试解释mos管具有电压放大作用的基本原理?

试解释mos管具有电压放大作用的基本原理?,第1张

mos管是金属(metal)—氧化物(oxid)—半导体(semiconductor)场效应晶体管,或者称是金属—绝缘体(insulator)—半导体。MOS管的source和drain是可以对调的,他们都是在P型backgate中形成的N型区。在多数情况下,这个两个区是一样的,即使两端对调也不会影响器件的性能。这样的器件被认为是对称的。

定义

双极型晶体管把输入端电流的微小变化放大后,在输出端输出一个大的电流变化。双极型晶体管的增益就定义为输出输入电流之比(beta)。另一种晶体管,叫做场效应管(FET),把输入电压的变化转化为输出电流的变化。FET的增益等于它的transconductance, 定义为输出电流的变化和输入电压变化之比。市面上常有的一般为N沟道和P沟道,详情参考右侧图片(N沟道耗尽型MOS管)。而P沟道常见的为低压Mos管。

场效应管的名字也来源于它的输入端(称为gate)通过投影一个电场在一个绝缘层上来影响流过晶体管的电流。事实上没有电流流过这个绝缘体,所以FET管的GATE电流非常小。最普通的FET用一薄层二氧化硅来作为GATE极下的绝缘体。这种晶体管称为金属氧化物半导体(MOS)晶体管,或,金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)。因为MOS管更小更省电,所以他们已经在很多应用场合取代了双极型晶体管。

无论N型或者P型MOS管,其工作原理本质是一样的。MOS管是由加在输入端栅极的电压来控制输出端漏极的电流。MOS管是压控器件它通过加在栅极上的电压控制器件的特性,不会发生像三极管做开关时的因基极电流引起的电荷存储效应,因此在开关应用中,MOS管的开关速度应该比三极管快。

比如韩国的思达特,美国的STI,泰克,ITC,IST,吉时利,安捷伦,福禄克,日本的岩崎,TESEC,CATE,JUNO友能,国产的西安易恩电气ENJ2005-C。这是我查的一些关于ENJ2005-C的具体资料:

西安易恩电气 EN-2005C是一款很具有代表性的新型半导体晶体管图示系统,本系统可自动生成功率器件的I-V曲线,也可根据客户的实际需求设置功能测试,直接读取数显结果。系统在失效分析,IQC来料检验及高校实验室等部门有广泛的应用。系统生成的曲线都使用ATE系统逐点建立,保证了数据的准确可靠。系统典型的测试时间是6 to 20ms,通常上百个数据点曲线只需要几秒钟时间便可以展现出来,数据捕获的曲线可导入EXCEL等格式进一步分析研究,是一款高效多功能的高端半导体测试设备。

测试范围 / 测试参数

01

二极管

DIODE

IR;BVR ;VF

02

晶体管

(NPN型/PNP型)

ICBO;ICEO;ICER; ICES; ICEV;IEBO;BVCEO ;BVCBO;

BVEBO;HFE;VCESAT;VBESAT;VBE(VBEON);RE;VF

03

J型场效应管

J-FET

IGSS;IDOFF;IDGO;BVDGO;BVGSS;VDSON,VGSON;

IDSS;GFS;VGSOFF

04

MOS场效应管

MOS-FET

IDSS;IDSV;IGSSF; IGSSR;VGSF;VGSR;BVDSS;

VGSTH;VDSON、VF(VSD) IDON;VGSON;RDSON;GFS

05

双向可控硅

TRIAC

VD+;VD-;VT+ ; VT-;IGT;VGT ;IL+;IL-;IH+;IH-

06

可控硅

SCR

IDRM;IRRM;IGKO;VDRM;VRRM;BVGKO;VTM;

IGT;VGT;IL;IH

07

绝缘栅双极大功率晶体管

IGBT

ICES;IGESF;IGESR;BVCES;VGETH;VCESAT;ICON;

VGEON;VF;GFS

08

硅触发可控硅

STS

IH+; IH-;VSW+ ; VSW-;VPK+ ;

VPK-;VGSW+;VGSW-

09

达林顿阵列

DARLINTON

ICBO; ICEO;ICER;ICES;ICEX;IEBO;BVCEO;

BVCER;BVCEE;BVCES ;BVCBO;BVEBO;hFE ;

VCESAT; VBESAT;VBEON

10

光电耦合

OPTO-COUPLER

ICOFF、ICBO;IR;BVCEO;BVECO;BVCBO;BVEBO;

