Вольт амперная характеристика полупроводников: Вольтамперные характеристики полупроводников — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Вольт-амперная характеристика (вах) полупроводникового диода

Лекция 7. Полупроводниковый диод. Уравнение вольт-амперной характеристики.

Полупроводниковый диод – это прибор с двухслойной P-N структурой и одним P-N переходом.

Слой Р — акцепторная примесь ( основные носители — дырки ). Слой N — донорная примесь (основные носители — электроны).

Обозначение на схемах:

Катод

V или VD — обозначение диода VS – обозначение диодной сборки

V7 Цифра после V, показывает номер диода в схеме Анод – это полупроводник P-типа Катод – это полупроводник N-типа

Анод

При приложении внешнего напряжения к диоду в прямом направлении («+» на анод, а « — » на катод) уменьшается потенциальный барьер, увеличивается диффузия – диод открыт (закоротка).

При приложении напряжения в обратном направлении увеличивается потенциальный барьер, прекращается диффузия – диод закрыт (разрыв).

U_{эл.проб.} = 10 ÷1000 В – напряжение электрического пробоя.

U_нас. = 0,3 ÷ 1 В – напряжение насыщения.

I_a и U_a – анодный ток и напряжение.

Участок I:– рабочий участок (прямая ветвь ВАХ)

Участки II, III, IV, — обратная ветвь ВАХ (не рабочий участок)

Участок II: Если приложить к диоду обратное напряжение – диод закрыт, но все равно через него будет протекать малый обратный ток (ток дрейфа, тепловой ток), обусловленный движением не основных носителей.

Участок III: Участок электрического пробоя. Если приложить достаточно большое напряжение, неосновные носители будут разгоняться и при соударении с узлами кристаллической решетки происходит ударная ионизация, которая в свою очередь приводит к лавинному пробою (вследствие чего резко возрастает ток)

Электрический пробой является обратимым, после снятия напряжения P-N-переход восстанавливается.

Участок IV: Участок теплового пробоя. Возрастает ток, следовательно, увеличивается мощность, что приводит к нагреву диода и он сгорает.

Тепловой пробой — необратим.

Вслед за электрическим пробоем, очень быстро следует тепловой, поэтому диоды при электрическом пробое не работают.

Лекция 8. Стабилитроны, импульсные диоды, стабисторы, варикапы, туннельные диоды.

Импульсные диоды. Стабилитроны

Важнейшим параметром импульсных диодов, определяющим возможность использования диода при коротких импульсах, является время восстановления обратного сопротивления. Для его уменьшения диоды изготавливают так, чтобы емкость перехода была малой и рекомбинация носителей происходила как можно быстрее. Так в мезадиодах уменьшен объем базовой области. За счет этого сокращается накопление и рассасывание носителей в базе.

Стабилитроны — это кремниевые плоскостные диоды, предназначенные для стабилизации уровня постоянного напряжения в схеме при изменении в некоторых пределах тока через диод.

Если обратное напряжение превышает значение Uобр. пр, происходит лавинный пробой p-n-перехода, при котором обратный ток резко возрастает при почти неизменном обратном напряжении. Такой участок характеристики (участок аб, рис. 1.13, а) используют стабилитроны, нормальным включением которых в цепь источника постоянного напряжения является обратное. Если обратный ток через стабилитрон не превышает некоторого значения Iст. макс, то состояние электрического пробоя не приводит к порче диода и может воспроизводиться в течение десятков и сотен тысяч часов. В качестве исходного материала при изготовлении стабилитронов используют кремний, поскольку обратные токи кремниевых р-n-переходов невелики.

К основным параметрам стабилитронов относятся: напряжение стабилизации U_CT— напряжение на стабилитроне при указанном номинальном токе стабилизации I_ст.ном. (рис. 1.13, а).

Уровень напряжения стабилизации определяется величиною пробивного напряжения

U_o₆_p. _np, зависящего, в свою очередь, от ширины p-n-перехода, а следовательно, степени легирования кремния .примесью. Для получения низковольтных стабилитронов используется сильно легированный кремний .Поэтому у стабилитронов с напряжением стабилизации <5,4 В участок стабилизации определяется обратным током туннельного характера.

