服務(wù)熱線
400-617-8668
型號:4200-BTI-A
產(chǎn)品時間:2023-11-10
簡要描述:
4200-BTI-A參數(shù)分析儀是一種可以量身定制、全面集成 的參數(shù)分析儀,可以同步查看電流電壓(I-V)、電容電壓(C-V) 和超快速脈沖式I-V 特性。作為性能高的參數(shù)分析儀, 4200A-SCS 加快了半導(dǎo)體、材料和工藝開發(fā)速度。
4200-BTI-A參數(shù)分析儀 Clarius Software
全新Clarius Software 用戶界面,您可以把對科研的理解提 升到全新水平。4200A-SCS 包括Clarius+ 軟件包,可以執(zhí) 行幾乎任何類型的I-V、C-V 和脈沖式I-V 特性分析測試。 Clarius Software 用戶界面提供了觸滑或點擊控制功能,為現(xiàn) 代半導(dǎo)體、材料和工藝特性分析提供高級測試定義、參數(shù)分析、 圖表繪制和自動化功能。
主要特點
專家視頻,降低特性分析復(fù)雜度
觀看吉時利全球應(yīng)用工程師制作的內(nèi)置視頻,迅速掌握應(yīng)用, 縮短學(xué)習(xí)周期。數(shù)小時的專家測量專業(yè)幫助,在發(fā)生意想不 到的結(jié)果或?qū)υ鯓釉O(shè)置測試存在疑問時,將為您提供指引。 Clarius Software 短專家視頻支持四種語言(英語、中文、日 語和韓語),可以迅速讓你洞察先機。
大量隨時可以使用的應(yīng)用測試可供選擇
通過Clarius 庫中裝備的450 多項應(yīng)用測試,您可以選擇或 修改預(yù)先定義的應(yīng)用測試,加快特性分析速度,或從一開始 簡便地創(chuàng)建自定義測試。只需三步,Clarius Software 就可以 引導(dǎo)新用戶像專家一樣完成參數(shù)分析。
實時結(jié)果和參數(shù)
自動數(shù)據(jù)顯示、算法分析和實時參數(shù)提取功能,加快獲得所 需信息的速度。您不必?fù)?dān)心數(shù)據(jù)丟失,因為所有歷史數(shù)據(jù)都 會保存下來。
無需示波器檢驗脈沖測量
脈沖定時預(yù)覽模式可以簡便地查看脈沖定時參數(shù),確認(rèn)脈沖 式I-V 測試按希望的方式執(zhí)行。使用瞬態(tài)I-V 或波形捕獲模式, 進行基于時間的電流或電壓測量,而無需使用外部示波器。
4200-BTI-A參數(shù)分析儀典型應(yīng)用
MOSFET, BJT 晶體管
材料特性分析
非易失性存儲設(shè)備
電阻率系數(shù)和霍爾效應(yīng)測量
NBTI/PBTI
III-V 族器件
失效分析
納米器件
二極管和pn 聯(lián)結(jié)
太陽能電池
傳感器
MEMS 器件
電化學(xué)
LED 和OLED
第1 步 - 構(gòu)建測試方案
在Clarius 庫的450 多種預(yù)先定義的應(yīng)用測試和項目中搜索、過濾 及選擇所需測試項。
過濾測試、器件或項目庫,快速進行選擇
了解每項測試,獲得更詳細(xì)的信息,包括:● 全面的測試描述; ● 測試示意圖; ● 所需設(shè)備。
第2 步 - 配置測試
使用Key Parameters View 或All Parameters View,迅速修改測 試參數(shù)。
第3 步 - 分析結(jié)果
查看圖形結(jié)果或數(shù)據(jù)結(jié)果,過濾測試數(shù)據(jù),標(biāo)記數(shù)據(jù),簡便地進行標(biāo)識。
2. 源測量單元(SMU)
精密直流電流VS. 電壓(I-V) 測量是分析器件和材料特性的 基石。4200A-SCS 參數(shù)分析儀的核心采用世界一LIU的源測 量單元(SMU) 儀器。源測量單元可以提供電壓或電流,可以 以非常高的分辨率和精度同時測量電壓和電流。SMU 把電 壓源、電流源、電流表和電壓表集成到一張儀器卡上,實現(xiàn) I-V 同步測量。
源測量單元擁有四象限功能,因此不僅可以提供電流,還可 以吸收電流,比如測試充電電容器或太陽能電池時。
