Dokuz: Yeni SMU, düşük akımlı kapasitif ayarların zorlu test zorluklarının üstesinden geliyor

Tasarımcılar enerji tasarrufu sağlamak için mevcut seviyeleri düşürmeye devam ettikçe bu ölçüm zorluğu da büyüyor. Bu durum büyük testlerde geçerlidir LCD panellerSonunda akıllı telefonlarda veya tabletlerde kullanılacak. Yüksek kapasitans test bağlantısı sorunlarına sahip olabilecek diğer uygulamalar şunları içerir: Aynalarda Nano FET IV ölçümleri, transfer özellikleri mosfetler with long cables, FET tests through switch matrices, and kondansatör leakage measurements.

Desteklenen kapasite 1000 kat artırıldı

Diğer hassas SMU'larla karşılaştırıldığında, yeni tanıtılan Keithley 4201-SMU orta güçlü SMU ve 4211-SMU yüksek güçlü SMU (isteğe bağlı 4200-PA ön amplifikatör) maksimum yük kapasitans indeksini büyük ölçüde geliştirdi. Desteklenen en düşük akım aralığında 4201-SMU ve 4211-SMU'nun sağlayıp ölçebildiği sistem kapasitansı günümüz sistemlerine göre 1,000 kat daha yüksektir. Örneğin mevcut seviye 1 ile 100 pA arasındaysa Keithley modül 1 µF'ye (mikro Farad) kadar yükleri kaldırabilir. Buna karşılık, bu mevcut seviyede en büyük yük kapasitesine sahip rakip ürünler, ölçüm doğruluğu bozulmadan önce yalnızca 1,000 pF'yi tolere edebilir.

Bu iki yeni modül, bu sorunlarla karşılaşan müşteriler için önemli çözümler sunarak orijinal hata ayıklama süresinden tasarruf sağlar ve ek gereksinimleri ortadan kaldırmak için test ayarlarını yeniden yapılandırma maliyetinden tasarruf sağlar. Kondansatörler. Bir test mühendisi veya bilimsel araştırmacı bir ölçüm hatası fark ettiğinde öncelikle hatanın kaynağını bulmalıdır. Bu başlı başına saatler süren bir çalışma gerektirir ve kapsamı daraltmadan önce genellikle birçok olası kaynağı araştırmak zorunda kalırlar. Ölçüm hatasının sistem kapasitansından kaynaklandığını bulduklarında test parametrelerini, kablo uzunluğunu ayarlamaları ve hatta test ayarlarını yeniden düzenlemeleri gerekir. Bu ideal olmaktan uzaktır.

Peki en yeni SMU modülü pratikte nasıl çalışıyor? Düz panel ekranlar ve nano-FET araştırmalarındaki birkaç önemli uygulamaya bakalım.

Örnek 1: OLED piksel sürücüsü devre düz panel ekranda

OLED piksel sürücü devresi, düz panelde OLED cihazının yanında yazdırılır ekran. DC özelliklerini ölçmek için genellikle bir anahtar matrisi aracılığıyla SMU'ya bağlanır ve daha sonra SMU'ya bağlanır. LCD 12-16 metre uzunluğunda üç eksenli kablo kullanan algılama istasyonu. Bağlantı çok uzun bir kablo gerektirdiğinden zayıf akım ölçümünün kararsız olması yaygındır. Ölçüm için bir DUT'a (aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi) bağlanmak üzere geleneksel bir SMU kullanıldığında, bu kararsızlık OLED sürücü devresinin iki IV eğrisinde, yani doygunluk eğrisinde (turuncu eğri) ve doğrusal eğride görüntülenir. (mavi eğri).

OLED'in doygunluğu ve doğrusal IV eğrisi, geleneksel SMU kullanılarak ölçülür.

Ancak DUT'un drenaj terminalinde bu IV ölçümlerini tekrarlamak için 4211-SMU kullanıldığında IV eğrisi stabildir, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi sorun çözülür.

OLED'in doygunluk ve doğrusal IV eğrileri, Keithley'in en yeni 4211-SMU'ları kullanılarak ölçülmüştür.

Örnek 2: Ortak geçit ve ayna kapasitansına sahip Nano FET

Nano-FET'ler ve 2D FET testleri, prob istasyonu aynası aracılığıyla SMU ile iletişim kurmak için bir cihaz terminalinin kullanılmasını gerektirir. Aynanın kapasitansı birkaç nanofarad kadar yüksek olabilir ve bazı durumlarda kapıyla temas kurmak için aynanın tepesinde iletken bir arazi kullanılması gerekli olabilir. Koaksiyel kablo ekstra kapasite sağlar. En son SMU modülünü değerlendirmek için, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi gürültülü bir Id-Vg histerezis eğrisi elde etmek amacıyla iki geleneksel SMU'yu 2D FET'in kapısına ve drenajına bağladık.

Geleneksel SMU'lar kullanılarak ölçülen 2D FET'in gürültülü Id-Vg histerezis eğrisi.

Ancak iki 4211-SMU'yu aynı cihazın kapısına ve drenajına bağladığımızda, elde edilen histerezis eğrisi aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi düzgün ve kararlıdır ve bu da araştırmacıların çözmekte olduğu ana sorunu çözmektedir.

İki 4211-SMU kullanılarak ölçülen düzgün ve kararlı Id-Vg histerezis eğrileri.

4201-SMU ve 4211-SMU, kapsamlı bir parametre analizi çözümü sağlamak üzere sipariş verirken 4200A-SCS'ye önceden yapılandırılabilir; ayrıca mevcut birimlerde yerinde yükseltilebilirler.