【4200 SMU應用文章】之實(shí)例篇：支持千倍以上負載電容的靈敏測試

使用長(cháng)電纜或電容夾頭的測試設置會(huì )增加測試儀器輸出的電容，導致測量結果不準確或不穩定。當輸出或掃描直流電壓并測量異常靈敏的低電流時(shí)，能觀(guān)察到這種效應。為了應對這些挑戰，泰克為吉時(shí)利4200A-SCS參數分析儀引入了兩個(gè)新的源測量單元（SMU）模塊，即使在測試連接電容較高的應用中，該模塊也可以進(jìn)行穩定的低電流測量。

節能的要求越來(lái)越高，這就需要越來(lái)越低的電流，這是一個(gè)日益嚴峻的測量挑戰，如測試智能手機或平板電腦的大型LCD面板。高電容測試連接可能會(huì )出現問(wèn)題的應用，還包括：探卡上的納米FET I-V測量，使用長(cháng)電纜的MOSFET的傳輸特性，開(kāi)關(guān)矩陣的FET測試以及電容泄漏測量。

支持1000倍以上的電容

與其他靈敏SMU相比，新的吉時(shí)利4201中功率SMU和4211高功率SMU（帶有可選的4200-PA前置放大器）提升了最大負載電容。在最低支持電流范圍內，4201-SMU和4211-SMU可以提供和測量的系統電容是目前SMU容量的1000倍。例如，如果電流在1至100 pA之間，則新的吉時(shí)利模塊可以處理高達1 μF（微法拉）的負載。相比之下，在不降低測量精度的情況下，同類(lèi)產(chǎn)品的最大負載電容在該電流水平上的承受能力僅為1,000 pF。

對于面臨這些問(wèn)題的客戶(hù)，新模塊是很寶貴的補充，不僅節省排除故障的時(shí)間，還可以節省開(kāi)支。當測試工程師或研究人員發(fā)現測量錯誤時(shí)，他們首先需要追蹤其來(lái)源。這本身可能需要花費大量時(shí)間，并且他們還需要先探索許多可能的原因，然后才能縮小范圍。一旦發(fā)現原因是系統電容，就必須調整測試參數，電纜長(cháng)度，甚至重新安排測試設置。這不是理想選擇。

實(shí)際中，新的SMU模塊是如何工作的呢？讓我們來(lái)看一下平板顯示器測試過(guò)程中和納米FET研究中的幾個(gè)關(guān)鍵應用。

示例1：平板顯示器上的OLED像素驅動(dòng)器電路

OLED像素驅動(dòng)器電路印刷在平板顯示器上的OLED器件旁邊。通常，它們的直流特性是通過(guò)將SMU開(kāi)關(guān)矩陣連接起來(lái)，然后使用12-16m長(cháng)的三軸電纜連接到LCD探針臺上來(lái)測量的。由于需要連接很長(cháng)的電纜。因此，測試中經(jīng)常出現不穩定的低電流。這種不穩定性在OLED驅動(dòng)電路的飽和曲線(xiàn)(橙色曲線(xiàn))和線(xiàn)性曲線(xiàn)(藍色曲線(xiàn))中很明顯，當使用傳統SMU連接DUT進(jìn)行測量時(shí)，結果如下圖所示。

使用傳統SMU測量的OLED的飽和度和線(xiàn)性I-V曲線(xiàn)。

但是，當在DUT的漏極端子上使用4211-SMU重復進(jìn)行這些I-V測量時(shí)，I-V曲線(xiàn)將保持穩定，如下所示。問(wèn)題解決了。

使用新型4211-SMU測量的OLED的飽和度和線(xiàn)性I-V曲線(xiàn)。

示例2：具有公共柵極和探卡電容的納米FET

納米FET和2D FET測試時(shí)器件的一個(gè)端子通過(guò)探針臺的卡盤(pán)與SMU連接?？ūP(pán)的電容可能高達幾個(gè)納米級，在某些情況下，有必要使用卡盤(pán)頂部的導電墊與柵極接觸。同時(shí)，同軸電纜也會(huì )增加額外的電容。

為了評估新的SMU模塊，將兩個(gè)傳統的SMU連接到2D FET的柵極和漏極，從而產(chǎn)生下面的嘈雜的Id-Vg磁滯曲線(xiàn)。

使用傳統SMU測量的2D FET的噪聲Id-Vg磁滯曲線(xiàn)。

但是，當兩個(gè)4211-SMU連接到同一設備的柵極和漏極時(shí)，產(chǎn)生的磁滯曲線(xiàn)平滑且穩定，如下所示，這解決了研究人員可能需要克服的主要障礙。

用兩個(gè)4211-SMU測量的平滑且穩定的Id-Vg磁滯曲線(xiàn)。

訂購4201-SMU和4211-SMU并預先配置4200A-SCS，以配置全參數分析解決方案或對現有設備進(jìn)行現場(chǎng)升級。無(wú)需將設備發(fā)送到服務(wù)中心即可輕松地在現場(chǎng)完成升級，從而可以節省數周的停機時(shí)間。