源極開路時柵極截止電流檢測項目的完整解析

一、測試原理與電路配置

1. • 源極開路：斷開器件源極（S）連接，僅保留柵極（G）與漏極（D）施加電壓。
   • 柵極偏壓：通常將柵極設(shè)為截止電壓（如MOSFET的 ???=0VVGS?=0V 或負壓）。
   • 漏極電壓：施加額定 ???VDS? 或更高電壓以模擬高壓應力。
2. |---[電壓源 $$ V_{DS} $$ ]---D G---[電壓源 $$ V_{GS} $$] S---開路

二、核心檢測項目列表

1. • 目的：測量柵極在截止狀態(tài)下的直流泄漏電流。
   • 方法：
     • 固定 ???VGS? 為截止電壓（如 -5V），施加 ???VDS? 至額定值。
     • 使用高精度源測量單元（SMU）直接讀取 ??IG?。
   • 標準：通常要求 ????<1nAIGSS?<1nA（依器件規(guī)格而定）。
2. • 目的：評估溫度對柵極泄漏的影響。
   • 方法：
     • 在溫控箱中，測試 -55°C、25°C、125°C 等溫度點的 ????IGSS?。
     • 繪制 ????−?IGSS?−T 曲線，分析溫度系數(shù)。
   • 關(guān)鍵指標：高溫下電流增幅是否超標（如 125°C 時 ????≤100nAIGSS?≤100nA）。
3. • 目的：檢測柵極氧化層的長期可靠性。
   • 方法：
     • 施加 ???VDS? 額定值的 120%，持續(xù) 1000 小時。
     • 定期監(jiān)測 ????IGSS? 是否突增（預示氧化層擊穿）。
   • 判定準則：電流波動需小于 ±10%，無階躍變化。
4. • 目的：驗證開關(guān)動作對截止電流的影響。
   • 方法：
     • 在柵極施加高頻開關(guān)信號（如 100kHz），漏極保持高壓。
     • 用示波器捕獲開關(guān)瞬態(tài)后的穩(wěn)態(tài) ??IG?。
   • 關(guān)注點：開關(guān)噪聲是否導致泄漏電流增加。
5. • 目的：確定器件的最大耐受電壓。
   • 方法：
     • 逐步提升 ???VDS? 至超出規(guī)格書 20%~50%，監(jiān)測 ????IGSS?。
     • 記錄電流急劇上升時的臨界電壓值。

三、關(guān)鍵設(shè)備與注意事項

• • 高精度SMU（如Keysight B2900系列）
  • 溫控試驗箱（-65°C ~ 150°C）
  • 高速示波器（帶寬 ≥ 200MHz）
• 1. 避免靜電干擾，測試前對器件及夾具放電。
  2. 確保源極開路阻抗 > 1GΩ，防止寄生漏電。
  3. 校準SMU的電流量程至nA級以提高精度。

四、數(shù)據(jù)分析與失效模式

•  
• • 柵極氧化層缺陷
  • 封裝污染導致爬電
  • 溫度循環(huán)后的材料疲勞

五、應用場景

• 質(zhì)量控制：生產(chǎn)線終檢篩選高泄漏器件。
• 研發(fā)驗證：優(yōu)化柵極結(jié)構(gòu)設(shè)計前的性能摸底。
• 可靠性評估：汽車電子或航天領(lǐng)域的高標準認證。