При лавинном пробое носители преобразуют энергию достаточную для ударной ионизации. При тоннельных происходит электрический пробой электронов, проникают в pn- переход под действием поля.

Варикапы

Варикапом называется специально сконструированный диод, применяемый в качестве конденсатора переменной емкости. В варикапах используется биполярная емкость, отличающаяся малым температурным коэффициентом, малой зависимостью от частоты. В рабочем режиме прикладывается запирающее напряжение. Емкость меняется при изменении обратного напряжения.

Изменяя с помощью R обратное напряжение можно изменять резонансную частоту. Добавочный резистор с большим сопротивлением включен для того, чтобы добротность контура не снижалась заметно от шунтирующего влияния потенциометра R. Без разделительного конденсатора варикап был бы замкнут накоротко катушкой для постоянного тока.

Туннельные диоды

Под уровнем Ферми понимается такой энергетический уровень, вероятность заполнения которого электроном равна 0,5. Полупроводники с высокой степенью лигирования называются вырожденными и используются для производства туннельных диодов. Характерной особенностью вырожденных полупроводников является расположение уровня Ферми, зависящего от концентрации примеси, не в запрещенной зоне, а в зоне проводимости для полупроводника п-типа и в валентной зоне для полупроводника р-типа. Поскольку в состоянии динамического равновесия уровень Ферми в обоих полупроводниках, образующих р-n переход, должен сравняться, то это означает, что потолок валентной зоны полупроводника р-типа получается выше дна зоны проводимости полупроводника п-типа, т.

е. происходит перекрытие зон. Т.к. ширина обедненного слоя обратно пропорциональна концентрации примеси, то при высокой концентрации примеси толщина перехода мала. Такой низкий и узкий потенциальный барьер может быть преодолен электроном , имеющим энергию, меньшую высоты барьера. Возникает туннельный эффект, основанный на волновом представлении движения электрона, который как бы туннелирует через барьер. При подаче прямого напряжения уровень Ферми смещается на такую же величину, что вызывает уменьшение потенциального барьера.

В диоде без внешнего напряжения существует туннелирование электронов из n-области в р-область и обратно. Встречные потоки равны и суммарный ток равен нулю.

При небольшом прямом напряжении происходит уменьшение высоты барьера и смещение энергетической диаграммы п-типа относительно энергетической диаграммы р-области. Свободные энергетические уровни (занятые дырками) р-области, расположенные непосредственно под уровнем Ферми, оказываются на одной высоте по энергетической диаграмме с энергетическими уровнями n-области (занятыми электронами).

Поэтому будет преимущественное туннелирование электронов из п-типа в р-тип.

<– энергетическая диаграмма

При прямом напряжении на диоде, когда энергетический уровень валентной и примесной зон р-области окажутся на одной высоте с занятыми электронами энергетическими уровнями зоны проводимости и примесной зоны n-области, туннельный ток через диод будет максимальным.

При дальнейшем увеличении прямого напряжения ток уменьшается, т.к. уровни расходятся и уменьшается количество электронов, способных туннелировать из n-области.

С дальнейшим увеличением прямого напряжения в связи с уменьшением высоты потенциального барьера прямой ток через диод будет возрастать, как и в обычных выпрямит. диодах.

При обратном напряжении на туннельном диоде опять возникают условия для туннелирования электронов, только теперь электроны идут из валентной зоны р-области в зону проводимости n-области.

Т.о., этот диод обладает отрицательным дифференциальным сопротивлением на склоне.

Туннельные диоды, у которых отсутствует максимум тока на прямой ветви вольтамперной характеристики, называются обращенными.

Лекция 9. Транзисторы. Схемы включения. Входные и выходные характеристики транзисторов. Графоаналитический расчет рабочего режима.

Транзисторы. Принцип действия. Схемы включения.

