如何表徵場效應電晶體（FET）的電流-電壓（IV）曲線

+ 旗艦桌上型源量測單元

量測 FET 轉移特性

場效電晶體 (FET) IV 特性分析需要在元件的閘極與汲極端子進行協調的電壓源輸出與電流量測。對於典型的 FET Id-Vg 量測，一個通道會對閘極施加掃描電壓，而第二通道則建立所需的汲極偏壓。在每個電壓階躍取得電流量測值，以產生轉移特性，並顯示汲極電流如何隨閘極電壓而變化。雙通道源表 (Source Measure Unit) 可以同步執行電壓源輸出與電流量測功能，將量測配置簡化為具備兩個獨立控制通道的單一儀器。閘極通道設定為電壓源，並從指定的起始電壓步進至停止電壓，同時量測電流。汲極通道則施加所需的電壓偏壓並量測對應的汲極電流。在此量測配置範例中，閘極電壓從 0 V 掃描至 2 V，使用 101 個量測點（相當於 20 mV 階躍），而汲極在相同的 101 個點上維持在 2 V。電流合規性（Compliance）針對每個通道進行獨立配置，閘極通道的限制為 1 µA，汲極通道的限制為 100 mA。所得的 FET IV 特性分析資料可以繪製成閘極電壓對汲極電流的圖表，以建立元件的轉移特性。接著，可以根據需要檢查電晶體響應的哪一部分，來選擇線性或對數圖表縮放比例。這種同步的半導體 IV 量測配置提供了系統化電晶體特性分析所需的電壓和電流資料。

量測配置還需要適當的範圍、時序、連接和資料顯示設定。每個量測通道的高強制 (High Force) 與低強制 (Low Force) 連接透過測試夾具連接到 FET，其中一個通道控制閘極，另一個控制汲極。源極端子提供量測配置所需的共用連接。連接元件後，可以為每個通道獨立配置源極功能、源極值、合規性限制、量測參數、掃描模式、掃描點數和觸發。電流量測範圍可以自動運作，或者在需要特定範圍時進行固定。例如，所展示的程序顯示了如何將最小電流量測範圍變更為 10 nA，以及如何將量測速度設定為 NORMAL（對應於一個電源線週期的孔徑時間）。觸發控制也可以同步兩個通道並引入規定的量測延遲；此範例配置了 100 ms 的量測觸發延遲，並指定源極和量測觸發計數對應於掃描點數。執行同步掃描後，所量測的 FET Id-Vg 量測結果可以直接以 IV 曲線顯示。Y 軸可以在線性與對數縮放之間切換以檢查不同的電流區域，同時可以將個別量測值檢視為資料清單。同步電壓源輸出、電流量測、合規性控制、量測範圍選擇、觸發和圖形分析共同構成了使用精密源表進行可重複 FET IV 特性分析的完整量測序列。

FET IV 特性分析解決方案

執行 FET IV 特性分析需要在閘極和汲極進行同步的電壓源輸出與電流量測，同時維持獨立的合規性限制和受控的掃描條件。雙通道精密源表 (SMU) 在單一儀器中提供所需的源輸出與量測功能，每個通道都能供應固定或掃描電壓並量測產生的元件電流。Keysight 桌上型源表 (SMU) 支援針對 FET IV 特性分析所展示的雙通道配置。一個 SMU 通道控制閘極，第二個通道控制汲極，無需獨立的電壓源和電流錶即可實現同步 FET Id-Vg 量測。這些儀器結合了電壓源輸出、電流源輸出、電壓量測和電流量測，並支援四象限 IV 量測。合規性設定對源輸出的電壓或電流施加限制，以協助防止過大的激發施加於元件。針對電晶體特性分析，前面板圖形化使用者介面可以配置固定或掃描源輸出條件，並直接在圖形檢視 (Graph View) 中顯示產生的半導體 IV 量測結果。應用手冊也記錄了自動與固定電流量測範圍、可選擇的量測速度、同步觸發、觸發延遲以及量測結果清單。對於元件自熱可能會影響結果的量測，Keysight 桌上型源表也支援脈衝量測運作。量測設定和資料可以透過前方 USB 介面儲存，圖形化 IV 結果則可儲存為 JPEG 螢幕影像。對於 PC 控制的工作流程，來源中描述的支援選項包括 PathWave BenchVue、PathWave IV Curve 軟體和 EasyEXPERT group+。

索取報價