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(zhí)行各種功能，如齊納二極管、發(fā)光二極管（LED）、有機發(fā)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(chǎn)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(shè)備，如吉時利 2450 型觸摸屏數(shù)字源表，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(shù)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(xiàn)，用戶可以在觸摸屏上進行測試設(shè) 置，并呈現(xiàn)測試圖表。圖1給出2450型儀器對紅色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。

本應(yīng)用介紹了怎樣利用 2450 型觸摸屏數(shù)字源表實現(xiàn)二極管I-V特性分析。特別是，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(jié)果。

二極管I-V測試

通常，二極管參數(shù)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(jié)果的電流 范圍從10～12A到1A。不過，實際數(shù)量級、I-V測試類型以及提取的參數(shù)取決于待測的具體二極管。為了測試LED，用戶可能想測試 發(fā)光強度，作為應(yīng)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(qū)、反向區(qū)和擊穿區(qū)，以及常見的測試點、正向電壓(V )、漏電流(I )和擊穿電壓(V )。正向電壓(V )測試涉及在二極管的正常工作范圍內(nèi)提供指定的正向偏置電流，然后測量作為結(jié)果的電壓降。漏電流(I )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(jié)果的漏電流。在反向擊穿電壓(V )測試中， 需要提供指定的反向電流偏置源，然后測量作為結(jié)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，F(xiàn)orce 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(yīng)，電磁干擾效應(yīng)可能會干擾讀數(shù)。 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(yīng)當把二極管放置在避光的金屬 屏蔽箱內(nèi)。應(yīng)當采用正確的屏幕和其他低電流測量技術(shù)。

通過用戶界面生成掃描和繪制圖表

通過吉時利源表2450前面板的用戶界面，可以輕松實現(xiàn)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(zhí)行和瀏覽I-V曲線的步驟

圖5給出1N3595二極管的測量結(jié)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(fù)I-V掃描。

將數(shù)據(jù)保存至USB閃存

生成的數(shù)據(jù)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DataBuffers，選擇正確的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)(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(shù)據(jù)就保存至USB 閃存。

如需了解吉時利源表更多應(yīng)用歡迎訪問安泰測試網(wǎng)。

半導(dǎo)體分立器件是組成集成電路的基礎(chǔ)，包含大量的 雙端口或三端口器件，如二極管，晶體管，場效應(yīng)管等。 直流I-V測試則是表征微電子器件、工藝及材料特性的 基石。通常使用I-V特性分析，或I-V曲線，來決定器 件的基本參數(shù)。微電子器件種類繁多，引腳數(shù)量和待 測參數(shù)各不相同，除此以外，新材料和新器件對測試 設(shè)備提出了更高的要求，要求測試設(shè)備具備更高的低 電流測試能力，且能夠支持各種功率范圍的器件。

分立器件I-V特性測試的主要目的是通過實驗，幫助工 程師提取半導(dǎo)體器件的基本I-V特性參數(shù)，并在整個工 藝流程結(jié)束后評估器件的優(yōu)劣。

隨著器件幾何尺寸的減小，半導(dǎo)體器件特性測試對測 試系統(tǒng)的要求越來越高。通常這些器件的接觸電極尺 寸只有微米量級，這些對低噪聲源表，探針臺和顯微 鏡性能都提出了更高的要求。

半導(dǎo)體分立器件I-V特性測試方案，泰克公司與合作 伙伴使用泰克吉時利公司開發(fā)的高精度源測量單元 （SMU）為核心測試設(shè)備，配備使用簡便靈活，功能 豐富的CycleStar測試軟件，及穩(wěn)定的探針臺，為客戶提供了可靠易用的解決方案，極大的提高了用戶 的工作效率。

吉時利方案特點：

豐富的內(nèi)置元器件庫，可以根據(jù)測試要求選擇所需要的待測件類型；

測試和計算過程由軟件自動執(zhí)行，能夠顯示數(shù)據(jù)和曲線，節(jié)省了大量的時間；

穩(wěn)定的探針臺，針座分辨率可高達0.7um，顯微鏡放大倍數(shù)高達x195倍；

可支持同時操作兩臺吉時利源表，可以完成三端口器件測試。

測試功能：

二極管特性的測量與分析

極型晶體管BJT特性的測量與分析

MOSFET場效應(yīng)晶體管特性的測量與分析

MOS 器件的參數(shù)提取

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：

系統(tǒng)主要由一臺或兩臺源精密源測量單元（SMU）、 夾具或探針臺、上位機軟件構(gòu)成。以三端口MOSFET 器件為例，共需要以下設(shè)備：

1、兩臺吉時利 2450 精密源測量單元

2、四根三同軸電纜

3、夾具或帶有三同軸接口的探針臺

4、三同軸T型頭

5、上位機軟件與源測量單元（SMU）的連接方式如下圖所示，可以使用LAN/USB/GPIB中的任何一個接口進行連接。

系統(tǒng)連接示意圖：

典型方案配置：

西安某高?，F(xiàn)場演示圖

安泰測試已為西安多所院校、企業(yè)和研究所提供吉時利源表現(xiàn)場演示，并獲得客戶的高度認可，安泰測試將和泰克吉時利廠家一起，為客戶提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)和全面的測試方案，為客戶解憂。

近期有很多用戶在網(wǎng)上咨詢I-V特性測試， I-V特性測試是很多研發(fā)型企業(yè)和高校研究的對象，分立器件I-V特性測試可以幫助工程師提取半導(dǎo)體器件的基本I-V特性參數(shù)，并在整個工藝流程結(jié)束后評估器件的優(yōu)劣。

I-V特性測試難點：

種類多

微電子器件種類繁多，引腳數(shù)量和待測參數(shù)各不相同，此外，新材料和新器件對測試設(shè)備提出了更高的要求，要求測試設(shè)備具備更高的低電流測試能力，且能夠支持各種功率范圍的器件。

尺寸小

隨著器件幾何尺寸的減小，半導(dǎo)體器件特性測試對測試系統(tǒng)的要求越來越高。通常這些器件的接觸電極尺寸只有微米量級，這些對低噪聲源表，探針臺和顯微鏡性能都提出了更高的要求。

I-V特性測試方案： 

針對I-V 特性測試難點，安泰測試建議可采用keithley高精度源測量單元（SMU）為核心測試設(shè)備，配備使用簡便靈活、功能豐富的 CycleStar 測試軟件，及穩(wěn)定的探針臺。

圖：系統(tǒng)配置連接示意圖

測試功能：

這是一個簡單易用的I-V特性測試方案，無論對于雙端口或三端口器件，如二極管、晶體管、場效應(yīng)管都很適用。

? 二極管特性的測量與分析

? 雙極型晶體管 BJT 特性的測量與分析

? MOSFET 場效應(yīng)晶體管特性的測量與分析

? MOS器件的參數(shù)提取 

吉時利源表簡介及熱門型號推薦：

吉時利源表將數(shù)字萬用表 (DMM)、電源、實際電流源、電子負載和脈沖發(fā)生器的功能集成在一臺儀器中。通過吉時利源表進行分立器件 I-V 特性測試時，支持同時操作兩臺吉時利源表，輕松完成三端口器件測試。此外，因為吉時利源表兼顧高精度和通用性，廣泛適用于教育、科研、產(chǎn)業(yè)等眾多行業(yè)。

安泰測試作為泰克吉時利長期合作伙伴，為多家院校，研究所提供了I-V特性測試方案，并提供了吉時利源表現(xiàn)場演示，如果您也有相關(guān)應(yīng)用，歡迎關(guān)注安泰測試網(wǎng)。