CTR;HFE;VCESAT; VSAT;VF(Opto-Diode)

11

继电器

RELAY

RCOIL;VOPER;VREL;RCONT;OPTIME; RELTIME

12

稳压、齐纳二极管

ZENER

IR;BVZ;VF;ZZ

13

三端稳压器

REGULATOR

Vout;Iin;

14

光电开关

OPTO-SWITCH

ICOFF;VD;IGT;VON;ION ;IOFF

15

光电逻辑

OPTO-LOGIC

IR;VF;VOH;VOL;IFON; IFOFF

16

金属氧化物压变电阻

MOV

ID+ ID-;VN+; VN-;VC+ ;VCLMP-;VVLMP+ ;

17

固态过压保护器

SSOVP

ID+ ID-;VCLAMP+, VCLAMP-;VT+、VT-;IH+、

IH-;;IBO+ IBO-;VBO+ VBO-;VZ+ VZ-

18

压变电阻

VARISTOR

ID+; ID-;VC+ ;VC-

19

双向触发二极管

DIAC

VF+,VF-,VBO+,VBO-,IBO+,IBO-,IR+,IR-,

DCT2000半导体功率器件静态参数测试仪系统能测试很多电子元器件的静态直流参数(如击穿电压V(BR)CES/V(BR)DSs、漏电流ICEs/lGEs/IGSs/lDSs、阈值电压/VGE(th)、开启电压/VCE(on)、跨导/Gfe/Gfs、压降/Vf、导通内阻Rds(on))。

测试种类覆盖7 大类别26分类,包括“二极管类”“三极管类(如BJT、MOSFET、IGBT)”“保护类器件”“稳压集成类”“继电器类”“光耦类”“传感监测类”等品类的繁多的电子元器件。

高压源标配1400V(选配2KV),高流源标配100A(选配40A,200A,500A)

控制极/栅极电压40V,栅极电流10mA

分辨率最高至1mV / 1nA,精度最高可至0.5%

DCT2000半导体功率器件静态参数测试仪系统适用于功率器件测试还可测试“结电容”,支持“脉冲式一键加热”和“分选机连接”

第一部分:规格&环境

1.1、 产品信息

产品型号:DCT2000

产品名称:半导体功率器件静态参数测试仪系统

1.2、 物理规格

主机尺寸:深660*宽430*高210(mm)

主机重量:<35kg

1.3、 电气环境

主机功耗:<300W

海拔高度:海拔不超过4000m;

环境要求:-20℃~60℃(储存)、5℃~50℃(工作);

相对湿度:20%RH~75%RH (无凝露,湿球温度计温度 45℃以下);

大气压力:86Kpa~106Kpa;

防护条件:无较大灰尘,腐蚀或爆炸性气体,导电粉尘等;

电网要求:AC220V、±10%、50Hz±1Hz;

工作时间:连续;

第二部分:应用场景和产品特点

一、应用场景

1、 测试分析 (功率器件研发设计阶段的初始测试,主要功能为曲线追踪仪)

2、 失效分析 (对失效器件进行测试分析,查找失效机理。以便于对电子整机的整体设计和使用过程提出改善方案)

3、 选型配对 (在器件焊接至电路板之前进行全部测试,将测试数据比较一致的器件进行分类配对)

4、 来料检验 (研究所及电子厂的质量部(IQC)对入厂器件进行抽检/全检,把控器件的良品率)

5、 量产测试 (可连接机械手、扫码q、分选机等各类辅助机械设备,实现规模化、自动化测试)

6、 替代进口 (DCT2000半导体功率器件静态参数测试仪系统可替代同级别进口产品)

二、产品特点

1、程控高压源10~1400V,提供2000V选配;

2、程控高流源1uA~100A,提供40A,200A,500A选配;

3、驱动电压10mV~40V

4、控制极电流10uA~10mA;

5、16位ADC,100K/S采样速率;

6、自动识别器件极性NPN/PNP

7、曲线追踪仪,四线开尔文连接保证加载测量的准确

8、通过RS232 接口连接校准数字表,对系统进行校验

9、不同的封装形式提供对应的夹具和适配器(如TO220、SOP-8、DIP、SOT-23等等)

10、半导体功率器件静态参数测试仪系统能测很多电子元器件(如二极管、三极管、MOSFET、IGBT、可控硅、光耦、继电器等等);

