而迅速上升。在正常使用  的電流范圍內(nèi),導通時二極管的端電壓幾乎維持不變, 這個電壓稱為二極管的正向電壓。

   反向特性:

   當外加反向電壓時,如果電壓不超過一  定范圍時,反向電流很小,二極管處于截止狀態(tài),這個 電流稱為反向飽和電流或漏電流。當外加反向電壓超 過某一數(shù)值時,反向電流會突然增大,這種現(xiàn)象稱為電  擊穿。引起電擊穿的臨界電壓稱為二極管反向擊穿電壓。

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   表征二極管性能好壞和適用范圍的技術(shù)指標主要  包含正向壓降(VF)、反向漏電流(IR)和反向擊穿電壓 (VR)等參數(shù)。

     

  正向壓降(VF

   在規(guī)定的正向電流下,二極管的正向壓降,是二極  管能夠?qū)ǖ恼騔低電壓。小電流硅二極管的正向 壓降在中等電流水平下,約0.6~0.8 V;鍺二極管約 0.2~0.3 V;大功率的硅二極管的正向壓降往往達到   1V。 測試時,需要根據(jù)二極管工作電流的大小來選擇 不同的測試儀表:當工作電流小于1A時,使用S系列源 表進行測量;電流在1~10A之間時推薦使用P系列脈沖  源表;電流在10~100A之間時推薦HCP系列大電流臺  式脈沖源;100A以上推薦HCPL100高電流脈沖電源。

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   反向擊穿電壓(VR

    二極管根據(jù)材料和結(jié)構(gòu)的不同,其擊穿電壓大小  也不同,低于300V推薦普賽斯S系列臺式源表,300V 以上推薦E系列高壓源測單元。

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   大電流測試時,測試導線的電阻不可忽略,需要使用四線測量模式,可以消除引線電阻的影響,普賽斯所有源表均支持四線測量模式。

   當測量低電平電流(<1μA)時,可以使用三軸同軸連接器和三同軸電纜。三同軸電纜由內(nèi)芯(主,對應(yīng)連  接器為中心觸點)、保護層(對應(yīng)連接器為中間圓柱狀 觸點)、外皮屏蔽層組成。在接入源表保護端的測試電  路中,由于三同軸的保護層與內(nèi)芯之間是等電位,不會有漏電流產(chǎn)生,能夠提高低電流測試精度。


   C-V特性測試

   二極管參數(shù)表征除了I-V測試,也需要進行C-V測  試,C-V測量方法可以得到關(guān)于二極管摻雜濃度、缺陷 之類的特性;二極管C-V測試方案由S系列源表、LCR、  測試夾具盒以及上位機軟件組成。



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