Comment caractériser les courbes IV d'un FET
Mesure des caractéristiques de transfert des FET
La caractérisation IV d’un transistor à effet de champ (FET) nécessite la coordination entre l’application d’une tension et la mesure du courant au niveau des bornes de grille et de drain du dispositif. Pour une mesure Id-Vg typique d’un FET, un canal applique une tension balayée à la grille tandis qu’un second canal établit la polarisation de drain requise. Les mesures de courant sont effectuées à chaque palier de tension afin de générer la courbe de transfert et de montrer comment le courant de drain varie en fonction de la tension de grille. Une unité de mesure de source à double canal (Source Measure Unit) peut exécuter de manière synchrone les fonctions de source de tension et de mesure de courant, ce qui réduit la configuration de mesure à un seul instrument doté de deux canaux contrôlés indépendamment. Le canal de grille est configuré comme une source de tension et balayé d’une tension de départ définie à une tension d’arrêt tout en mesurant le courant. Le canal de drain applique la tension de polarisation requise et mesure le courant de drain correspondant. Dans l’exemple de configuration de mesure, la tension de grille est balayée de 0 V à 2 V en utilisant 101 points de mesure, correspondant à des pas de 20 mV, tandis que le drain est maintenu à 2 V sur ces mêmes 101 points. La conformité de courant est configurée indépendamment pour chaque canal, avec une limite de 1 µA sur le canal de grille et une limite de 100 mA sur le canal de drain. Les données de caractérisation IV du FET ainsi obtenues peuvent être représentées graphiquement sous forme de courbe tension de grille en fonction du courant de drain afin d’établir la caractéristique de transfert du dispositif. Il est ensuite possible de choisir une échelle graphique linéaire ou logarithmique en fonction de la partie de la réponse du transistor que l’on souhaite examiner. Cette configuration de mesure IV synchronisée des semi-conducteurs fournit les données de tension et de courant nécessaires à la caractérisation systématique des transistors.
La configuration de mesure nécessite également des réglages appropriés concernant la plage, la synchronisation, les connexions et l'affichage des données. Les connexions « High Force » et « Low Force » de chaque canal de mesure sont reliées au FET via un dispositif de test, un canal contrôlant la grille et l'autre le drain. La borne de source fournit la connexion commune requise pour la configuration de mesure. Une fois le dispositif connecté, chaque canal peut être configuré indépendamment pour la fonction de source, la valeur de source, la limite de conformité, les paramètres de mesure, le mode de balayage, les points de balayage et le déclenchement. Les plages de mesure de courant peuvent fonctionner automatiquement ou être fixées lorsqu’une plage particulière est requise. La procédure illustrée, par exemple, montre comment la plage minimale de mesure de courant peut être modifiée pour passer à 10 nA et comment la vitesse de mesure peut être réglée sur NORMAL, ce qui correspond à un temps d’ouverture d’un cycle de ligne électrique. La commande de déclenchement permet également de synchroniser les deux canaux et d’introduire un délai de mesure défini ; l’exemple configure un délai de déclenchement de mesure de 100 ms et précise que les comptes de déclenchement de la source et de la mesure correspondent au nombre de points de balayage. Une fois le balayage synchronisé exécuté, la mesure Id-Vg du FET peut être affichée directement sous forme de courbe IV. L’axe des Y peut basculer entre une échelle linéaire et une échelle logarithmique pour examiner différentes plages de courant, tandis que les valeurs de mesure individuelles peuvent être consultées sous forme de liste de données. Ensemble, la génération de tension synchronisée, la mesure de courant, le contrôle de la conformité, la sélection de la plage de mesure, le déclenchement et l’analyse graphique constituent la séquence de mesure complète permettant une caractérisation IV reproductible des FET à l’aide d’une unité de mesure de source de précision.
Solution de caractérisation des FET IV
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PW9251A Logiciel de mesure des courbes PathWave IV
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B2912C Unité de mesure/source de précision (2 canaux, 10 fA)
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B2902C Source de précision / Unité de mesure (2 ch, 100 fA)
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