Наиболее распространены транзисторы с двумя р-п переходами, называемые биполярными, т.к. их работа основана на использовании носителей заряда обоих знаков.

Т ранзисторы могут работать в трех режимах в зависимости от напряжения на переходах. При работе в активном режиме на эмиттерном переходе напряжение прямое, а на коллекторном – обратное. Режим отсечки достигается подачей обратного напряжения на оба перехода. Если же на обоих переходах напряжение прямое, то транзистор работает в режиме насыщения. Основным режимом является активный, он используется в усилителях и генераторах.

Полярность Е₁и Е₂ такова, что на эмиттерном переходе напряжение прямое, а на коллекторном – обратное (рисунок 8). Поэтому сопротивление эмиттерного перехода мало и для получения нормального тока в этом переходе достаточно Е₁ долей вольта. Сопротивление коллекторного перехода велико и Е₂ составляет десятки вольт.

При увеличении прямого напряжения между базой и эмиттером U_бэ понижается потенциальный барьер в эмиттерном переходе и возникает ток эмиттера i_э. Электроны инжектируются из эмиттера в базу и благодаря диффузии проникают сквозь базу в коллекторный переход, увеличивая коллекторный ток. Т.к. коллекторный переход работает при обратном напряжении, то в этом переходе возникают объемные положительные и отрицательные заряды , между которыми возникает электрическое поле. Они способствуют продвижению электронов через коллекторный переход, пришедших из эмиттерного перехода. Если толщина базы достаточно мала и концентрация дырок в ней невелика, то большинство электронов, пройдя через базу, не успевает рекомбинировать с дырками базы и достигают коллекторного перехода. Лишь небольшая часть успевает рекомбинировать, в результате рекомбинаций возникает ток базы. Действительно, в установившемся режиме число дырок в базе должно быть неизменным. Вследствие рекомбинации каждую секунду сколько то дырок исчезает, но столько же новых дырок возникает за счет того, что из базы уходит такое же число эл-нов к Е₁.

i_э= i_к+ i_б.

Ток базы бесполезный, даже вредный. Базу делают очень тонкой и уменьшают в ней концентрацию примесей, которая определяет концентрацию дырок. Тогда меньшее число электронов будет рекомбинировать с дырками в базе.

Когда к эмиттерному переходу напряжение не приложено, то практически можно считать, что в этом переходе тока нет. Тогда коллекторный переход имеет большее сопротивление току, т. к. основные носители заряда удаляются от перехода и по обе стороны от границы создается обедненная область. Через коллекторный переход протекает лишь очень небольшой обратный ток, вызванный перемещением навстречу друг другу неосновных носителей: электронов из р-области, дырок из n-области.

Коэффициент передачи тока эмиттера находится по формуле

Возможны три схемы включения транзистора : с общей базой, с общим эмиттером, с общим коллектором.

Транзистор характеризуется четырьмя семействами статических характеристик:

— входные I_вх= (U_вх) U_вых= const;

— выходные I_вых= (U_вых) I_вх= const;

— передачи по току I_вых= (I_вх) U_вых= const;

— обратной связи U_вх= (U_вых) I_вх= const;

Коэффициент передачи по току:  =  / (1-)

Рисунок 9 – Входные и выходные характеристики

Возможны 3 схемы включения транзисторов: С общей базы (ОБ), с общем эмиттером (ОЭ) и с общим коллектором (ОК).

Входные и выходные характеристики.

Совокупность транзистора со вспомогательными элементами наз-ся усилительным каскадом.

R_ивс— внутреннее сопротивление источника внешнего сигнала;

R_б– сопротивление обеспечивающее начальный ток фазы;

R_к— коллекторная нагрузка;

С_р— разделительный конденсатор.