11、半导体功率器件静态参数测试仪系统能实现曲线追踪仪(如击穿电压V(BR)CES/V(BR)DSs、漏电流ICEs/lGEs/IGSs/lDSs、阈值电压/VGE(th)、开启电压/VCE(on)、跨导/Gfe/Gfs、压降/Vf、导通内阻Rds(on) )

12、结电容参数也可以测试,诸如Cka,Ciss,Crss,Coss;

13、脉冲电流自动加热功能,方便高温测试,无需外挂升温装置;

14、Prober 接口、Handler 接口可选(16Bin),连接分选机最高效率1h/9000个;

15、半导体功率器件静态参数测试仪系统在各大电子厂的IQC、实验室有着广泛的应用;

第三部分:产品介绍

3.1、产品介绍

DCT2000半导体功率器件静态参数测试仪系统是由我公司技术团队结合半导体功率器件静态参数测试仪系统的多年经验,以及众多国内外测试系统产品的熟悉了解后,完全自主开发设计的全新一代“半导体功率器件静态参数测试仪系统”。软件及硬件均由团队自主完成。这就决定了这款产品的功能性和可靠性能够得到持续完善和不断的提升。

半导体功率器件静态参数测试仪系统脉冲信号源输出方面,高压源标配1400V(选配2KV),高流源标配100A(选配40A,200A,500A)栅极电压40V,栅极电流10mA,分辨率最高至1mV / 30pA,精度最高可至0.5%。程控软件基于Lab VIEW平台编写,填充式菜单界面。采用带有开尔文感应结构的测试插座,自动补偿由于系统内部及测试电缆长度引起的任何压降,保证测试结果准确可靠。产品可测试 Si, SiC, GaN 材料的 IGBTs, DIODEs, MOSFETs, BJTs, SCRs 等7大类26分类的电子元器件。涵盖电子产品中几乎所有的常见器件。无论电压电流源还是功能配置都有着极强的扩展性。

产品为桌面放置的台式机结构,由测试主机和程控电脑两大部分组成。外挂各类夹具和适配器,还能够通过Prober 接口、Handler 接口可选(16Bin)连接分选机和机械手建立工作站,实现快速批量化测试。通过软件设置可依照被测器件的参数等级进行自动分类存放。能够极好的应对“来料检验”“失效分析”“选型配对”“量产测试”等不同场景。

半导体功率器件静态参数测试仪系统产品的可靠性和测试数据的重复性以及测试效率都有着非常优秀的表现。创新的“点控式夹具”让 *** 作人员在夹具上实现一点即测。 *** 作更简单效率更高。测试数据可保存为EXCEL文本,方便快捷的完成曲线追踪仪。

3.2、人机界面(DCT2000半导体功率器件静态参数测试仪系统)

第四部分:功能配置

4.1、 配置选项

DCT2000半导体功率器件静态参数测试仪系统的功能配置如下

4.2、 适配器选型

DCT2000半导体功率器件静态参数测试仪系统的适配器有如下

4.3、 测试种类及参数

DCT2000半导体功率器件静态参数测试仪系统的测试种类和参数如下

(1)二极管类:二极管  Diode

Kelvin,Vrrm,Irrm,Vf,△Vf,△Vrrm,Cka,Tr(选配);

(2)二极管类:稳压二极管  ZD(Zener Diode)

Kelvin,Vz,lr,Vf,△Vf,△Vz,Roz,lzm,Cka;

(3)二极管类:稳压二极管  ZD(Zener Diode)

Kelvin、Vz、lr、Vf、△Vf、△Vz、Roz、lzm、Cka;

(4)二极管类:三端肖特基二极管SBD(SchottkyBarrierDiode)

Kelvin 、Type_ident 、Pin_test 、Vrrm、Irrm、Vf、△Vf、V_Vrrm、I_Irrm、△Vrrm、Cka、Tr(选配);

(5)二极管类:瞬态二极管  TVS

Kelvin 、Vrrm 、Irrm、Vf、△Vf、△Vrrm 、Cka ;

(6)二极管类:整流桥堆

Kelvin 、Vrrm、Irrm、Ir_ac、Vf、△Vf、△Vrrm 、Cka;

(7)二极管类:三相整流桥堆

Kelvin 、Vrrm 、Irrm、Ir_ac、Vf、△Vf、△Vrrm、Cka;

