利用大功率數字源表構建多源測量單元（SMU）系統-連載一

利用高壓、大電流源測量單元(SMU)來(lái)設計和構建功率半導體器件直流特性分析測試系統包括以下幾個(gè)步驟:

• 選擇滿(mǎn)足測試要求的設備

• 選擇連接待測器件(DUT)與儀器的電纜和夾具

• 檢查系統安全和儀器保護

• 優(yōu)化儀器建立，確保測量完整性

• 控制儀器硬件

功率半導體器件的設計確保：在開(kāi)啟（ON）狀態(tài)下，它能夠為負載提供大量功率，而自身卻消耗最小的電源功率（高效率）；在關(guān)閉（OFF）狀態(tài)下，它向負載提供的功率幾乎為零，同時(shí)自身也消耗最小的電源功率（高效率）(待機電流非常小)。因此，功率半導體器件的特性分析或直流參數測試可以分為兩種：開(kāi)啟狀態(tài)特性分析和關(guān)閉狀態(tài)特性分析。本應用筆記對這兩種測試應用進(jìn)行說(shuō)明，并給出利用多種吉時(shí)利數字源表源測量單元(SMU)儀器構建測試系統的實(shí)例。

選擇滿(mǎn)足測試要求的設備

功率器件測試通常只需要在一、兩個(gè)端口接入大功率儀器。例如，高壓N-溝道MOSFET關(guān)閉狀態(tài)特性分析需要在漏極提供高壓電源；所有其他端口只需保持電壓較低的電源驅動(dòng)。相反，當對其開(kāi)啟狀態(tài)性能進(jìn)行特性分析時(shí)，則需要在源極施加大電流，因此，只要求這兩個(gè)端口保持額定的最大功率。測試研究人員如果從較低功率器件測試轉向較高功率器件測試，可以在門(mén)極和基底端口重用某些現有的測試設備。如果多個(gè)器件能夠共用同一測試儀器，那么用戶(hù)就可以實(shí)現投資回報的最大化。

為了選擇適當的測試設備，必須弄清源和測量所需電流的最小值和最大值。如果可能的話(huà)，就選擇最小值和最大值能夠擴展的設備，這樣，可以適應新器件測試發(fā)展的需求。

吉時(shí)利2600A系列源測量單元（SMU）是利用不斷演進(jìn)的測試系統進(jìn)行設計的。TSP-Link®內部設備通信總線(xiàn)支持創(chuàng )建“無(wú)主機”系統，同時(shí)在多個(gè)源測量單元（SMU）通道實(shí)現亞微秒同步。

2600A系列產(chǎn)品的最強大特性之一是利用它能夠構建滿(mǎn)足各種應用測試需求的系統，同時(shí)保持無(wú)縫的系統性能。2600A系列源測量單元（SMU）包括8個(gè)型號，它們具有多種功能和能力:

• 當脈沖功率2000W時(shí)，電流量程為50A(利用兩個(gè)SMU并聯(lián)，可以實(shí)現100A)

• 在功率60W時(shí)高達3kV的電壓源，功率180W時(shí)高達1500V的電壓源

• 亞皮安測量能力

• 對較低功率SMU，提供1A或3A直流源。非常適合對具有較大基極電流的大功率晶體管進(jìn)行測試。

在現有的商用測試主機中，這種能力通常是難得一見(jiàn)的，以前往往需要配置定制或半定制自動(dòng)測試設備才能完成。此外，利用獨立儀器還允許測試工程師根據測試需求的新發(fā)展來(lái)添加新的能力。獨立的大功率源測量單元（SMU）可以擴展半導體參數分析儀的電流和電壓能力，從而擴展可測器件的范圍。