Рабочий режим – режим усиления, когда транзистор работает с нагрузкой R_н. В зависимости от того в каком режиме работает источник колебаний во входной цепи, усиление будет происходить с большими или меньшими нелинейными искажениями. Будем считать сопротивление источника колебаний и сопротивление нагрузки линейными, тогда входное сопротивление транзистора нелинейно , поскольку нелинейна входная характеристика i_вх = f(U_вх). Входное сопротивление транзистора мало и наиболее часто случается намного меньше сопротивления источника колебаний, который работает как генератор тока, т.е. в режиме близком к короткому замыканию. Входной переменный ток является синусоидальным. Переменный ток на выходе пропорционален входному току и также синусоидален. Выходное напряжение синусоидально, т.е. усиление происходит без линейных искажений (малые нелинейные искажения). Небольшие нелинейные искажения все же наблюдаются из-за того, что зависимость выходного тока от входного не является строго линейной. Хотя входное напряжение оказывается искаженным , тем не менее на выходе получается почти неискаженные синусоиды.

Реже бывает, что входное сопротивление транзистора много больше сопротивления источника колебаний, т.к. источник колебаний с очень малым внешним сопротивлением встречается не часто. В этом случае входной ток является несинусоидальным.

Аналитический расчет рабочего режима является приближенным и применяется при малых амплитудах колебаний, т. к. их нельзя показать на характеристиках. При графоаналитическом расчете пользуются рабочими характеристиками (линиями нагрузки).

Д ля выходной цепи Е = U_кэ+i_к R_н.

Построение линии нагрузки производится на точках пересечений с осями:

— при i_к=0 Е = U_кэ(точка М)_,

— при U_кэ=0 i_к = Е / R_н(точка N).

На линии нагрузки выбирается рабочий участок, например, для получения большой выходной мощности следует взять участок АБ.

Выходная мощность Р_вых = 0,5 I_мк U_мкэ.

Мощность режима токов для случая R_вх<< R_ик: Р_ко = I_ко U_кэо. В справочниках обычно приводится не семейство входных характеристик, а лишь для U_кэо = 0 и одна для U_кэ> 0. Поскольку входные характеристики для различных, превышающих 1В, располагаются очень близко друг к другу, то рабочая характеристика мало отличается от них. Поэтому расчет входных токов и напряжений можно делать по входной характеристике U_кэо > 0. На эту кривую переносятся точки А, Т, Б и получаются точки А₁, Т₁, Б₁.

;

Гасящее сопротивление R_б, через которое от источника будет подаваться постоянное напряжение на базу

Коэффициент усиления каскада:

Приближенно можно считать, что постоянная составляющая тока коллектора в режиме усиления равна току покоя коллектора. Тогда мощность, затрачиваемая источником P_o= E  I_ko.

Кпд каскада .

При рабочей точке Т₁ входной ток мало искажен, а входное напряжение сильно искажено. Но выходной ток и напряжение мало искажены, т.к. входное сопротивление транзистора много меньше сопротивления источника колебаний.

Если входное сопротивление транзистора много больше сопротивления источника колебаний, то рабочая точка переходит в точку Т₂и входной ток оказывается сильно искаженным.

Изменение постоянной составляющей тока коллектора при переходе от режима покоя к режиму усиления является признаком нелинейных искажений. Когда миллиамперметр, измеряющий этот ток, показывает одно и то же значение при отсутствии и при наличии колебаний на входе, то искажений нет.

Основы метода измерений вольт-амперных характеристик полупроводниковых приборов в автоматизированной обучающей системе

Авторы: Метальников Алексей Михайлович, Карпанин Олег Валентинович, Чайкин Максим Сергеевич

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №49 (287) декабрь 2019 г.

Дата публикации: 04.12.2019 2019-12-04

Статья просмотрена: 565 раз

Скачать электронную версию

Скачать Часть 3 (pdf)

Библиографическое описание:

Метальников, А. М. Основы метода измерений вольт-амперных характеристик полупроводниковых приборов в автоматизированной обучающей системе / А. М. Метальников, О. В. Карпанин, М. С. Чайкин. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 49 (287). — С. 184-187. — URL: https://moluch.ru/archive/287/64765/ (дата обращения: 25.01.2023).

