>>> 在进行毫微安培测量时,使用传统SMU测量漏极电流会出现振荡(如蓝色曲线所示)。而在使用4211-SMU测量通过开关矩阵连接的FET的漏极电流时,测量结果稳定(如红色曲线所示)。
图7. 使用两个传统SMU及两个4211-SMU测量通过开关矩阵连接的FET的Id-Vd曲线对比
实例4:拥有公共栅极和卡盘电容的纳米FET
通过使用4201-SMU和4211-SMU,可以在纳米FET和2D FTE上进行稳定的弱电流测量。这些FET及其他器件有时会有一个器件端子通过探测站卡盘接触SMU。图8是纳米FET测试配置的典型电路图。在这个实例中,一个SMU通过卡盘连接到栅极端子。卡盘的电容最高达几毫微法拉第,可以由探测站制造商验证。在某些情况下,可能必需使用卡盘顶部的传导垫接触栅极。
图8. 使用两个SMU测试纳米FET
SMU可以使用同轴电缆或三芯同轴电缆连接到卡盘上,具体视探测站制造商而定。同轴电缆卡盘在测试电路中表示为负载电容,因为这个电容出现在SMU的Force HI与Force LO之间,如图中所示的实例。而带有三芯同轴电缆的卡盘则表示为电缆电容。
图9.传统SMU测得的2D FET Id-Vg磁滞曲线 图10. 4211-SMU测得的Id-Vg磁滞曲线
在使用两个传统SMU连接2D FET的栅极和漏极时,会产生有噪声的Id-Vg磁滞曲线,如图9所示。但是,在使用4211-SMU连接同一器件的栅极和漏极时,得到的磁滞曲线是平滑稳定的,如图10所示。
实例5:电容器泄漏
在测量电容器泄漏时,需要对被测电容器应用一个固定电压,然后测量得到的电流。泄漏电流会随着时间呈指数级衰落,因此通常需要以已知时间周期应用电压,然后再测量电流。视被测的器件,测得的电流一般会非常小(通常<10nA)。图11是使用SMU测量电容器泄漏的电路图。推荐在电路中使用串联二极管,以降低测量噪声。
图11. 使用SMU和串联二极管测量电容器泄漏。
图12是使用4201-SMU测量的100nF电容器的泄漏电流相对于时间关系图。由于提高了最大负载电容指标,4201-SMU和4211-SMU在测量电容器泄漏时比较稳定,但是否需要串联二极管,则取决于电容器的绝缘电阻和幅度及电流测量范围。这可能需要做一些实验。
图12. 使用两个SMU测量MOSFET的I-V特点
Keithley 4201-SMU中等功率SMU和4211-SMU高功率SMU为在各种器件和材料上提供电压、进行非常灵敏(