I-V 掃描測量。
4200A-SCS 參數(shù)分析儀可以配置最多9 個SMU。有兩種 SMU 型號:中等功率SMU,范圍高達210 V/100 mA;高功 率SMU,范圍高達210 V/1 A。每個4200-SMU 中等功率 SMU 或4210-SMU 高功率SMU 占用主機的一個插槽,在 4200A-SCS 系統(tǒng)中可以一起使用。
所有4200A-SCS SMUs 都有屏蔽三同軸連接,為低電流和 高阻抗測量及4 線(Kelvin) force 和sense 連接提供保護防漏 電功能。
停止、掃描和脈沖測量
內(nèi)置4200A-SCS SMU 特性提供了各種測量功能,如掃描測 量操作、線性和對數(shù)步進掃描、列表掃描、單點平均等。
把測量分辨率擴展到10 aA
許多關(guān)鍵應(yīng)用需要能夠測量超低電流,如確定FET 的柵極泄 漏電流,測試靈敏的納米器件,測量絕緣裝置和電容器的泄 漏電流。
當(dāng)SMUs 配置選配的4200-PA 遠程前端放大器時,它們能 夠進行超低電流測量??蓴U展任意SMU 型號的電流范圍, 分辨率低至10 aA。對用戶,SMU 只是表現(xiàn)為提供了額外的 測量分辨率。
選配4200-PA 前端放大器模塊,fA 級測量。
前端放大器預(yù)裝在4200A-SCS 主機背面。這種安裝方式可 以使用標(biāo)準(zhǔn)線纜連接探針、測試夾具或開關(guān)矩陣??梢詮暮?面板中去掉前端放大器,放在較遠的位置( 如不透光的夾具 盒或探針臺內(nèi)),消除由于長電纜導(dǎo)致的測量問題。另外還提 供了上機架附件和三同軸安裝附件。
超低頻率C-V 技術(shù)及SMUs
4200A-SCS 提供了*WU二的功能,可以執(zhí)行超低頻率電 容電壓測量,而不需LCR 儀表或電容模塊。低頻率C-V 測 量用來分析某些材料中的緩慢捕獲和脫阱現(xiàn)象。
使用SMU 和前端放大器進行超低頻率C-V 測量。
4200A-SCS 采用新的窄帶技術(shù),利用集成的SMU 儀器的低 電流測量功能,在10 mHz ~ 10 Hz 范圍內(nèi)的低頻率上 執(zhí)行C-V 測量。這種方法采用4200A-SCS 的SMU 及前端 放大器,而不要求額外的硬件或軟件。
本地開關(guān)選項
為了適應(yīng)I-V 測量和其他測量類型之間切換,4200A-SCS 提供了多個選項,可以在不同測量類型之間簡便切換:
3. 電容- 電壓單元(CVU)
電容- 電壓(C-V) 測量通常用來分析MOSFET 的柵極氧化 層厚度、氧化層缺陷密度、摻雜分布等。在這一測量中,在 柵極電壓變化時,柵極到漏極和源極的電容會變化。電容測 量一般采用AC 技術(shù)完成。通過在被測器件(DUT) 中提供AC 電壓,然后測量得到的AC 電流和相位角,最終多頻率C-V 儀器模塊可以得到AC 阻抗。
1 kHz - 10 MHz AC 測量
4210-CVU 儀器模塊在1 kHz ~ 10 MHz 測試頻率上執(zhí)行幾 fF 到幾μF 的多頻率電容測量,同時提供高達±30 V 或60 V 差分的DC 偏置電壓。
電容- 電壓掃描。
由于多達 4096 個測量點,CVU 儀器可以用來測量電容相對
于電壓關(guān)系 (C-V)、電容相對于頻率關(guān)系 (C-f) 和電容相對于時間關(guān)系 (C-t),提取許多重要參數(shù),如:
另外還提供了 4200-CVU PWR 選項,支持:
確保結(jié)果的有效性>
與市場上其他C-V 模塊不同,4210-CVU 設(shè)計了*的已獲專LI的電路,支持各種特性和診斷工具,確保結(jié)果的有效性。
只需點擊一下鼠標(biāo),就可以把AC 和DC 源切換到噪聲最低的端子。
實時電容測量。
本地開關(guān)選項
由于很難在C-V 和其他測量類型之間切換,4200A-SCS 提 供了多個可以在不同測量類型之間簡便切換的選項:
4. 超快速脈沖測量單元(PMU)
超快速I-V 源和測量已經(jīng)成為許多技術(shù)日益重要的功能,包 括復(fù)合半導(dǎo)體、中等功率器件、非易失性存儲器、MEMS 器 件等等。