В статье приводится обобщенная структурная схема измерителя вольт-амперных характеристик автоматизированной обучающей системы. Представляются реализуемые схемы измерения на примере биполярного транзистора, а также решения по релейной коммутации схем измерений и образцов.

Ключевые слова: измерения, вольт-амперные характеристики, полупроводниковые приборы, автоматизированная обучающая система.

Для практической реализации идей и подходов, положенных в основу построения автоматизированной обучающей системы (АОС), выбран проект АОС для исследований свойств и характеристик полупроводниковых приборов и структур [1]. С учетом охвата более широкого круга тем обучения аппаратное обеспечение такой системы должно позволять проводить измерения основных характеристик полупроводниковых приборов как можно более широкого набора типов. В первую очередь это, конечно, вольтамперные характеристики (ВАХ) двухполюсников и трехполюсников [2]. Преобразователи, входящие в состав аппаратного обеспечения измерительной части АОС, должны включать управляемые источники напряжения и тока для формирования воздействия на объект исследований и преобразователи сигналов отклика на заданное воздействие. Для аналого-цифрового преобразования сигналов должны использоваться аналого-цифровые преобразователи и цифро-аналоговые преобразователи, обеспечивающие требуемую точность преобразования. Для сопряжения автоматизированных средств измерений с персональным компьютером (ПК) целесообразно использовать USB интерфейс, позволяющий установить АОС практически на любом ПК.

Обобщенная структурная схема измерителя ВАХ полупроводниковых приборов, поясняющая принцип измерений, положенный в основу разработки аппаратной части АОС представлена на рисунке 1.

Рис. 1. Обобщенная структурная схема измерителя ВАХ

Объект измерений (ОИ) представляет собой находящийся в термокамере двухполюсник или трехполюсник. Источник напряжения (ИН) предназначен для подачи напряжения на электроды двухполюсников и электроды трехполюсников, соответствующие коллектору и эмиттеру биполярных транзисторов, стоку и истоку полевых транзисторов. Источник напряжения/тока (ИН/Т) формирует управляющее напряжение или ток для измерений ВАХ трехполюсников в зависимости от того, какой управляющий сигнал требуется. Для измерений ВАХ двухполюсников ИН/Т не используется. Преобразователь ток-напряжение (ПТН) является устройством с нулевым входным сопротивлением и предназначен для преобразования тока, протекающего через ОИ, в пропорциональное напряжение. Контроллер (К) — это микропроцессорный модуль с набором преобразователей аналогового и цифрового ввода/вывода. Источники и преобразователь ток-напряжение являются программируемыми и управляемыми от контроллера устройствами. Для упрощения структурной схемы на ней не показаны цифровые и аналоговые сигналы управления этими устройствами от контроллера. На схеме представлены только связи, поясняющие то, что в контроллер поступает информация о напряжении на приборе и его управляющем электроде, а также информация о протекающем через него токе. Для управления измерениями и обработки измерительных данных используется ПК, который подключается к контроллеру через интерфейс USB.

На рисунках 2, 3 представлены схемы измерений различных ВАХ на примере биполярного транзистора, которые позволяет реализовать представленная структурная схема.

Рис. 2. Измерение входных и выходных ВАХ биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером

Аналогично реализуется измерение входных и выходных ВАХ биполярного транзистора в схеме с общей базой.

Рис. 3. Измерение ВАХ эмиттерного перехода биполярного транзистора

Таким же образом реализуется измерение ВАХ коллекторного перехода биполярного транзистора.

Подключение исследуемого прибора в измерительную цепь по требуемой схеме осуществляется с помощью программно управляемой релейной коммутации (рисунок 4).

Рис. 4. Релейная коммутация схемы измерений ВАХ

Для автоматического подключения в измерительную цепь различных образцов исследуемых полупроводниковых приборов используется также программно управляемая релейная коммутация (рисунок 5). Это позволяет одновременно измерять ВАХ различных образцов, находящихся в термокамере при высокой температуре.

