圖1. 使用Keithley S500測試係統測試平板顯示器的配置圖

 

  

          圖2.傳統SMU測得OLED飽和及線性I-V曲線。                        圖3. 4211-SMU測得OLED的飽和及線性I-V曲線。

 

實例2：長電纜nMOSFET傳遞特點測試

 

可以使用兩個SMU生成n型MOSFET的Id-Vg曲線。一個SMU掃描柵極電壓
，另一個SMU測量漏極電流。圖4是典型測試電路的電路示意圖，其中使用20m三芯同軸電纜把SMU連接到器件端子上。

 

圖4. 使用兩個SMU測量MOSFET的I-V特點。

 

圖5顯示了使用兩個傳統SMU及使用兩個4211-SMU測量的傳遞特點。藍色曲線(使用兩個傳統SMU獲得)在曲線中顯示了振蕩，特別是在弱電流及改變電流範圍時。紅色曲線是使用兩個4211-SMU得到的電流測量，非常穩定。

 

圖5. 使用傳統SMU和4211-SMU及20 m三芯同軸電纜生成的nMOSFET Id-Vg曲線。

 

實例3：通過開關矩陣連接的FET測試

 

測試通過開關矩陣連接的器件時，可能會麵臨很大挑戰
，因為要求額外的線纜。三芯同軸電纜用來把SMU連接到開關矩陣上，再從開關矩陣連接到DUT。圖6顯示了典型的電路圖，其中兩個SMU使用遠程傳感連接開關矩陣。使用遠程傳感(4線測量)而不是本地傳感(2線測量)，要求每個SMU連接兩條電纜

，由於電纜是平行的，所以這會使SMU輸出的電容提高一倍。

 

圖6. 通過707B開關矩陣把SMU連接到DUT的簡化示意圖。

 

在這種情況下
，SMU使用2m電纜連接到開關矩陣的行(輸入)上；開關矩陣的列(輸出)使用5m電纜連接到配線架上。然後再使用另一條1m電纜從配線架連接到探頭
，所以從一個SMU到DUT的三芯同軸電纜的總長度是： (2 x 2 m) + (2 x 5 m) + (1 m) = 15 m。除了三芯同軸電纜外，開關矩陣本身也增加了電容

，在計算測試係統總電容時可能需要包括進去。

 

在測量通過開關矩陣連接的FET器件的輸出特點時，使用兩個4211-SMU較使用兩個傳統SMU的結果明顯改善。在這項測試中，其中一個SMU被偏置恒定柵極電壓
，另一個SMU掃描漏極電壓
，測量得到的漏極電流。使用兩個傳統SMU (藍色曲線)和兩個4211-SMU (紅色曲線)生成的漏極電流相對於漏極電壓關係曲線如圖7所示。在進行毫微安培測量時，使用傳統SMU測量漏極電流會出現振蕩(如藍色曲線所示)。而在使用4211-SMU測量通過開關矩陣連接的FET的漏極電流時，測量結果穩定(如紅色曲線所示)。

 

圖7. 使用兩個傳統SMU及兩個4211-SMU測量通過開關矩陣連接的FET的Id-Vd曲線對比。

 

實例4：擁有公共柵極和卡盤電容的納米FET

 

通過使用4201-SMU和4211-SMU
，可以在納米FET和2D FTE上進行穩定的弱電流測量。這些FET及其他器件有時會有一個器件端子通過探測站卡盤接觸SMU。圖8是納米FET測試配置的典型電路圖。在這個實例中
，一個SMUtongguokapanlianjiedaozhajiduanzi。kapandedianrongzuigaodajihaoweifaladi，keyiyoutancezhanzhizaoshangyanzheng。zaimouxieqingkuangxia，kenengbixushiyongkapandingbudechuandaodianjiechuzhaji。

 

SMU可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)同(tong)軸(zhou)電(dian)纜(lan)或(huo)三(san)芯(xin)同(tong)軸(zhou)電(dian)纜(lan)連(lian)接(jie)到(dao)卡(ka)盤(pan)上(shang)
，具(ju)體(ti)視(shi)探(tan)測(ce)站(zhan)製(zhi)造(zao)商(shang)而(er)定(ding)。同(tong)軸(zhou)電(dian)纜(lan)卡(ka)盤(pan)在(zai)測(ce)試(shi)電(dian)路(lu)中(zhong)表(biao)示(shi)為(wei)負(fu)載(zai)電(dian)容(rong)，因(yin)為(wei)這(zhe)個(ge)電(dian)容(rong)出(chu)現(xian)在(zai)SMU的Force HI與Force LO之間，如圖中所示的實例。而帶有三芯同軸電纜的卡盤則表示為電纜電容。

 

圖8. 使用兩個SMU測試納米FET。

 

在使用兩個傳統SMU連接2D FET的柵極和漏極時
，會產生有噪聲的Id-Vg磁滯曲線，如圖9所示。但是
，在使用4211-SMU連接同一器件的柵極和漏極時，得到的磁滯曲線是平滑穩定的，如圖10所示。

 

    
圖9.傳統SMU測得的2D FET Id-Vg磁滯曲線。                         圖10. 4211-SMU測得的Id-Vg磁滯曲線。

 

實例5：電容器泄漏

 

zaiceliangdianrongqixieloushi

，xuyaoduibeicedianrongqiyingyongyigegudingdianya，ranhouceliangdedaodedianliu。xieloudianliuhuisuizheshijianchengzhishujishuailuo，yincitongchangxuyaoyiyizhishijianzhouqiyingyongdianya
，ranhouzaiceliangdianliu。shibeicedeqijian，cedededianliuyibanhuifeichangxiao(通常<10nA)。圖11是使用SMU測量電容器泄漏的電路圖。推薦在電路中使用串聯二極管，以降低測量噪聲。

 

圖11. 使用SMU和串聯二極管測量電容器泄漏。

 

圖12是使用4201-SMU測量的100nF電容器的泄漏電流相對於時間關係圖。由於提高了最大負載電容指標
，4201-SMU和4211-SMU在測量電容器泄漏時比較穩定，但是否需要串聯二極管，則取決於電容器的絕緣電阻和幅度及電流測量範圍。這可能需要做一些實驗。

 

圖12. 使用4201-SMU測得的100nF電容器的泄漏電流相對於時間關係圖。

 

Keithley 4201-SMU中等功率SMU和4211-SMU高功率SMU為在各種器件和材料上提供電壓、進行非常靈敏(<nA)弱電流測量提供了理想的解決方案。這些SMU特別適合在擁有高測試連接電容的測試電路中進行穩定的弱電流測量。與其他靈敏的SMU相比，其最大電容指標已經提高。