Keithley измеряет транзистор 7-А импульсом до его нагрева

На сток транзистора подают короткий мощный импульс, затвор удерживают на заданном смещении, а ток записывают в тот момент, когда кристалл ещё близок к исходной температуре. Именно такую сцену пытается собрать в одном модуле Keithley MSMU200-2 для платформы MP5000: Tektronix заявляет до 7 А в импульсе, два независимых канала SMU и встроенные оцифровщики до 1 MSa/s.

Кривая, которую успевает испортить сам транзистор

Медленный DC-проход по I–V-точкам хорош для множества задач, однако мощный MOSFET, GaN- или SiC-прибор за время такого опыта способен изменить собственную температуру. Меняются подвижность носителей, сопротивление канала, ток утечки и сама форма следующей точки. Полученная кривая смешивает электрическое поведение DUT с последствиями предыдущих точек. Импульсная характеризация сокращает внесённую энергию; утверждать величину нагрева для конкретной оснастки и транзистора без измерений нельзя, но физический смысл метода состоит именно в том, чтобы успеть измерить состояние до заметного теплового ухода.

MSMU200-2 рассчитан на 30 Вт на каждый канал. Производитель указывает диапазоны до 200 В и до 1.5 А постоянного тока, разрешение до 100 фА и 500 нВ. Эти цифры нельзя складывать в воображаемый режим «200 В при 1.5 А»: это было бы 300 Вт, в десять раз выше предела модуля. Доступное сочетание напряжения, тока и длительности импульса определяется выбранным диапазоном, нагрузкой, ограничением тока и режимом работы.

Что скрывается за 200 В, 1.5 А и 7 А

Импульс в 7 А тоже не означает произвольный силовой тест. Tektronix говорит лишь об импульсах от сотен микросекунд, причём минимальная длительность зависит от диапазона источника и импеданса DUT. Частота 1 MSa/s описывает скорость встроенного digitizer, она не сообщает полосу тракта, время установления амплитуды и форму фронта на выводах транзистора. Кабели, паразитные индуктивности, контакт оснастки и сам DUT легко станут главным ограничением такого опыта.

Интереснее всего здесь синхронизация. TriggerFlow позволяет собрать внутри прибора последовательность source, wait, measure, delay, notify и branch, без цикла управления с ПК между отдельными действиями. Через TSP-Link Tektronix заявляет синхронизацию изменений источников между каналами и шасси до 500 нс. Это открывает сценарии с согласованным включением затвора и стока, проверкой деградации под смещением, захватом переходного тока и параллельной проверкой нескольких приборов.

Сценарий исполняется рядом с DUT

В корпусе MP5103 высотой 1U помещаются три двухканальных модуля, то есть до шести каналов SMU или PSU. Такую стойку легко принять за компактный набор программируемых источников, хотя её ценность в другом: измерительный сценарий живёт рядом с источником энергии и успевает отреагировать на физику кристалла раньше, чем она превратит опыт в тест нагрева. Заявленные параметры пока подтверждены документацией Tektronix; независимых лабораторных измерений MSMU200-2 в открытых источниках не найдено.