Рис. 5. Релейная коммутация исследуемых образцов

Представленный метод измерений ВАХ обладает высокой универсальностью. Реализация автоматизированного исследования набора разнообразных полупроводниковых приборов делает разрабатываемый проект в рамках АОС перспективным на рынке учебного оборудования.

Литература:

Волчихин В. И., Медведев С. П., Вареник Ю. А., Метальников А. М., Карпанин О. В., Печерская Р. М. Полупроводниковые структуры и приборы (Автоматизированный лабораторный практикум): Учеб. пособие под ред. д-ра техн. наук, проф. Р. М. Печерской. Пенза, Изд-во ПГУ 2013 г. — 198 с.
Глинченко А. С., Егоров Н. М., Комаров В. А., Сарафанов А. В. Исследование параметров и характеристик полупроводниковых приборов с применением интернет-технологий: учебное пособие. — М.: ДМК Пресс, 2008. — 352 с.

Основные термины (генерируются автоматически): биполярный транзистор, ВАХ, USB, автоматизированная обучающая система, измерение ВАХ, обобщенная структурная схема, аппаратное обеспечение, измеритель ВАХ, измерительная цепь, управляемая релейная коммутация.

Ключевые слова

измерения, вольт-амперные характеристики, автоматизированная обучающая система, полупроводниковые приборы

измерения, вольт-амперные характеристики, полупроводниковые приборы, автоматизированная обучающая система

Получение характеристик тока и напряжения полупроводников

Полупроводники стали настолько неотъемлемой частью современных электронных схем и систем, что их часто воспринимают как должное. Но ключевая часть любого процесса проектирования, включающего полупроводники, требует полного понимания характеристик зависимости тока от напряжения (ВАХ) каждого полупроводника и того, как каждый полупроводник будет реагировать на различные условия ВАХ (и, при генерации, при как можно большем числе различные условия эксплуатации). При наличии соответствующего испытательного оборудования измерения ВАХ для полупроводников могут выполняться быстро и эффективно.

Как и при любых электрических испытаниях, измерения ВАХ требуют времени, а время является ключевым параметром этих измерений. Испытания полупроводниковых ВАХ обычно выполняются в виде серии измерений со свипированием, при этом значения I и V изменяются для каждого измерения в качестве средства обнаружения любых тенденций в работе устройства при изменении условий эксплуатации. Например, измерения ВАХ со свипированием могут включать в себя измерения устройств с фиксированным напряжением и возрастающим током, фиксированным током и возрастающим напряжением или током и напряжением, постоянно увеличивающимися от минимального до максимального уровня. Такие измерения могут быть выполнены для максимальных рабочих уровней или даже уровней отказа устройства. Когда требуется более быстрое тестирование, тестирование вольт-амперных характеристик можно проводить в виде нескольких точечных тестов с использованием установленных уровней I и V во всем рабочем диапазоне устройства.

Время играет роль в том, как выполняются измерения ВАХ, поскольку тестирование устройства может выполняться с непрерывными настройками ВАХ, а также в динамических или даже импульсных условиях ВАХ, чтобы лучше понять, как полупроводники будут вести себя при изменении условий ВАХ, таких как в радиолокационной цепи или системе. Продолжительность I и V, приложенных к тестируемому устройству (DUT), также является важным условием измерения I-V, поскольку максимально допустимые уровни I и V для DUT обычно уменьшаются по мере того, как динамические условия испытаний приближаются к непрерывному колебанию (CW). условия. Выполнение измерений ВАХ с более длительными импульсами приблизит энергопотребление к условиям непрерывного излучения, но также позволит более подробно изучить тенденцию устройства к отклонению от эталонных уровней производительности. Точно так же высокая частота дискретизации измерений позволяет открывать больше окон измерений в течение периода измерения для ИУ, увеличивая шансы регистрации изменений характеристик ВАХ в течение этого периода измерения.

