MOSFET即金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，是電路設(shè)計(jì)中常用的功率開(kāi)關(guān)器件，為壓控器件；其特點(diǎn)是用柵極電壓來(lái)控制漏極電流，具備驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，驅(qū)動(dòng)功率小，開(kāi)關(guān)速度快，工作頻率高、熱穩(wěn)定性高于GTR等優(yōu)點(diǎn)。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(shí)漏源極之間就存在導(dǎo)電溝道，增強(qiáng)型；對(duì)于N（P）溝道器件，柵極電壓大于（小于）零時(shí)才存在導(dǎo)電溝道，功率MOSFET主要是N溝道增強(qiáng)型。

MOSFET的主要特性

通常，Power MOSFET器件參數(shù)分為靜態(tài)、動(dòng)態(tài)、開(kāi)關(guān)特性，其中靜態(tài)特性主要是表征器件本征特性指標(biāo)。即當(dāng)器件的工藝結(jié)構(gòu)或材料發(fā)生變化時(shí)，都需要進(jìn)行直流I-V特性的測(cè)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(duì)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(kāi)啟電壓等。本文將介紹如何通過(guò)ITECH最新圖形化源測(cè)量單元IT2800實(shí)現(xiàn)MOSFET的靜態(tài)I-V特性和參數(shù)測(cè)試。

1) MOSFET轉(zhuǎn)移特性測(cè)試（ID=f(VGS)）

轉(zhuǎn)移特性是驗(yàn)證的是柵極電壓VGS對(duì)ID的控制作用，其表征了器件的放大能力。對(duì)于恒定的VDS，VGS越大，則溝道中可移動(dòng)的電子越多，溝道電阻越小，相應(yīng)的ID就越大。當(dāng)然這個(gè)VGS達(dá)到一定值的時(shí)候，電壓再大，ID也不會(huì)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(cè)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(guò)SMU2-IT2805掃描VGS，并同步量測(cè)ID，隨著VGS的增大，ID也會(huì)增大，最終繪制出曲線。

測(cè)試優(yōu)勢(shì)：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(duì)于敏感型的功率器件，測(cè)試人員可選擇脈沖掃描方式，以減少通過(guò)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(wèn)題。另一方面為確保當(dāng)VGS變化時(shí)，同步量測(cè)到穩(wěn)定的ID參數(shù)，兩臺(tái)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(cè)試（ID=f(VDS）)

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

測(cè)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(cè)試過(guò)程中，漏源極電壓VDS設(shè)定從0V開(kāi)始掃描至終止電壓。當(dāng)VDS掃描結(jié)束后，柵極電壓VGS步進(jìn)到下一個(gè)數(shù)值，VDS再次進(jìn)行掃描。

測(cè)試優(yōu)勢(shì)：您也可以選配ITECH的SPS5000半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試軟件，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的半導(dǎo)體靜態(tài)特性測(cè)試。SPS5000軟件內(nèi)建CMOS的半導(dǎo)體模型及豐富的靜態(tài)指標(biāo)測(cè)試項(xiàng)目，您只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的參數(shù)配置即可快速完成測(cè)試。當(dāng)測(cè)試完成后，上位機(jī)軟件可以對(duì)多次測(cè)試進(jìn)行綜合的分析，顯示table數(shù)據(jù)或曲線，幫助工程師提升測(cè)試效率。

IT2800系列圖形化高精密源測(cè)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(wàn)用表，脈沖發(fā)生器，電子負(fù)載及電池模擬器等功能。采用5英寸的觸摸顯示屏設(shè)計(jì)，極大縮減了工程師的操作配置時(shí)間，量測(cè)分辨率最高可達(dá)100nV /10fA。得益于大屏的設(shè)計(jì)，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