如何表征场效应晶体管（FET）的IV特性曲线

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测量场效应管（FET）的传输特性

场效应晶体管（FET）的IV特性分析需要在器件栅极和漏极端子处协调进行电压源供电和电流测量。对于典型的FET Id-Vg测量，一个通道向栅极施加扫频电压，而另一个通道则建立所需的漏极偏置。在每个电压步长处采集电流测量数据，以生成传输特性曲线，并显示漏极电流随栅极电压变化的情况。 双通道源极测量单元（SMU）可同步执行电压源和电流测量功能，从而将测量配置简化为一台具有两个独立控制通道的仪器。栅极通道配置为电压源，在测量电流的同时，从定义的起始电压步进至终止电压；漏极通道则施加所需的电压偏置并测量相应的漏极电流。 以示例测量配置为例，栅极电压以 20 mV 为步长，通过 101 个测量点从 0 V 扫至 2 V，同时在相同的 101 个测量点上将漏极电压维持在 2 V。每个通道的电流容限均独立配置，其中栅极通道的上限为 1 µA，漏极通道的上限为 100 mA。 所得的场效应管IV特性数据可绘制成栅极电压与漏极电流的关系曲线，从而建立器件的传输特性。随后可根据需要分析晶体管响应的哪个部分，选择线性或对数坐标系。这种同步半导体IV测量配置提供了系统性晶体管特性分析所需的电压和电流数据。

测量配置还需设置适当的量程、时序、连接方式和数据显示参数。每个测量通道的高电平和低电平连接均通过测试夹具连接至场效应管（FET），其中一个通道控制栅极，另一个通道控制漏极。源极端子提供了测量配置所需的公共连接。 设备连接完成后，可针对每个通道独立配置源极功能、源极值、顺应性限制、测量参数、扫描模式、扫描点及触发设置。电流测量量程可在需要特定量程时自动切换或固定。例如，演示流程展示了如何将最小电流测量量程更改为 10 nA，以及如何将测量速度设置为“NORMAL”（正常），这对应于一个电源线周期的开窗时间。 触发控制还可以同步两个通道并引入预定义的测量延迟；该示例配置了100 ms的测量触发延迟，并指定源和测量触发计数与扫频点数相对应。执行同步扫频后，测得的FET Id-Vg数据可直接以IV曲线形式显示。 Y轴可在线性与对数刻度之间切换，以便分析不同的电流区域，同时可将单个测量值以数据列表形式进行查看。同步电压源、电流测量、合规性控制、测量量程选择、触发以及图形分析共同构成了使用精密源测量单元（SMU）进行可重复FET IV特性分析的完整测量序列。

场效应晶体管（FET）IV特性分析解决方案

进行场效应晶体管（FET）IV特性分析时，需要在保持独立的合规限值和受控扫描条件的同时，对栅极和漏极进行同步的电压源供电和电流测量。双通道精密源测量单元（SMU）在单台仪器中提供了所需的源供电和测量功能，每个通道均可提供恒定或扫描电压，并测量由此产生的器件电流。是德科技（Keysight）台式源表模块 （SMU）支持用于FET IV特性分析的所示双通道配置。 一个 SMU 通道控制栅极，另一个通道控制漏极，从而无需单独的电压源和电流表即可实现同步 FET Id-Vg 测量。仪器 集成了电压源、电流源、电压测量和电流测量功能，并支持四象限 IV 测量。 合规性设置会对源电压或源电流施加限制，以防止向器件施加过大的激励。对于晶体管特性分析，前面板的图形用户界面可配置恒定或扫频源条件，并将所得的半导体IV测量结果直接显示在“图表视图”中。该应用说明还记录了自动和固定电流测量范围、可选测量速度、同步触发、触发延迟以及测量结果列表。 对于器件自发热可能影响测量结果的情况，是德科技台式源表模块 还支持脉冲测量模式。可通过前置USB接口保存测量设置和数据，并将图形化的IV测量结果保存为JPEG屏幕截图。对于PC控制的工作流程，源文件中描述的支持选项包括PathWave 、BenchVue 、PathWave IV Curve软件以及EasyEXPERT group+。
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参见场效应管（FET）IV特性测试方案的框图

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