Спецификация тестеров ВАХ

Некоторые из основных моментов, которые следует учитывать при выборе тестера ВАХ, включают его питание и диапазоны измерения напряжения, разрешение и точность измерения обоих параметров, скорость измерения (например, частоту дискретизации). ), гибкость (например, в зависимости от того, выполняются ли измерения вручную или автоматически) и насколько легко можно модернизировать прибор (например, модульный или фиксированный формат мейнфрейма). Многие новые тестеры ВАХ обеспечивают множество связанных измерений, таких как измерения импеданса и измерения напряжения-емкости (C-V), которые полезны при характеристике пассивных компонентов и электронных материалов, таких как материалы печатных плат (PCB).

На самом деле, многие тестеры ВАХ представляют собой полные испытательные системы, способные выполнять различные измерения полупроводников, пассивных компонентов или материалов, чтобы помочь полностью понять электрические характеристики ИУ. Например, система определения характеристик полупроводников Keithley 4200-SCS представляет собой тестер ВАХ и многое другое, с возможностями выполнения ручных или автоматических измерений ВАХ постоянного тока, измерений импеданса переменного тока, а также измерений импульсных и переходных ВАХ. Он построен в модульном формате и легко модернизируется, со слотами для комбинированных тестовых модулей, которые обеспечивают точные значения I и V для ИУ и измеряют реакцию устройства на изменения энергии питания. Целых 9Модули измерения источников постоянного тока могут быть подключены для подачи точных значений тока и/или напряжения и измерения напряжения или тока в диапазоне от 0,1 фА до 1 А и напряжения от 1 мкВ до 210 В.

Модульный подход также обеспечивает гибкость измерения ВАХ с помощью Keysight E5270B Прецизионный базовый блок для измерения ВАХ с восемью слотами для модулей измерения источника. Он также способен выполнять измерения тока с точностью до 0,1 фА и управляется графическим пользовательским интерфейсом (GUI) EasyEXPERT group+ и тестовым программным обеспечением (работающим на персональном компьютере) для получения надежных и воспроизводимых результатов измерений. Результаты измерений можно автоматически регистрировать, сохранять и/или анализировать в соответствии с различными приложениями. Кроме того, функция дистанционного управления упрощает удаленное управление измерениями ВАХ посредством подключения к локальной сети (LAN). Keysight E5270B имеет диапазон измерения тока от 0,1 фА до 1 А и диапазон измерения напряжения от 0,5 мкВ до 200 В

Он может выполнять как свипирующие, так и точечные измерения, а также импульсные измерения ВАХ с длительностью импульсов до 500 мкс.

Анализатор полупроводниковых приборов Keysight B1500A — это гораздо больше, чем «просто» тестер вольт-амперных характеристик, он также может выполнять измерения C-V, импульсных, динамических вольт-амперных характеристик и многие другие измерения устройств в гибком модульном формате. Он предлагает 10 слотов для модулей источника/измерителя и работает с программным обеспечением Keysight EasyEXPERT group+ и графическим интерфейсом.

Программируемые анализаторы характеристик, такие как модели Tektronix 370B и 371A, обеспечивают уровни тестовой энергии, необходимые для тестирования устройств в конце срока службы или в режиме отказа. Например, анализатор кривых Tektronix 370B обеспечивает пиковое испытательное напряжение 16, 80, 400 и 2000 В по мере необходимости с пиковым током в диапазоне от 10 А при 16 В (20 А в импульсном режиме) до 0,05 А при 2000 В ( до 0,1 А при 2000 В в импульсном режиме). Прибор имеет разрешение измерения 1 пА по току и 50 мкВ по напряжению. Когда требуются еще более высокие уровни испытательного напряжения и тока, модель 371A может обеспечить ток до 3000 В и 4 мА или ток до 400 А при 30 В в режиме пикового тока/напряжения высокого напряжения.

Эти тестеры ВАХ подают питание на тестируемое устройство для определения его характеристик. В случаях, когда может возникнуть необходимость охарактеризовать устройство без подачи питания на ИУ, анализ сигнатуры с помощью испытательных приборов серии Tracker от Huntron можно использовать для тестирования и устранения неполадок без риска повреждения (приложенным напряжением и током) близлежащих устройств. устройства в цепи. Они не подают питание на ИУ, как осциллограф или вольтметр, а измеряют отклонения синусоид с ограничением по току в двух точках печатной схемы, электронного устройства или компонента при оценке характеристик устройства и/или схемы. Они предлагают решение для измерения ВАХ пассивных электронных компонентов, таких как резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности, диоды, транзисторы, ИС и оптоэлектронные устройства, такие как светодиоды и светодиодные дисплеи.

