Como realizar medições sincronizadas de FETs

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Sincronizar as medições de gate e dreno

Uma medição sincronizada de transistor de efeito de campo (FET) utiliza dois canais coordenados da Unidade de Medição de Fonte (Source Measure Unit) para controlar as condições elétricas na porta e no dreno de um FET, ao mesmo tempo em que adquire medições de corrente em pontos de tensão correspondentes. Para uma medição típica de Id-Vg de um FET, um canal é designado para a porta e um segundo canal é designado para o dreno. O canal da porta fornece uma varredura de tensão enquanto mede a corrente, e o canal do dreno estabelece a tensão de dreno necessária enquanto mede a corrente de dreno. Ambos os canais operam em conjunto para que as medições sejam realizadas sob condições coordenadas de porta e dreno. Na configuração demonstrada, o Canal 1 está conectado à porta do FET e configurado para fornecimento de tensão com um limite de conformidade de corrente de porta de 1 µA. Sua tensão é varrida linearmente de 0 V a 2 V utilizando 101 pontos, produzindo incrementos de tensão de 20 mV. O Canal 2 está conectado ao dreno e configurado para manter 2 V nos mesmos 101 pontos de medição, com sua conformidade de corrente definida em 100 mA. As conexões de alta força e baixa força fornecem os caminhos elétricos entre os dois canais de medição e o dispositivo em teste. A caracterização IV do FET resultante registra a resposta da corrente de dreno à medida que a tensão de porta varia, permitindo que a tensão de porta seja plotada em função da corrente de dreno como uma característica de transferência. A medição pode, portanto, coordenar o fornecimento de tensão e a aquisição de corrente sem a necessidade de fontes de tensão e medidores de corrente programados independentemente.

A sincronização também pode ser controlada por meio dos parâmetros de disparo dos dois canais de medição. O procedimento de caracterização de transistores demonstrado utiliza inicialmente o modo de disparo automático e, em seguida, mostra como ambos os canais podem ser configurados para disparo síncrono. Para a configuração sincronizada, o tipo de disparo no Canal 1 e no Canal 2 é alterado para SYNC. A contagem de disparo da fonte e a contagem de disparo da medição são configuradas, cada uma, para 101, correspondendo aos 101 pontos de varredura utilizados na medição. A nota de aplicação especifica que as contagens de disparo da fonte e de medição devem ser iguais ao número de pontos de varredura. Em seguida, um atraso de disparo de medição de 100 ms é aplicado a ambos os canais, demonstrando como o tempo de aquisição pode ser controlado em relação a cada ponto de medição. A velocidade e a faixa de medição também podem ser ajustadas como parte da configuração de medição sincronizada. O procedimento documentado mostra a velocidade de medição NORMAL, correspondente a um tempo de abertura de um ciclo da linha de energia, bem como a operação automática da faixa de corrente e um exemplo utilizando uma faixa mínima de medição de corrente de 10 nA. Após a configuração dos dois canais, ambos os relés de saída são ativados e a varredura sincronizada é acionada. A medição resultante de Id-Vg do FET pode ser exibida diretamente na Visualização Gráfica, onde a tensão de porta é selecionada para o eixo X e a corrente de dreno medida forma a característica de transferência. É possível selecionar a escala linear ou logarítmica do eixo Y para visualizar diferentes regiões de corrente, enquanto os pontos individuais de medição da caracterização IV do FET também podem ser revisados por meio da lista de resultados de medição.

Solução para medição sincronizada de FETs

A realização de medições sincronizadas em FETs requer dois canais coordenados de fonte de tensão e medição de corrente, capazes de aplicar condições no gate e no dreno enquanto adquirem medições nos pontos correspondentes. As Unidades de Medição e Fonte (SMUs) de precisão de canal duplo da Keysight oferecem dois canais com capacidade independente de medição IV e a capacidade de fornecer tensão e corrente constantes ou em varredura, permitindo que o gate e o dreno de um FET de três terminais sejam controlados a partir de um único instrumento. Para uma medição sincronizada de FET, o Canal 1 pode aplicar a varredura de tensão de porta enquanto o Canal 2 mantém a polarização do dreno. Configurações independentes de conformidade restringem a saída em cada canal, enquanto configurações sincronizadas de disparo coordenam o fornecimento e a medição. A medição demonstrada de Id-Vg do FET utiliza 101 pontos de medição em cada canal e mostra como o disparo SYNC pode ser configurado com contagens iguais de disparo de fonte e de medição e um atraso de disparo de medição de 100 ms. A velocidade de medição e a operação na faixa de corrente também podem ser configuradas para atender às condições necessárias de caracterização do transistor. A interface gráfica do usuário no painel frontal suporta todo o fluxo de trabalho de caracterização IV do FET sem a necessidade de um programa de teste. A “Single View” permite que as condições de fonte e medição de cada canal sejam configuradas independentemente, enquanto a “Graph View” exibe a curva IV resultante. Os resultados da medição também podem ser inspecionados como uma lista de dados. A nota de aplicação documenta, além disso, o PathWave BenchVue, o software PathWave IV Curve e o EasyEXPERT group+ como opções de controle por software para fluxos de trabalho de medição baseados em PC.
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