4225-PMU 模塊可以在生成超快脈沖電壓波形的同時測試脈 沖信號,最終將其無縫集成到4200A-SCS 測試環(huán)境中,提 供了*的I-V 測試性能,大大擴展了系統(tǒng)的材料、器 件和工藝特性分析能力。它代替了傳統(tǒng)的脈沖/ 測量硬件配置, 傳統(tǒng)配置一般包括一個外部脈沖發(fā)生器、一臺多通道示波器、 專門設(shè)計的互連硬件及集成軟件。
使用超快速脈沖式I-V 限度地減少自熱效應(yīng)。
4225-PMU 操作模式
每個模塊有兩個獨立通道。每個通道使用并行14 位模數(shù)轉(zhuǎn)換 器及深存儲器,可以同步測量電壓和電流,支持高達1M 采 樣點、每個樣點5 ns (200 MSa/sec)。
三種操作模式,全面分析特性
4225-PMU 可以用來執(zhí)行三種超快速I-V 測試:脈沖式 I-V、瞬態(tài)I-V 和脈沖源。
脈沖式I-V
指輸出脈沖式源的同時,在脈沖高電平區(qū)間進行 高速測試,提供類似DC 測試的測量結(jié)果。使用脈沖式I-V 信號分析器件特性,而不是使用DC 信號,可以研究或降低 自熱( 焦耳加熱) 效應(yīng),或限度地減少由于捕獲的電荷 變化而導(dǎo)致的電流漂移或退化。
瞬態(tài)I-V
或波形捕獲是一種基于時間的電流和/ 或電壓測量, 一般捕獲脈沖式波形。瞬態(tài)測試一般是單個脈沖波形,用來 研究時變參數(shù),如由于電荷捕獲或自熱導(dǎo)致的漏極電流隨時 間的變化過程??梢赃M行瞬態(tài)I-V 測量,測試動態(tài)測試電路; 也可以用來作為診斷工具,在脈沖式I-V 模式下選擇相應(yīng)的 脈沖設(shè)置。
脈沖源
涉及使用內(nèi)置Segment ARB® 功能輸出用戶自定義 的2 電平或多電平脈沖,或輸出任意波形。在使用儀器的 Segment ARB 模式時,各個電壓段最短可以達到20 ns,每 個通道最多2048 個波形段,為構(gòu)建波形、分析閃存設(shè)備和 其他非易失性存儲技術(shù)提供了必要的靈活性。
5. 開關(guān)解決方案
將吉時利高速度、高完整性開關(guān)解決方案與測試測量結(jié)合在 一起。
4200A-CVIV 多通道開關(guān)
把各種測量集成到器件特性分析中最困難的問題之一,是每 種測量類型基本上都要求不同的線纜。
4200A-CVIV 多通道開關(guān)
選擇與測量類型配套的線纜增強了測量完整性。但是,改變 每種測量類型的電纜耗時很長,許多用戶只能接受次優(yōu)結(jié)果。
4200A-CVIV 多通道開關(guān)連接示意圖。
此外,在重新連接電纜時,用戶會面臨電纜重連不正確的風(fēng)險,
進而導(dǎo)致錯誤,需要額外的調(diào)試時間。更糟糕的是,這些錯誤在很長時間內(nèi)都可能注意不到。
另一種方式是使用能夠切換 I-V 和 C-V 信號的遠程開關(guān),如吉時利 4200A-CVIV 多通道開關(guān)。
新型 4200A-CVIV 多通道開關(guān)在 I-V 測量和 C-V 測量之間自動切換。此外,C-V 測量可以移動到任何輸出通道上,而不需重新布線。這種 4 通道開關(guān)允許用戶在 I-V 和 C-V 測試期間保持相同的阻抗,可以把探針保留在晶圓測試站上。另外,用戶不需要改變測試設(shè)置和電纜連接,從而增強測量的準(zhǔn)確性。
內(nèi)置顯示器在近器件端提供了清晰的測試信息。
4225-RPM 遠程預(yù)放/ 開關(guān)模塊
對某些器件,要求進行多種類型的電測量,如脈沖式I-V、 DC I-V 和C-V 測試。這通常要求外部開關(guān)矩陣,能夠把各 類信號切換到被測器件。選配的4225-RPM 遠程前端放大器 / 開關(guān)模塊可以在DC I-V、C-V 和脈沖式I-V 測量之間自動 切換,大大簡化與器件的連接。
4225-RPM 遠程前端放大器/ 開關(guān)模塊。
用戶可以在器件上執(zhí)行所有電測量,而不必在每次測試時 斷開和重連線纜,從而節(jié)省寶貴的測試時間,減少麻煩。
