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脈沖性能測試設備首選【上海海悅】脈沖測試儀

-2018-07-05-

脈沖測試是一種能夠減少器件總能耗的測量技術。它通過減少焦耳熱效應(例如I2R和V2/R),避免對小型納米器件可能造成的損壞。脈沖測試采用足夠高的電源對待測器件(DUT)施加間隔很短的脈沖,産生高品質的可測信號,然後去掉信號源。

通過脈沖測試,工程技術人員可以獲得更多的器件信息,更准確地分析和掌握器件的行爲特征。例如,利用脈沖測試技術可以對納米器件進行瞬態測試,確定其轉移函數,從而分析待測材料的特征。脈沖測試測量對于具有恒溫限制的器件也是必需的,例如SOI器件、FinFET和納米器件,可以避免自熱效應,防止自熱效應掩蓋研究人員所關心的響應特征。器件工程師還可以利用脈沖測試技術分析電荷俘獲效應。在晶體管開啓後電荷俘獲效應會降低漏極電流。隨著電荷逐漸被俘獲到柵介質中,晶體管的阈值電壓由于柵電容內建電壓的升高而增大;從而漏極電流就降低了。

脈沖測試儀爲人們和研究納米材料、納米電子和目前的半導體器件提供了一種重要手段。

脈沖測試有兩種不同的類型:加電壓脈沖和加電流脈沖。

電壓脈沖測試産生的脈沖寬度比電流脈沖測試窄得多。這一特性使得電壓脈沖測試更適合于熱傳輸實驗,其中我們所關心的時間窗口只有幾百納秒。通過高精度的幅值和可編程的上升與下降時間能夠控制納米器件上的能耗大小。電壓脈沖測試可用于可靠性測試中的瞬態分析、電荷俘獲和交流應力測試,也可用于産生時鍾信號,模擬重複控制線,例如存儲器讀寫周期。

電流脈沖測試與電壓脈沖測試非常相似。其中,將指定的電流脈沖加載到DUT上,然後測量器件兩端産生的電壓。電流脈沖測試常用于測量較低的電阻,或者獲取器件的I-V特征曲線,而不會使DUT産生大量的能耗,避免對納米器件的損害或破壞。

脉冲:电压(V)或电流(A)的波形象心电图上的脉搏跳动的波形 但现在听到的什么电源脉冲、声脉冲……又作何解释呢--脉冲的原意被延伸出来得: 隔一段相同的时间发出的波等机械形式,学术上把脉冲定义为:在短时间内突变,随后又迅速返回其初始值的物理量称之为脉冲。

脈沖信號:瞬間突然變化,作用時間極短的電壓或電流稱爲脈沖信號。可以是周期性重複的,也可以是非周期性的或單次的。脈沖信號是一種離散信號,形狀多種多樣,與普通模擬信號(如正弦波)相比,波形之間在時間軸不連續(波形與波形之間有明顯的間隔)但具有一定的周期性是它的特點。最常見的脈沖波是矩形波(也就是方波)。脈沖信號可以用來表示信息,也可以用來作爲載波,比如脈沖調制中的脈沖編碼調制(PCM),脈沖寬度調制(PWM)等等,還可以作爲各種數字電路、高性能芯片的時鍾信號。所謂脈沖信號表現在平面坐標上就是一條有無數斷點的曲線,也就是說在周期性的一些地方點的極限不存在,比如鋸齒波,也有電腦裏用到的數字電路的信號,0,1。脈沖信號,也就是像脈搏跳動這樣的信號,相對于直流,斷續的信號,如果用水流形容,直流就是把龍頭一直開著淌水,脈沖就是不停的開關龍頭形成水脈沖。你把手電打開燈亮,這是直流,你不停的開關燈亮、熄,就形成了脈沖,開關速度的快慢就是脈沖頻率的高低。

脈沖電源:用戶的負載需要斷續加電,即按照一定的時間規律,向負載加電一定的時間,然後又斷電一定的時間,通斷一次形成一個周期。如此反複執行,便構成脈沖電源。例如對于無極性電解電容器的老練工藝中,需要給電容器正向充電一段時間,然後放電,然後反向給電容器充電一段時間,然後放電,如此便形成正向→放電(斷電)→反向→放電→正向……,如此反複。

脈沖寬度:就是高電平持續的時間。常用來作爲采樣信號或者晶閘管等元件的觸發信號。

脈沖電路:就是脈沖波形的産生,整形和變換的電路。脈沖電路是由兩部分組成:惰性電路和開關。開關的作用是破壞穩態,使電路出現暫態。

脈沖撥號:是一種時域處理方法,它用脈沖的個數來表示號碼數字。脈沖撥號方式對脈沖的寬度、大小、間距、形狀都有著嚴格的要求,如果由于線路的幹擾或其他原因而使得這些參數發生了變化,則可能引起號碼接收的錯誤。另一方面,由于每個脈沖都占有一定的時間(一般每個脈沖占用的時間爲100ms),而使得這種撥號方式比較慢。

脈沖加熱:是利用各種波形的脈沖電流,以時斷時續的方式來加熱來達到一些特殊工藝要求。

脈沖波:就是以沖擊形式産生的信號波形。

電壓和電流脈沖測試都有很多優點,但是它們的缺點卻不盡相同。例如,超短電壓脈沖的速度特征分析屬于射頻(RF)的範疇,因此如果測試系統沒有針對高帶寬進行優化,那麽測量過程中很容易産生誤差。其中主要有三種誤差來源:由于線纜和連接器造成的信號損耗、由于器件寄生效應造成的損耗以及接觸電阻。

電流脈沖測試的主要問題是上升時間較慢,可能長達幾百納秒。這主要受限于實驗配置中的電感和電容。