为了确保 MOSFET 的正常运行并符合规格要求，一个有效的方法是通过追踪其 I-V 曲线来确定其特性。有许多输出特性需要进行 I-V 测试；您只需跟踪 I-V 特性并验证设备是否正常工作，就能得出栅极漏电、击穿电压、阈值电压、传输特性和漏极电流。
吉时利的源测量单元 (SMU) 是 MOSFET I-V 特性测试的核心仪器。它们能够在测量电流的同时提供电压源，或者在测量电压的同时提供电流源，而且可以与直流和扫描操作相结合，用于执行正向电压 (VF)、反向漏电和反向击穿电压 (VB) 等测量任务，而无需更改与被测设备 (DUT) 的连接方式（图 1）。
通过使用内置功能，多个 SMU 可以同步执行各种参数测量，包括阈值电压、贝塔值和跨导。
使用吉时利源测量单元测量 MOSFET 的 I-V 曲线
只需两台 SMU 仪器就能获得一系列 MOSFET 曲线（图 2）。对于来自 SMU1 的每个基极电流，SMU2 都会扫描 VCE 并测量 IC。
脉冲 I-V 特性分析是另一种常用的测量 I-V 曲线的方法。这种方法中，电压和电流的作用时间非常短暂，占空比也有限。通过脉冲 I-V 测量，我们不仅可以缩短测试时间，还能确保在不超出安全工作区或导致设备自热和参数偏移的前提下，对 MOSFET 进行特性鉴定。
为了测量这些 MOSFET I-V 曲线，通常会采用两个脉冲 I-V 通道，其中一个通道连接至栅极，而另一个通道连接至漏极。每个通道的地线均与 MOSFET 的源引脚相连接。
为了构建晶体管的 I-V 曲线，首先通过栅极通道向栅极施加一定的电压。随后，漏极通道会在特定的范围内扫描 VDS，同时测量每个点的电流值。接着，栅极通道会向栅极施加不同的电压，并重复上述过程，以构建下一组 MOSFET I-V 曲线。
吉时利的 SMU 仪器通过内置脉冲和直流扫描（如线性阶梯、对数阶梯和自定义扫描），简化了这一过程（图 3）。结合扫描与其他吞吐量增强功能（如内置极限检测、数字输入/输出和元件处理接口），SMU 仪器成为高速、连续生产环境的理想选择。所有扫描配置均可根据需求编程为单次或连续操作。
用于 MOSFET I-V 特性分析的泰克吉时利仪器和软件解决方案
图 4 展示了用于 MOSFET I-V 特性分析的各种硬件和软件解决方案。在第一个示例中，2400 系列 SourceMeters 连接到 PC。在第二个例子中，2600B 系列 SourceMeters 采用 TSP-Link 技术连接，该技术将多个 SMU 无缝集成到一个系统中，可通过主 2600B SMU 或 PC 作为一台仪器进行编程和控制。
Kickstart I-V 表征器软件能够快速完成测试设置和分析，在各种材料和设备上执行电流-电压 (I-V) 测试，并可在每次测试中控制多达四台 SMU 仪器
第三个示例使用吉时利 4200A-SCS 参数分析仪。该系统包括嵌入式 PC、Windows® 操作系统和大容量存储器。它是适用于 FET 和测试结构的完整信号特性分析解决方案。它支持多达九个 SMU 模块，并提供一系列基于 Windows 的软件，这些软件非常直观，即使是新手也能轻松使用。这款直观、易于使用的软件功能全面，涵盖测试管理、报告生成、自动测试排序和用户库创建。4200-SCS 型是一套完备的单箱解决方案，它融合了亚微安级的分辨率与实时绘图和分析功能。
工程师还可以选择将任何吉时利 SMU 与 I-V 曲线跟踪软件相结合，以执行 I-V 曲线跟踪并确定二极管等双引脚设备的特性。如果您需要帮助找到最适合您需求的解决方案，请联系泰克专家。