在使用4225-RPM 遠程前端放大器/ 開關(guān)模塊的連接圖
4225-RPM 還作為前端放大器使用,擴大了PMU 上較低的 電流范圍。這對某些器件特別重要,如二極管,這類器件比 普通器件電流要低幾個數(shù)量級。下面顯示了通過4225-RPM 遠程前端放大器/ 開關(guān)進行的二極管脈沖式I-V 測量。其獨 特的自動量程功能可以在進行脈沖式I-V 掃描期間自動選擇 量程,用戶不需要選擇固定的量程,因此不會降低測量分辨率。
4225-RPM 為脈沖應(yīng)用提供了更低的電流范圍。
選配的多種測量性能電纜套件(4210-MMPC) 把4200A-SCS 參數(shù)分析儀連接到探針臂上。除不需要重新布線外,這個套 件還消除了由于連線錯誤或選用錯誤的電纜導(dǎo)致的測量錯誤, 有助于限度地提高信號保真度。
開關(guān)矩陣
4200A-SCS 有多種可選的開關(guān)矩陣配置。
6 插槽707B 和單插槽708B 半導(dǎo)體開關(guān)矩陣主機大大縮短了 指令的響應(yīng)時間,其測試序列和整體系統(tǒng)吞吐量明顯要快于 之前的主機設(shè)計。
708B 和707B 開關(guān)矩陣主機。
它們是專為半導(dǎo)體實驗室和生產(chǎn)測試環(huán)境設(shè)計的,采用標(biāo)準(zhǔn) 三同軸連接器和電纜,提供了超低電流開關(guān)性能。
6. NBTI/PBTI 套件
在開發(fā)大規(guī)模的硅CMOS 晶體管時,建立正/ 負(fù)偏壓溫度不 穩(wěn)定性(NBTI/PBTI) 模型是一個挑戰(zhàn)。隨著時間推移,NBTI 效應(yīng)導(dǎo)致晶體管的閾值電壓(VT) 發(fā)生漂移,亞閾值漏極電流 明顯提高,嚴(yán)重影響晶體管的使用壽命和電路性能。
超快速BTI 套件支持單點測試、平滑掃描、三角形和步進掃描測量類型。
在器件開發(fā)期間,必須準(zhǔn)確地建立這些效應(yīng)模型,在工藝集 成和生產(chǎn)過程中必須監(jiān)測這些效應(yīng)。在BTI 特性分析期間, 晶體管會每隔一段時間施加壓力并測試。但是,BTI 機制容 易發(fā)生松馳效應(yīng),也就說是在去掉壓力的時點上,晶體管開 始恢復(fù),退化會衰減。在松馳前分析退化效應(yīng)需要使用超快 速I-V 技術(shù)。
4200-BTI-A 超快速BTI 套件是業(yè)內(nèi)最XIAN進的NBTI/PBTI 測 試平臺,提供了所需的一切,可以在*硅CMOS 技術(shù)上進 行完善的NBTI 和PBTI 測量,包括一個4225-PMU 超快速 I-V 模塊、兩個4225-RPM 遠程前端放大器/ 開關(guān)、自動化 特性分析套件(ACS) 軟件、超快速BTI 測試項目模塊和線纜。 測試軟件模塊可以簡便地定義壓力定時、壓力條件和各種測 量序列,包括單點Id 測試、On-The-Fly(OTF) 或ID-VG 掃描。 它可以測量恢復(fù)效應(yīng)及退化效應(yīng),提供壓力前和壓力后測量 選項,其中包括4200A-SCS 的DC SMUs,執(zhí)行準(zhǔn)確的小信 號測量。
超快速BTI 測試軟件模塊支持單點測試、步進掃描、平滑掃 描和采樣測量等類型。每種類型的定時由測試采樣率和各個 測量設(shè)置確定。軟件模塊還可以控制測試序列中每個單元之 間的電壓條件,即使在定義復(fù)雜的測試序列時,也能實現(xiàn)最 大的靈活性和易用性。
技術(shù)指標(biāo)
除另行標(biāo)注外,所有技術(shù)指標(biāo)均為保障值。除另行標(biāo)注外,所有技術(shù)指標(biāo)均適用于所有型號。
1. 源測量單元
4200-SMU 中等功率 | 4210-SMU 高功率 | 選配 4200-PA 遠程前端放大器 | |
電流 , 值 | 100 mA | 1 A | 擴展所有 SMU 的低電流測量范圍 |
電壓 , 值 | 210 V | 210 V | |
功率 | 2.1 W | 21 W |
基本信息
四象限源/ 阱操作
