Cómo medir la inestabilidad de la temperatura de polarización en los circuitos CMOS

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Medición de la degradación debida a la inestabilidad de temperatura en modo de polarización con una recuperación mínima

La caracterización de la inestabilidad de temperatura de polarización (BTI) requiere aplicar una tensión eléctrica a un transistor de efecto de campo de óxido metálico y semiconductor (MOSFET) y medir periódicamente los cambios en las características del dispositivo. La inestabilidad de temperatura de polarización negativa (NBTI) afecta principalmente a los dispositivos PMOS bajo polarización negativa de la puerta, mientras que la inestabilidad de temperatura de polarización positiva (PBTI) puede evaluarse utilizando las condiciones de tensión correspondientes. Las mediciones suelen registrar la tensión umbral o la corriente de drenaje en función del tiempo de tensión acumulado.

Una secuencia de «tensión-medición-tensión» establece en primer lugar las características de corriente-tensión del dispositivo, aplica la tensión seleccionada y, a continuación, realiza mediciones periódicas puntuales o de barrido. Los intervalos de medición deben ser cortos, ya que el dispositivo puede empezar a recuperarse cuando se retira la tensión, lo que podría reducir la degradación medida. También se pueden aplicar tensiones de corriente continua y alterna y compararlas para caracterizar el comportamiento del dispositivo en diferentes condiciones de funcionamiento.

Solución rápida para la prueba de inestabilidad de temperatura del sesgo

Las pruebas de inestabilidad de temperatura de polarización (BTI) requieren aplicar una tensión eléctrica controlada, minimizando al mismo tiempo el tiempo que transcurre entre la retirada de la tensión y la medición del dispositivo. El analizador de dispositivos semiconductores de Keysight admite pruebas de BTI mediante unidades de fuente/monitor y su generador de formas de onda/unidad de medición rápida (WGFMU). La WGFMU combina la generación de formas de onda lineales arbitrarias con la medición ultrarrápida de corriente-tensión, lo que permite aplicar tensiones tanto de corriente continua como de corriente alterna. Admite pruebas de «tensión-medición-tensión» con una interrupción mínima de la tensión y puede realizar mediciones puntuales y de barrido. EasyEXPERT incluye pruebas de aplicaciones de BTI, así como pruebas rápidas específicas de BTI que utilizan métodos de muestreo de corriente y de medición de la corriente de drenaje en función de la tensión de puerta.
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Véase el diagrama de bloques de la solución para la prueba rápida de inestabilidad de la temperatura de polarización

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