何謂二極管？如何用數(shù)字源表測試二極管電特性參數(shù)？

分立器件特性參數(shù)測試是對待測器件（DUT）施加 電壓或電流，然后測試其對激勵做出的響應(yīng)，通常分立器件特性參數(shù)測試需要幾臺儀器完成，如數(shù)字萬用表、 電壓源、電流源等。然而由數(shù)臺儀器組成的系統(tǒng)需要分別進(jìn)行編程、同步、連接、測量和分析，過程既復(fù)雜又耗時，又占用過多測試臺的空間；而且使用單一功能的測試儀器和激勵源還存在復(fù)雜的相互間觸發(fā)操作，有更大的不確定性及更慢的總線傳輸速度等缺點(diǎn)。 實(shí)施半導(dǎo)體分立器件特性參數(shù)分析的最佳工具之一是數(shù)字源表（SMU）。數(shù)字源表可作為獨(dú)立的恒壓源或恒流源、伏特計(jì)、安培計(jì)和歐姆表，還可用作精密電子負(fù)載，其高性能架構(gòu)還允許將其用作脈沖發(fā)生器、 波形發(fā)生器和自動電流-電壓(I-V)特性分析系統(tǒng)，支持四象限工作。

“五合一”高精度數(shù)字源表

S系列“五合一”高精度數(shù)字源表（SMU）可為高校科研工作者、器件測試工程師及功率模塊設(shè)計(jì)工程 師提供測量所需的工具。不論使用者對源表、電橋、曲線跟蹤儀、半導(dǎo)體參數(shù)分析儀或示波器是否熟悉，都能簡單而迅速地得到精確的結(jié)果。本應(yīng)用解決方案介紹了半導(dǎo)體分立器件中最常見的測試和相關(guān)挑戰(zhàn)，以及普賽斯數(shù)字源表（SMU）怎樣簡化測量流程，幫助用戶快速、精準(zhǔn)獲得測試數(shù)據(jù)或者電流電壓（I-V）、電容電壓（C-V）特性曲線等。

S系列源表輕松實(shí)現(xiàn)二極管特性參數(shù)分析

二極管是一種使用半導(dǎo)體材料制作而成的單向?qū)?電性元器件，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)一般為單個PN結(jié)結(jié)構(gòu)，只允許 電流從單一方向流過。發(fā)展至今，已陸續(xù)發(fā)展出整流二 極管、肖特基二極管、快恢復(fù)二極管、PIN二極管、光電 二極管等，具有安全可靠等特性，廣泛應(yīng)用于整流、穩(wěn) 壓、保護(hù)等電路中，是電子工程上用途最廣泛的電子元 器件之一。

IV特性是表征半導(dǎo)體二極管PN結(jié)制備性能的主 要參數(shù)之一，二極管IV特性主要指正向特性和反向特性：

正向特性：

當(dāng)在二極管兩端外加正向電壓時，在正 向特性的起始部分，正向電壓很小，正向電流幾乎為 零，這一段稱為死區(qū)。這個不能使二極管導(dǎo)通的正向電 壓稱為死區(qū)電壓。當(dāng)正向電壓大于死區(qū)電壓以后，二極 管正向?qū)?，電流隨電壓增大而迅速上升。在正常使用 的電流范圍內(nèi)，導(dǎo)通時二極管的端電壓幾乎維持不變， 這個電壓稱為二極管的正向電壓。

反向特性：

當(dāng)外加反向電壓時，如果電壓不超過一 定范圍時，反向電流很小，二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，這個 電流稱為反向飽和電流或漏電流。當(dāng)外加反向電壓超 過某一數(shù)值時，反向電流會突然增大，這種現(xiàn)象稱為電 擊穿。引起電擊穿的臨界電壓稱為二極管反向擊穿電壓。

表征二極管性能好壞和適用范圍的技術(shù)指標(biāo)主要 包含正向壓降（VF）、反向漏電流（IR）和反向擊穿電壓 （VR）等參數(shù)。

正向壓降（VF）

在規(guī)定的正向電流下，二極管的正向壓降，是二極 管能夠?qū)ǖ恼蜃畹碗妷?。小電流硅二極管的正向 壓降在中等電流水平下，約0.6～0.8 V；鍺二極管約 0.2～0.3 V；大功率的硅二極管的正向壓降往往達(dá)到 1V。 測試時，需要根據(jù)二極管工作電流的大小來選擇 不同的測試儀表：當(dāng)工作電流小于1A時，使用S系列源 表進(jìn)行測量；電流在1~10A之間時推薦使用P系列脈沖 源表；電流在10~100A之間時推薦HCP系列大電流臺 式脈沖源；100A以上推薦HCPL100高電流脈沖電源。

反向擊穿電壓（VR）

二極管根據(jù)材料和結(jié)構(gòu)的不同，其擊穿電壓大小 也不同，低于300V推薦普賽斯S系列臺式源表，300V 以上推薦E系列高壓源測單元。

大電流測試時，測試導(dǎo)線的電阻不可忽略，需要使用四線測量模式，可以消除引線電阻的影響，普賽斯所有源表均支持四線測量模式。

當(dāng)測量低電平電流(<1μA)時，可以使用三軸同軸連接器和三同軸電纜。三同軸電纜由內(nèi)芯（主，對應(yīng)連 接器為中心觸點(diǎn)）、保護(hù)層（對應(yīng)連接器為中間圓柱狀 觸點(diǎn)）、外皮屏蔽層組成。在接入源表保護(hù)端的測試電 路中，由于三同軸的保護(hù)層與內(nèi)芯之間是等電位，不會有漏電流產(chǎn)生，能夠提高低電流測試精度。

C-V特性測試

二極管參數(shù)表征除了I-V測試，也需要進(jìn)行C-V測 試，C-V測量方法可以得到關(guān)于二極管摻雜濃度、缺陷 之類的特性；二極管C-V測試方案由S系列源表、LCR、 測試夾具盒以及上位機(jī)軟件組成。

審核編輯黃宇