تسعة: تتغلب SMU الجديدة على تحديات الاختبار الصعبة لإعدادات السعة المنخفضة الحالية

مع استمرار المصممين في تقليل المستويات الحالية لتوفير الطاقة ، يتزايد تحدي القياس هذا. هذا هو الحال بالنسبة للاختبار الكبير شاشات الكريستال السائل لوحات، والتي سيتم استخدامها في النهاية في الهواتف الذكية أو الأجهزة اللوحية. تتضمن التطبيقات الأخرى التي قد تحتوي على مشكلات اتصال عالية في اختبار السعة: قياسات Nano FET IV على الخراطيش ، وخصائص النقل الدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة مع الكابلات الطويلة، واختبارات FET من خلال مصفوفات التبديل، و مكثف قياسات التسرب.

زادت السعة المدعومة بمقدار 1000 مرة

بالمقارنة مع وحدات SMU الحساسة الأخرى، فإن Keithley 4201-SMU الذي تم طرحه حديثًا SMU ذو الطاقة المتوسطة و 4211-SMU SMU عالي الطاقة (مضخم مسبق اختياري 4200-PA) قد أدى إلى تحسين كبير في مؤشر سعة الحمل القصوى. في أقل نطاق تيار مدعوم، تكون سعة النظام التي يمكن لـ 4201-SMU و4211-SMU توفيرها وقياسها أعلى بـ 1,000 مرة من سعة الأنظمة الحالية. على سبيل المثال، إذا كان المستوى الحالي بين 1 و100 باسكال، فإن مستوى كيثلي وحدة يمكنه التعامل مع أحمال تصل إلى 1 ميكروفاراد (ميكرو فاراد). في المقابل، يمكن للمنتجات المنافسة ذات سعة الحمل الأكبر عند هذا المستوى الحالي أن تتحمل فقط 1,000 pF قبل أن تتدهور دقة القياس.

توفر هاتان الوحدتان الجديدتان حلولًا مهمة للعملاء الذين يواجهون هذه المشكلات ، مما يوفر وقت تصحيح الأخطاء الأصلي ويوفر تكلفة إعادة تكوين إعدادات الاختبار للتخلص من المشكلات الإضافية المكثفات. عندما يلاحظ مهندس اختبار أو باحث علمي خطأ في القياس ، يجب عليهم أولاً العثور على مصدر الخطأ. يستغرق هذا في حد ذاته ساعات من العمل ، وعادة ما يتعين عليهم التحقيق في العديد من المصادر المحتملة قبل أن يتمكنوا من تضييق النطاق. بمجرد أن يكتشفوا أن خطأ القياس ينشأ من سعة النظام ، يجب عليهم ضبط معلمات الاختبار وطول الكابل وحتى إعادة ترتيب إعدادات الاختبار. هذا أبعد ما يكون عن المثالية.

إذن كيف تعمل أحدث وحدة SMU عمليًا؟ دعنا نلقي نظرة على العديد من التطبيقات الرئيسية في البحث عن شاشات العرض المسطحة و nano-FETs.

مثال 1: مشغل OLED بكسل الدارة الكهربائية على شاشة العرض المسطحة

تتم طباعة دائرة تشغيل OLED بكسل بجوار جهاز OLED على اللوحة المسطحة عرض. من أجل قياس خصائص التيار المستمر، يتم توصيله عادةً بـ SMU من خلال مصفوفة التبديل، ثم يتم توصيله بـ شاشات الكريستال السائل محطة الكشف باستخدام كابل ثلاثي المحاور بطول 12-16 مترًا. نظرًا لأن الاتصال يتطلب كابلًا طويلًا جدًا، فمن الشائع أن يكون قياس التيار الضعيف غير مستقر. عند استخدام SMU تقليدي للاتصال بـ DUT (كما هو موضح في الشكل أدناه) للقياس، يتم عرض عدم الاستقرار هذا في المنحنيين IV لدائرة تشغيل OLED، أي منحنى التشبع (المنحنى البرتقالي) والمنحنى الخطي (المنحنى الأزرق).

تم قياس منحنى التشبع والخطي الرابع لـ OLED باستخدام SMU التقليدي.

ومع ذلك ، عند استخدام 4211-SMU لتكرار هذه القياسات IV على طرف الصرف الخاص بـ DUT ، يكون المنحنى الرابع مستقرًا ، كما هو موضح في الشكل أدناه ، يتم حل المشكلة.

تم قياس منحنيات التشبع والخطية IV لـ OLED باستخدام أحدث 4211-SMU من Keithley.

مثال 2: Nano FET مع بوابة مشتركة وسعة ظرف

يتطلب اختبار Nano-FETs و 2D FETs استخدام محطة جهاز للاتصال SMU من خلال ظرف محطة التحقيق. قد تكون سعة ظرف الظرف عالية مثل عدد قليل من الفارادات النانوية ، وفي بعض الحالات ، قد يكون من الضروري استخدام أرض موصلة على الجزء العلوي من الظرف للاتصال بالبوابة. يضيف الكابل المحوري سعة إضافية. لتقييم أحدث وحدة SMU ، قمنا بتوصيل وحدتي SMU تقليديين ببوابة واستنزاف 2D FET للحصول على منحنى التباطؤ Id-Vg الصاخب ، كما هو موضح في الشكل أدناه.

منحنى التباطؤ Id-Vg الصاخب لـ 2D FET المقاس باستخدام SMUs التقليدية.

ومع ذلك ، عندما نقوم بتوصيل وحدتين 4211-SMU ببوابة وتصريف نفس الجهاز ، يكون منحنى التباطؤ الذي تم الحصول عليه سلسًا ومستقرًا ، كما هو موضح في الشكل أدناه ، والذي يحل المشكلة الرئيسية التي حلها الباحثون.

تم قياس منحنيات التباطؤ Id-Vg السلسة والمستقرة باستخدام وحدتي SMU 4211.

يمكن تكوين 4201-SMU و 4211-SMU مسبقًا في 4200A-SCS عند الطلب لتوفير حل شامل لتحليل المعلمات ؛ يمكن أيضًا ترقيتها في الموقع في الوحدات الحالية.