吉时利源表2450在I-V二极管特性分析的应用

概述

二极管是两端口电子器件，支持电流沿着一个方向流动（正向偏压），并阻碍电流从反方向流动（反向偏压）。不过，有许多种类型的二极管，它们执行各种功能，如齐纳二极管、发光二极管（LED）、有机发光二极管（OLED）、肖克利二极管、雪崩二极管、光电二极管等。每种二极管的电流电压(I-V)特性都有所不同。无论在研究实验室还是生产线，都要对封装器件或在晶圆上进行二极管I-V测试。

二极管I-V特性分析通常需要高灵敏电流表、电压表、电压源和电流源。对所有分离仪器进行编程、同步和连接，既麻烦又耗时，而且需要大量机架或测试台空间。为了简化测试，缩小机架空间，单一设备，如吉时利源表2450成为二极管特性分析的理想选择，因为它能够提供电流和电压的源和测量。2450型仪器可以对不同数量级(从10～11A至1A)的源电压和测量电流进行扫描，这刚好符合二极管测试需求。这些测试可以通过总系自动进行，也可以通过大型触摸屏轻松实现，用户可以在触摸屏上进行测试设置，并呈现测试图表。图1给出吉时利源表2450对红色LED进行测试的电压源和测得的电流，它与仪器输入端的连接采用4线配置。

本文介绍了怎样利用吉时利源表2450实现二极管I-V特性分析，重点是介绍了怎样利用仪器前面板的用户界面启动测试、绘制图表并存储测量结果，还介绍了怎样通过总线实现测量自动化。

二极管I-V测试

通常，二极管参数测试要求能在较宽范围提供电流和电压的源和测量。例如，从0V到大约1V对正向电压扫描，作为结果的电流范围从10～12A到1A。不过，实际数量级、I-V测试类型以及提取的参数取决于待测的具体二极管。为了测试LED，用户可能想测试发光强度，作为应用电流的一个功能，而测试齐纳二极管的工程师可能希望知道在某个测试电流时的“钳位”或齐纳电压。不过，在各种不同类型的二极管中，有许多测试常见的测试。

图2给出典型二极管的I-V曲线，包括正向区、反向区和击穿区，以及常见的测试点、正向电压(VF)、漏电流(IR)和击穿电压(VR)。正向电压(VF)测试涉及在二极管的正常工作范围内提供指定的正向偏置电流，然后测量作为结果的电压降。漏电流(IR)测试确定二极管在反向电压条件下泄漏的电流电平。其测试通过提供指定的反向电压源，然后测量作为结果的漏电流。在反向击穿电压(VR)测试中，需要提供指定的反向电流偏置源，然后测量作为结果的二极管电压降。

二极管与2450型仪器连接

二极管与2450型仪器的连接如图3所示。

利用4线连接，可以消除引线电阻的影响。当引线与二极管连接时，注意Force HI和Sense HI引线与二极管阳极端相连，Force LO和Sense LO引线与二极管阴极端相连。尽可能使连接靠近二极管，以消除引线电阻对测量准确度的影响。在源或测量大电流或低电压时，注意这一点特别重要。

当测量低电平电流(<1μA)时，建议使用后面板的三轴同轴连接器和三轴同轴电缆，不再使用前面板的香蕉插孔。三轴同轴电缆具有屏蔽功能，将减少电磁干扰效应，电磁干扰效应可能会干扰读数。图4给出二极管与2450型仪器后面板三轴同轴连接器连接示意图。

除了使用三轴同轴电缆，还应当把二极管放置在避光的金属屏蔽箱内。应当采用正确的屏幕和其他低电流测量技术。

通过用户界面生成扫描和绘制图表通过2450型仪器前面板的用户界面，可以轻松实现二极管测试和扫描。只需按几下重要按键，即可生成和浏览I-V曲线。

主要包括以下步骤：

生成、执行和浏览I-V曲线的步骤

图5给出1N3595二极管的测量结果，电压扫描范围0V～0.9V，181个阶跃(步长5mV)。注意，在大型显示屏上绘制的12个量级电流。只需按压TRIGGER按键，即可重复I-V扫描。

将数据保存至USB闪存   

生成的数据可以作为.csv文档保存至USB闪存。只需在仪器前面板的USB端口插入USB闪存，按压MENU按键，按压Data Buffers，选择正确的数据缓冲区(defbuffer1是默认值)，然后按压Save to USB。如果您想更改文件名，请键入新的文件名，并按压Enter。按压Yes，证实文件保存。这样，数据就保存至USB闪存。

使用2450型仪器实现自动化测量

通过灵活的LAN、USB或GPIB接口，利用SCPI或测试脚本处理器(TSP®)指令可以对2450型仪器进行程控。下面利用1N3595二极管，说明怎样对2450型仪器进行编程，实现I-V扫描自动化。对于本次具体测试，将2450型仪器扫描电压范围设置为0V～0.9V，181个阶跃(步长5mV)，并测量作为结果的电流，时间间隔是100ms。在附录A给出执行本次测试的实际TSP代码。图6是根据生成的I-V测量结果绘制的图表。

吉时利源表广泛应用于低压/电阻，LIV， IDDQ ，I-V特征分析，隔离度与引线电阻,温度系数,正向电压、反向击穿、漏电流 ,直流参数测试,直流电源,HIPOT,介质耐压性等测试，是广大院校、研究所及研发型企业的“新宠”，安泰测试作为泰克吉时利产品的长期合作伙伴，专业提供设备选型和测试方案的提供，并获得客户的高度认可，如您想了解吉时利源表更多产品应用，欢迎访问安泰测试网www.agitek.com.cn。