
一、测试原理进阶理解
开启电压是栅源电压(V_GS)使沟道形成的最低阈值,实测时需注意:
N/P沟道差异:N-MOS需V_GS>Vth,P-MOS需V_GS<Vth(源极电压基准)
温度敏感性:Vth随温度升高而降低(约-2mV/℃),高温测试需修正参数
二、测试设备配置方案
基础配置(实验室级):
半导体参数分析仪(Keysight B1500A等)
探针台(配备三轴微调探针)
恒温箱(控温精度±0.5℃)
防静电工作台(湿度<40%RH)
高效方案(产线适用):
采用运算放大器+直流电流源系统,通过闭环控制实现:
漏极强制电压:0-30V可调
栅极电压步进:0.01V精度
自动记录I_D-V_GS曲线
三、三类测试方法详解
方法1:静态测量法(基础版)
按图1连接电路(D-S短接)
栅压步进:从0V开始,每次增加0.1V
电流阈值:当I_D达到1mA时记录V_GS
适用场景:常规品质检验
方法2:动态扫描法(精准版)
设置V_DS=6V(典型工作电压)
施加斜坡电压:V_GS以0.05V/ms速率扫描
取I_D=250μA对应点(避免漏电流干扰)
优势:可捕捉亚阈值区特性
方法3:产线速测法
使用图3电路:运算放大器强制I_D=1mA
直接读取V_GS值(省去曲线扫描)
测试时间:<3秒/片
适用场景:批量检测
四、关键参数设置规范
参数 N-MOS典型值 P-MOS典型值 依据标准
V_DS测试电压 5-10V 5-10V JESD22-A101D
I_D判定阈值 1mA/250μA 1mA/250μA AEC-Q101
温度条件 25℃±2℃ 25℃±2℃ MIL-STD-883
五、误差控制技巧
接触电阻补偿:
四线法测量:分离电流施加与电压检测路径
探针压力控制:3-5gf压力范围
热漂移抑制:
预加热处理:测试前通电预热30秒
脉冲式测量:每次施加电压≤100ms
栅极漏电处理:
并联10MΩ电阻:吸收寄生电荷
测试顺序:从低到高阶梯加压
六、数据分析要点
合格判定:
同一批次Vth波动≤±5%
三次测量极差≤0.02V
异常数据分析:
Vth偏低:可能栅氧层缺陷
Vth偏高:掺杂浓度异常
曲线畸变:接触不良或器件击穿
七、选型关联测试
根据应用场景补充测试:
驱动电压验证:
信号切换型:V_GS=Vth+3V
功率开关型:V_GS=Vth+10V
温度系数测试:
在-40℃/+125℃重复测试
计算ΔVth/ΔT应≈-2mV/℃
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