吉時利源表2450在I-V二極管特性分析的應用

概述

二極管是兩端口電子器件，支持電流沿著一個方向流動（正向偏壓），并阻礙電流從反方向流動（反向偏壓）。不過，有許多種類型的二極管，它們執行各種功能，如齊納二極管、發光二極管（LED）、有機發光二極管（OLED）、肖克利二極管、雪崩二極管、光電二極管等。每種二極管的電流電壓(I-V)特性都有所不同。無論在研究實驗室還是生產線，都要對封裝器件或在晶圓上進行二極管I-V測試。

二極管I-V特性分析通常需要高靈敏電流表、電壓表、電壓源和電流源。對所有分離儀器進行編程、同步和連接，既麻煩又耗時，而且需要大量機架或測試臺空間。為了簡化測試，縮小機架空間，單一設備，如吉時利源表2450成為二極管特性分析的理想選擇，因為它能夠提供電流和電壓的源和測量。2450型儀器可以對不同數量級(從10～11A至1A)的源電壓和測量電流進行掃描，這剛好符合二極管測試需求。這些測試可以通過總系自動進行，也可以通過大型觸摸屏輕松實現，用戶可以在觸摸屏上進行測試設置，并呈現測試圖表。圖1給出吉時利源表2450對紅色LED進行測試的電壓源和測得的電流，它與儀器輸入端的連接采用4線配置。

本文介紹了怎樣利用吉時利源表2450實現二極管I-V特性分析，重點是介紹了怎樣利用儀器前面板的用戶界面啟動測試、繪制圖表并存儲測量結果，還介紹了怎樣通過總線實現測量自動化。

二極管I-V測試

通常，二極管參數測試要求能在較寬范圍提供電流和電壓的源和測量。例如，從0V到大約1V對正向電壓掃描，作為結果的電流范圍從10～12A到1A。不過，實際數量級、I-V測試類型以及提取的參數取決于待測的具體二極管。為了測試LED，用戶可能想測試發光強度，作為應用電流的一個功能，而測試齊納二極管的工程師可能希望知道在某個測試電流時的“鉗位”或齊納電壓。不過，在各種不同類型的二極管中，有許多測試常見的測試。

圖2給出典型二極管的I-V曲線，包括正向區、反向區和擊穿區，以及常見的測試點、正向電壓(VF)、漏電流(IR)和擊穿電壓(VR)。正向電壓(VF)測試涉及在二極管的正常工作范圍內提供指定的正向偏置電流，然后測量作為結果的電壓降。漏電流(IR)測試確定二極管在反向電壓條件下泄漏的電流電平。其測試通過提供指定的反向電壓源，然后測量作為結果的漏電流。在反向擊穿電壓(VR)測試中，需要提供指定的反向電流偏置源，然后測量作為結果的二極管電壓降。

二極管與2450型儀器連接

二極管與2450型儀器的連接如圖3所示。

利用4線連接，可以消除引線電阻的影響。當引線與二極管連接時，注意Force HI和Sense HI引線與二極管陽極端相連，Force LO和Sense LO引線與二極管陰極端相連。盡可能使連接靠近二極管，以消除引線電阻對測量準確度的影響。在源或測量大電流或低電壓時，注意這一點特別重要。

當測量低電平電流(<1μA)時，建議使用后面板的三軸同軸連接器和三軸同軸電纜，不再使用前面板的香蕉插孔。三軸同軸電纜具有屏蔽功能，將減少電磁干擾效應，電磁干擾效應可能會干擾讀數。圖4給出二極管與2450型儀器后面板三軸同軸連接器連接示意圖。

除了使用三軸同軸電纜，還應當把二極管放置在避光的金屬屏蔽箱內。應當采用正確的屏幕和其他低電流測量技術。

通過用戶界面生成掃描和繪制圖表通過2450型儀器前面板的用戶界面，可以輕松實現二極管測試和掃描。只需按幾下重要按鍵，即可生成和瀏覽I-V曲線。

主要包括以下步驟：

生成、執行和瀏覽I-V曲線的步驟

圖5給出1N3595二極管的測量結果，電壓掃描范圍0V～0.9V，181個階躍(步長5mV)。注意，在大型顯示屏上繪制的12個量級電流。只需按壓TRIGGER按鍵，即可重復I-V掃描。

將數據保存至USB閃存   

生成的數據可以作為.csv文檔保存至USB閃存。只需在儀器前面板的USB端口插入USB閃存，按壓MENU按鍵，按壓Data Buffers，選擇正確的數據緩沖區(defbuffer1是默認值)，然后按壓Save to USB。如果您想更改文件名，請鍵入新的文件名，并按壓Enter。按壓Yes，證實文件保存。這樣，數據就保存至USB閃存。

使用2450型儀器實現自動化測量

通過靈活的LAN、USB或GPIB接口，利用SCPI或測試腳本處理器(TSP®)指令可以對2450型儀器進行程控。下面利用1N3595二極管，說明怎樣對2450型儀器進行編程，實現I-V掃描自動化。對于本次具體測試，將2450型儀器掃描電壓范圍設置為0V～0.9V，181個階躍(步長5mV)，并測量作為結果的電流，時間間隔是100ms。在附錄A給出執行本次測試的實際TSP代碼。圖6是根據生成的I-V測量結果繪制的圖表。

吉時利源表廣泛應用于低壓/電阻，LIV， IDDQ ，I-V特征分析，隔離度與引線電阻,溫度系數,正向電壓、反向擊穿、漏電流 ,直流參數測試,直流電源,HIPOT,介質耐壓性等測試，是廣大院校、研究所及研發型企業的“新寵”，安泰測試作為泰克吉時利產品的長期合作伙伴，專業提供設備選型和測試方案的提供，并獲得客戶的高度認可，如您想了解吉時利源表更多產品應用，歡迎訪問安泰測試網www.nfrol.com。