MOSFET即金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管，是電路設(shè)計中常用的功率開關(guān)器件，為壓控器件；其特點是用柵極電壓來控制漏極電流，具備驅(qū)動電路簡單，驅(qū)動功率小，開關(guān)速度快，工作頻率高、熱穩(wěn)定性高于GTR等優(yōu)點。按導(dǎo)電溝道功率MOSFET可分為P溝道和N溝道。按柵極電壓幅值可分為；耗盡型；當(dāng)柵極電壓為零時漏源極之間就存在導(dǎo)電溝道，增強型；對于N（P）溝道器件，柵極電壓大于（小于）零時才存在導(dǎo)電溝道，功率MOSFET主要是N溝道增強型。

MOSFET的主要特性

通常，Power MOSFET器件參數(shù)分為靜態(tài)、動態(tài)、開關(guān)特性，其中靜態(tài)特性主要是表征器件本征特性指標。即當(dāng)器件的工藝結(jié)構(gòu)或材料發(fā)生變化時，都需要進行直流I-V特性的測試。MOSFET的靜態(tài)特性主要指輸出特性和轉(zhuǎn)移特性，與靜態(tài)特性對應(yīng)的主要參數(shù)有漏極擊穿電壓、漏極額定電壓、漏極額定電流和柵極開啟電壓等。本文將介紹如何通過ITECH最新圖形化源測量單元IT2800實現(xiàn)MOSFET的靜態(tài)I-V特性和參數(shù)測試。

1) MOSFET轉(zhuǎn)移特性測試（ID=f(VGS)）

轉(zhuǎn)移特性是驗證的是柵極電壓VGS對ID的控制作用，其表征了器件的放大能力。對于恒定的VDS，VGS越大，則溝道中可移動的電子越多，溝道電阻越小，相應(yīng)的ID就越大。當(dāng)然這個VGS達到一定值的時候，電壓再大，ID也不會再有太大的變化了。以某品牌MOSFET參數(shù)為例，其轉(zhuǎn)移特性曲線如下圖所示：

測試方法：如上圖，在漏極D和源極S之間連接SMU1-IT2805（200V/1.5A/20W），施加特定的VDS值。接著通過SMU2-IT2805掃描VGS，并同步量測ID，隨著VGS的增大，ID也會增大，最終繪制出曲線。

測試優(yōu)勢：IT2800系列提供多種掃描模式：直流或脈沖，線性或?qū)?shù)，單向或雙向。對于敏感型的功率器件，測試人員可選擇脈沖掃描方式，以減少通過持續(xù)的直流而導(dǎo)致器件溫度升高，特性發(fā)生變化等問題。另一方面為確保當(dāng)VGS變化時，同步量測到穩(wěn)定的ID參數(shù)，兩臺SMU之間采用光纖的通訊方式，極大縮減了同步誤差，可低于30ns。

2）MOSFE輸出特性測試（ID=f(VDS）)

MOS管的輸出特性可以分為三個區(qū):截止區(qū)、恒流區(qū)、可變電阻區(qū)。當(dāng)MOSFET工作在開關(guān)狀態(tài)時，隨著VGS的通/斷，MOSFET在截止區(qū)和可變電阻區(qū)來回切換。當(dāng)MOSFET工作于恒流區(qū)時，可以通過控制VGS的電壓來控制電流ID。

測試方法：同樣的接線方式，在漏極D和源極S之間連接SMU1- IT2805（200V/1.5A/20W），提供掃描電壓VDS。在柵極G和源極S之間連接SMU2-IT2805，提供掃描電壓VGS。測試過程中，漏源極電壓VDS設(shè)定從0V開始掃描至終止電壓。當(dāng)VDS掃描結(jié)束后，柵極電壓VGS步進到下一個數(shù)值，VDS再次進行掃描。

測試優(yōu)勢：您也可以選配ITECH的SPS5000半導(dǎo)體參數(shù)測試軟件，實現(xiàn)自動化的半導(dǎo)體靜態(tài)特性測試。SPS5000軟件內(nèi)建CMOS的半導(dǎo)體模型及豐富的靜態(tài)指標測試項目，您只需要進行簡單的參數(shù)配置即可快速完成測試。當(dāng)測試完成后，上位機軟件可以對多次測試進行綜合的分析，顯示table數(shù)據(jù)或曲線，幫助工程師提升測試效率。

IT2800系列圖形化高精密源測量單元/源表/SMU、，集合了6種設(shè)備功能于一體，包括四象限電壓源，電流源，6.5位數(shù)字萬用表，脈沖發(fā)生器，電子負載及電池模擬器等功能。采用5英寸的觸摸顯示屏設(shè)計，極大縮減了工程師的操作配置時間，量測分辨率最高可達100nV /10fA。得益于大屏的設(shè)計，IT2800系列提供三種圖形化顯示模式：Graph view/Scope view/Record view。如需了解更多產(chǎn)品詳情，您可登陸ITECH官網(wǎng)查看。
審核編輯 黃宇