Чтобы арендовать или приобрести эти или другие измерительные приборы, посетите веб-сайт Axiom по адресу www.axiomtest.com и ознакомьтесь с нашим ассортиментом. Если вам нужна помощь в выборе подходящего оборудования для вашего проекта, обратитесь в отдел продаж Axiom Test Equipment по адресу sales@axiomtest. com или по телефону менеджера по работе с клиентами Axiom по телефону 760-806-6600.

Назад в БЛОГ

«Характеристики напряжения тока полупроводникового датчика оксида металла». Автор Huilin Ren

< Предыдущий
Далее >

Дата награды

2001

Уровень доступа, назначенный автором

Открытый диссертация

Название

Магистр науки и компьютерная инженерия (MSECE)

Отдел

Электрика

Советник

Джон Ф. Ветелино

Член Второго комитета

Brian G. Frederick

Член Третьего комитета

David E. Kotecki

Abstract

Характеристики ток-напряжение (IN) нелегированных и легированных золотом тонкопленочных датчиков W03 исследовались как экспериментально, так и теоретически. Для датчика W03 была сформулирована упрощенная эквивалентная схема. Он включает в себя диоды Шоттки с прямым и обратным смещением, которые представляют собой область контакта между электродами и пленкой, и резистор, который представляет собой сумму сопротивлений кристаллитов и межкристаллитных сопротивлений между отдельными кристаллитами. В соответствии с механизмами переноса электронов через границы металл-полупроводник (MIS) и межкристаллитные границы возможны два вида yV и соответствующие характеристики ResistanceNoltage (RN), один из которых основан на теории термоэлектронной эмиссии, а другой основан на теории туннелирования. Для экспериментального определения характеристик ИН была построена одноканальная система подачи газа. Экспериментальные результаты были получены как для сенсоров W03, легированных золотом, так и для нелегированных W03. Пленки W03 напылялись методом радиочастотного напыления на сапфировую подложку и отжигались в сжатом воздухе при температуре 400°C в течение 24 часов. Диапазон напряжений для испытаний составлял от -20 В до 20 В, а диапазон температур — от комнатной температуры до 400°С. Экспериментальные результаты для характеристик IN были получены в сжатом воздухе, 30 ppm h3S и в этилене. Экспериментальные результаты IN приблизительно линейны, за исключением области более низкого напряжения, где они нелинейны. Результаты RN более чувствительны и нелинейны. Кроме того, производительность датчика также была проверена в случае переменного тока. Также были представлены предварительные результаты по действительным и мнимым компонентам импеданса в зависимости от частоты и напряжения. Сравнивая экспериментальные результаты характеристик IN и соответствующих характеристик RN, полученных в сжатом воздухе или целевых газах, таких как h3S, с теоретической кривой, предсказанной теориями электронной эмиссии и туннелирования, становится очевидным, что туннельный эффект является доминирующим механизмом переноса электронов в Тонкопленочный датчик W03. Ширина истощения является ключевым параметром, определяющим соответствующий механизм переноса электронов, связанный с МДП и межкристаллитными границами.

Вольт-амперная характеристика (вах) полупроводникового диода

Основы метода измерений вольт-амперных характеристик полупроводниковых приборов в автоматизированной обучающей системе

Ключевые слова

Похожие статьи

Модель

Теоретический анализ полупроводниковых резистивных

Разработка устройства, получающего вольтамперные…

Объемные FinFET-

О нелинейности вольт-амперных характеристик хеморезисторных…

Универсальная программно-

Разработка

Исследование лабораторного стенда National Instruments ELVIS II+

Передающее устройство цифровой телеизмерительной