(8)三极管类:三极管

Kelvin 、Type_ident、Pin_chk 、V(br)cbo 、V(br)ceo 、V(br)ebo 、Icbo、lceo、Iebo、Hfe、Vce(sat)、Vbe(sat)、△Vsat、△Bvceo 、△Bvcbo 、Vbe、lcm、Vsd 、Ccbo 、Cces、Heater、Tr (选配)、Ts(选配)、Value_process;

(9) 三极管类:双向可控硅

Kelvin、Type_ident、Qs_chk、Pin_test、Igt、Vgt、Vtm、Vdrm、Vrrm、Vdrm rrm、Irrm、 Idrm、Irrm_drm、Ih、IL、C_vtm、△Vdrm、△Vrrm、△Vtm;

(10)三极管类:单向可控硅

Kelvin、 Type_ident、 Qs_chk、 Pin test、 lgt、 Vgt、 Vtm、 Vdrm Vrrm、 IH、IL、△Vdrm△Vrrm、Vtm;

(11)三极管类:MOSFET

Kelvin 、Type_ident、Pin_test、VGS(th) 、V(BR)Dss 、Rds(on) 、Bvds_rz、△Bvds、Gfs、Igss、ldss 、Idss zero 、Vds(on)、 Vsd、Ciss、Coss、Crss、Bvgs 、ld_lim 、Heater、Value_proces、△Rds(on) ;

(12)三极管类:双MOSFET

Kelvin、 Pin_chk、Ic_fx_chk、 Type_ident、 Vgs1(th)、 VGs2(th)、 VBR)Dss1、 VBR)Dss2、 Rds1(on)、 Rds2(on)、 Bvds1 rz、 Bvds2_rz、 Gfs1、Gfs2、lgss1、lgss2、Idss1、Idss2、Vsd1、Vsd2、Ciss、Coss、Crss;

(13)三极管类:JFET

Kelvin、VGS(off )、V(BR)Dss、Rds(on)、Bvds_rz、Gfs、lgss、 Idss(off)、 Idss(on)、 vds(on)、 Vsd、Ciss、Crss、Coss;

(14)三极管类:IGBT

Kelvin、VGE(th)、V(BR)CES、Vce(on)、Gfe、lges、 lces、Vf、Ciss、Coss、Crss;

(15)三极管类:三端开关功率驱动器

Kelvin、Vbb(AZ)、 Von(CL)、 Rson、Ibb(off)、Il(lim)、Coss、Fun_pin_volt;

(16)三极管类:七端半桥驱动器

Kelvin、lvs(off)、lvs(on)、Rson_h、Rson_l、lin、Iinh、ls_Volt、Sr_volt;

(17)三极管类:高边功率开关

Kelvin、Vbb(AZ)、Von(CL)、Rson、Ibb(off)、ll(Iim)、Coss、Fun_pin_volt;

(18)保护类:压敏电阻

Kelvin、Vrrm、 Vdrm、Irrm、Idrm、Cka、 △Vr

(19)保护类:单组电压保护器

Kelvin 、Vrrm、Vdrm、Irrm、Idrm、Cka、△Vr;

(20)保护类:双组电压保护器

Kelvin、Vrrm、Vdrm、Irrm、Idrm、Cka、△Vr;

(21)稳压集成类:三端稳压器

Kelvin 、Type_ident 、Treg_ix_chk 、Vout 、Reg_Line、Reg_Load、IB、IB_I、Roz、△IB、VD、ISC、Max_lo、Ro、Ext _Sw、Ic_fx_chk;

(22)稳压集成类:基准IC(TL431)

Kelvin、Vref、△Vref、lref、Imin、loff、Zka、Vka;

(23)稳压集成类:四端稳压

Kelvin、Type_ident、Treg_ix_chk、Vout、Reg_Line、Reg_Load、IB、IB_I、Roz、△lB、VD、Isc、Max_lo、Ro、Ext_Sw、Ic_fx_chk;

(24)稳压集成类:开关稳压集成器

选配;

(25)继电器类:4脚单刀单组、5脚单刀双组、8脚双组双刀、8脚双组四刀、固态继电器

Kelvin、Pin_chk、Dip6_type_ident、Vf、Ir、Vl、Il、Ift、Ron、Ton(选配)、Toff(选配);

(26)光耦类:4脚光耦、6脚光耦、8脚光耦、16脚光耦

Kelvin、Pin_chk、Vf、Ir、Bvceo、Bveco、Iceo、Ctr、Vce(sat)、Tr、Tf;

(27)传感监测类:

电流传感器(ACS712XX系列、CSNR_15XX系列)(选配);

