Nove: la nuova SMU supera le difficili sfide dei test delle impostazioni capacitive a bassa corrente

Poiché i progettisti continuano a ridurre i livelli attuali per risparmiare energia, questa sfida di misurazione sta crescendo. Questo è il caso dei test di grandi dimensioni LCD pannelli, che verrà eventualmente utilizzato su smartphone o tablet. Altre applicazioni che possono avere problemi di connessione di test ad alta capacità includono: misurazioni Nano FET IV su mandrini, caratteristiche di trasferimento di mosfet con cavi lunghi, test FET tramite matrici di interruttori e condensatore misurazioni delle perdite.

Capacità supportata aumentata di 1000 volte

Rispetto ad altri SMU sensibili, il nuovo SMU a media potenza Keithley 4201-SMU e il SMU ad alta potenza 4211-SMU (preamplificatore 4200-PA opzionale) hanno notevolmente migliorato l'indice di capacità di carico massimo. Nell'intervallo di corrente più basso supportato, la capacità del sistema che 4201-SMU e 4211-SMU possono fornire e misurare è 1,000 volte superiore a quella dei sistemi odierni. Ad esempio, se il livello corrente è compreso tra 1 e 100 pA, il Keithley modulo può gestire carichi fino a 1 µF (micro Farad). Al contrario, i prodotti concorrenti con la capacità di carico maggiore a questo livello di corrente possono tollerare solo 1,000 pF prima che la precisione della misurazione si deteriori.

Questi due nuovi moduli forniscono soluzioni importanti per i clienti che affrontano questi problemi, risparmiando il tempo di debug originale e risparmiando il costo della riconfigurazione delle impostazioni di test per eliminare ulteriori Condensatori. Quando un ingegnere di prova o un ricercatore scientifico nota un errore di misurazione, deve prima trovare la fonte dell'errore. Questo di per sé richiede ore di lavoro e di solito devono indagare su molte possibili fonti prima di poter restringere l'ambito. Una volta scoperto che l'errore di misurazione ha origine dalla capacità del sistema, devono regolare i parametri di test, la lunghezza del cavo e persino riorganizzare le impostazioni di test. Questo è lontano dall'ideale.

Quindi, come funziona in pratica l'ultimo modulo SMU? Diamo un'occhiata a diverse applicazioni chiave nella ricerca di display a schermo piatto e nano-FET.

Esempio 1: driver pixel OLED circuito sul display a schermo piatto

Il circuito del driver pixel OLED è stampato accanto al dispositivo OLED sullo schermo piatto dalla visualizzazione. Per misurare le sue caratteristiche CC, viene solitamente collegato alla SMU tramite una matrice di commutazione e quindi collegato a LCD stazione di rilevamento tramite cavo triassiale lungo 12-16 metri. Poiché la connessione richiede un cavo molto lungo, è normale che la misurazione di corrente debole sia instabile. Quando si utilizza una SMU tradizionale per connettersi a un DUT (come mostrato nella figura seguente) per la misurazione, questa instabilità viene visualizzata nelle due curve IV del circuito del driver OLED, ovvero la curva di saturazione (curva arancione) e la curva lineare (curva blu).

Saturazione e curva IV lineare di OLED misurata utilizzando SMU tradizionale.

Tuttavia, quando si utilizza il 4211-SMU per ripetere queste misurazioni IV sul terminale di drain del DUT, la curva IV è stabile, come mostrato nella figura seguente, il problema è risolto.

Saturazione e curve IV lineari di OLED misurate utilizzando gli ultimi 4211-SMU di Keithley.

Esempio 2: Nano FET con gate comune e capacità del mandrino

Il test dei nano-FET e dei FET 2D richiede l'uso di un terminale del dispositivo per contattare la SMU attraverso il mandrino della stazione della sonda. La capacità del mandrino può raggiungere alcuni nanofarad e, in alcuni casi, potrebbe essere necessario utilizzare un terreno conduttivo sulla parte superiore del mandrino per contattare il gate. Il cavo coassiale aggiunge capacità extra. Per valutare l'ultimo modulo SMU, abbiamo collegato due SMU convenzionali al gate e al drain del FET 2D per ottenere una curva di isteresi Id-Vg rumorosa, come mostrato nella figura seguente.

Curva di isteresi Id-Vg rumorosa di FET 2D misurata utilizzando SMU tradizionali.

Tuttavia, quando colleghiamo due 4211-SMU al gate e al drain dello stesso dispositivo, la curva di isteresi ottenuta è regolare e stabile, come mostrato nella figura seguente, il che risolve il problema principale che i ricercatori stanno risolvendo.

Curve di isteresi Id-Vg regolari e stabili misurate utilizzando due 4211-SMU.

Il 4201-SMU e il 4211-SMU possono essere preconfigurati nel 4200A-SCS al momento dell'ordine per fornire una soluzione completa di analisi dei parametri; possono anche essere aggiornati in loco in unità esistenti.