吉时利源表新的SMU模块测量千倍电容

　　测试工程师在使用长电缆或电容夹头的测试设置会增加测试仪器输出的电容，导致测量结果不准确或不稳定。当输出或扫描直流电压并测量异常灵敏的低电流时，能观察到这种效应。为了应对这些挑战，泰克为吉时利4200A-SCS参数分析仪引入了两个新的吉时利源测量单元(SMU)模块，即使在测试连接电容较高的应用中，该模块也可以进行稳定的低电流测量。

　　支持1000倍以上的电容

　　与其他灵敏SMU相比，新的吉时利源表4201中功率SMU和4211高功率SMU(带有可选的4200-PA前置放大器)提升了最大负载电容。在最低支持电流范围内，4201-SMU和4211-SMU可以提供和测量的系统电容是目前SMU容量的1000倍。例如，如果电流在1至100pA之间，则新的吉时利模块可以处理高达1µF(微法拉)的负载。相比之下，在不降低测量精度的情况下，同类产品的最大负载电容在该电流水平上的承受能力仅为1,000pF。

　　对于面临这些问题的客户，新模块是很宝贵的补充，不仅节省排除故障的时间，还可以节省开支。当测试工程师或研究人员发现测量错误时，他们首先需要追踪其来源。这本身可能需要花费大量时间，并且他们还需要先探索许多可能的原因，然后才能缩小范围。一旦发现原因是系统电容，就必须调整测试参数，电缆长度，甚至重新安排测试设置。这不是理想选择。

　　实际中，新的SMU模块是如何工作的呢?让我们来看一下平板显示器测试过程中和纳米FET研究中的几个关键应用。

　　示例1：平板显示器上的OLED像素驱动器电路

　　OLED像素驱动器电路印刷在平板显示器上的OLED器件旁边。通常，它们的直流特性是通过将SMU开关矩阵连接起来，然后使用12-16m长的三轴电缆连接到LCD探针台上来测量的。由于需要连接很长的电缆。因此，测试中经常出现不稳定的低电流。这种不稳定性在OLED驱动电路的饱和曲线(橙色曲线)和线性曲线(蓝色曲线)中很明显，当使用传统SMU连接DUT进行测量时，结果如下图所示。

　　使用传统SMU测量的OLED的饱和度和线性I-V曲线

　　但是，当在DUT的漏极端子上使用4211-SMU重复进行这些I-V测量时，I-V曲线将保持稳定，如下所示。问题解决了。

　　使用新型4211-SMU测量的OLED的饱和度和线性I-V曲线

　　示例2：具有公共栅极和探卡电容的纳米FET

　　纳米FET和2D FET测试时器件的一个端子通过探针台的卡盘与SMU连接。卡盘的电容可能高达几个纳米级，在某些情况下，有必要使用卡盘顶部的导电垫与栅极接触。同时，同轴电缆也会增加额外的电容。

　　为了评估新的SMU模块，将两个传统的SMU连接到2D FET的栅极和漏极，从而产生下面的嘈杂的Id-Vg磁滞曲线。

　　使用传统SMU测量的2D FET的噪声Id-Vg磁滞曲线

　　但是，当两个4211-SMU连接到同一设备的栅极和漏极时，产生的磁滞曲线平滑且稳定，如下所示，这解决了研究人员可能需要克服的主要障碍。

　　用两个4211-SMU测量的平滑且稳定的Id-Vg磁滞曲线

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