霍尔器件(MT44XX系列、A12XX系列)(选配);

电压监控器(选配);

电压复位IC(选配);

曲线追踪仪

第五部分:性能指标

DCT2000半导体功率器件静态参数测试仪系统的性能指标如下

5. 1 、 电流/电压源 ( VIS ) 自带VI测量单元

(1)加压(FV)

量程±40V分辨率19.5mV精度±1% 设定值±10mV

量程±20V分辨率10mV精度±1% 设定值±5mV

量程±10V分辨率5mV精度±1% 设定值±3mV

量程±5V分辨率2mV精度±1% 设定值±2mV

量程±2V分辨率1mV精度±1% 设定值±2mV

(2)加流(FI)

量程±40A 分辨率19.5mA精度±2% 设定值±20mA

量程±4A 分辨率1.95mA精度±1% 设定值±2mA

量程±400mA分辨率1195uA精度±1% 设定值±200uA

量程±40mA分辨率119.5uA精度±1% 设定值±20uA

量程±4mA分辨率195nA精度±1% 设定值±200nA

量程±400uA分辨率19.5nA精度±1% 设定值±20nA

量程±40uA分辨率1.95nA精度±1% 设定值±2nA

说明:电流大于1.5A自动转为脉冲方式输出,脉宽范围:300us-1000us可调

(3)电流测量(MI)

量程±40A分辨率1.22mA精度±1% 读数值±20mA

量程±4A分辨率122uA精度±0.5% 读数值±2mA

量程±400mA分辨率12.2uA精度±0.5% 读数值±200uA

量程±40mA分辨率1.22uA精度±0.5% 读数值±20uA

量程±4mA分辨率122nA精度±0.5% 读数值±2uA

量程±400uA分辨率12.2nA精度±0.5% 读数值±200nA

量程±40uA分辨率1.22nA精度±1% 读数值±20nA

(4)电压测量(MV)

量程±40V分辨率1.22mV精度±1% 读数值±20mV

量程±20V分辨率122uV 精度±0.5% 读数值±2mV

量程±10V分辨率12.2uV 精度±0.5% 读数值±200uV

量程±5V分辨率1.22uV 精度±0.5% 读数值±20uV

5. 2 、 数据采集部分 ( VM )

16位ADC,100K/S采样速率

(1)电压测量(MV)

量程±2000V分辨率30.5mV精度±0.5%读数值±200mV

量程±1000V分辨率15.3mV精度±0.2%读数值±20mV

量程±100V分辨率1.53mV精度±0.1%读数值±10mV

量程±10V分辨率153uV精度±0.1%读数值±5mV

量程±1V分辨率15.3uV精度±0.1%读数值±2mV

量程±0.1V分辨率1.53uV精度±0.2%读数值±2mV

(2)漏电流测量(MI)

量程±100mA分辨率30uA精度±0.2%读数值±100uA

量程±10mA分辨率3uA精度±0.1%读数值±3uA

量程±1mA分辨率300nA精度±0.1%读数值±300nA

量程±100uA分辨率30nA精度±0.1%读数值±100nA

量程±10uA分辨率3nA精度±0.1%读数值±20nA

量程±1uA 分辨率300pA精度±0.5%读数值±5nA

量程±100nA分辨率30pA精度±0.5%读数值±0.5nA

(3)电容容量测量(MC)

量程6nF分辨率10PF精度±5%读数值±50PF

量程60nF分辨率100PF精度±5%读数值±100PF

5. 3 、 高压源 ( HVS ) (基本)12位DAC

(1)加压(FV)

量程2000V/10mA分辨率30.5mV精度±0.5%设定值±500mV

量程200V/10mA分辨率30.5mV精度±0.2%设定值±50mV

量程40V/50mA分辨率30.5mV精度±0.1%设定值±5mV

(2)加流(FI):

量程10mA分辨率3.81uA 精度±0.5%设定值±10uA

量程2mA分辨率381nA精度±0.5%设定值±2uA

量程200uA分辨率38.1nA精度±0.5%设定值±200nA

量程20uA分辨率3.81nA精度±0.5%设定值±20nA

量程2uA分辨率381pA精度±0.5%设定值±20nA

DCT2000 半导体功率器件静态参数测试仪系统 能测很多电子元器件 ( 如二极管、三极管、MOSFET、IGBT、可控硅、光耦、继电器等等 ) 产品广泛的应用在院所高校、封测厂、电子厂.....


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