每個SMU 上都有一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器
支持4 線連接(開爾文連接)
對數(shù)和線性測量掃描
4200A-SCS 主機可以支持最多9 個中等功率或高功率SMU 模塊
輸出接口
每個SMU 上三個迷你三同軸三同軸( 母頭) 接口,用于Force、Sense 和Sense Lo 一個定制15 針D-Sub ( 母頭) 接口,用于連接4200-PA
選配附件
4200-PA 遠程預(yù)放模塊
SMU 電流測量4
電流量程1 | 電壓 | 測量 | 源 | ||||
分辨率3 | 精度 ±(% 讀數(shù) + 安培) | 分辨率3 | 精度± (% 讀數(shù) + 安培) | ||||
4210-SMU 高功率SMU2 | 4210-SMU高功率SMU2 | 1 A | 21 V | 1 µA | 0.100% + 200 µA | 50 µA | 0.100% + 350 µA |
100 mA | 210 V | 100 nA | 0.045% + 3 µA | 5 µA | 0.050% + 15 µA | ||
4200-SMU 中等功率SMU2 | 100 mA | 21 V | 100 nA | 0.045% + 3 µA | 5 µA | 0.050% + 15 µA | |
10 mA | 210 V | 10 nA | 0.037% + 300 nA | 500 nA | 0.042% + 1.5 µA | ||
1 mA | 210 V | 1 nA | 0.035% + 30 nA | 50 nA | 0.040% + 150 nA | ||
100 µA | 210 V | 100 pA | 0.033% + 3 nA | 5 nA | 0.038% + 15 nA | ||
10 µA | 210 V | 10 pA | 0.050% + 600 pA | 500 pA | 0.060% + 1.5 nA | ||
1 µA | 210 V | 1 pA | 0.050% + 100 pA | 50 pA | 0.060% + 200 pA | ||
100 nA | 210 V | 100 fA | 0.050% + 30 pA | 5 pA | 0.060% + 30 pA | ||
4200-SMU 和4210-SMU加選配4200-PA前端放大器 | 10 nA | 210 V | 10 fA | 0.050% + 1 pA | 500 fA | 0.060% + 3 pA | |
1 nA | 210 V | 1 fA | 0.050% + 100 fA | 50 fA | 0.060% + 300 fA | ||
100 pA | 210 V | 300 aA | 0.100% + 30 fA | 15 fA | 0.100% + 80 fA | ||
10 pA | 210 V | 100 aA | 0.500% + 15 fA | 5 fA | 0.500% + 50 fA | ||
1 pA | 210 V | 10 aA | 1.000% + 10 fA | 1.5 fA | 1.000% + 40 fA | ||
限壓值:雙極性限壓值設(shè)置,可以設(shè)置所選電壓量程的10% 到滿量程區(qū)間任意值。 |
注
1. 所有量程擴展到滿量程的 105%。
2. 這些量程的技術(shù)指標(biāo)在有或沒有 4200-PA 時均適用。
3. 顯示分辨率受到基礎(chǔ)噪聲極限限制。測得分辨率在每個量程上為 6 位半。源分辨率在每個量程上為 4 位半。
4. 測量精度和源精度是在下述條件下使用標(biāo)配電纜時給出的。
SMU 電壓測量3
電壓范圍 1 | 電流 | 測量 | 源 | |||
4200-SMU | 4210-SMU | 分辨率 2 | 精度 ±(% 讀數(shù) + 伏特 ) | 分辨率 2 | 精度 ±(% 讀數(shù) + 伏特 ) | |
200 V | 10.5 mA | 105 mA | 200 µV | 0.015% + 3 mV | 5 mV | 0.02% + 15 mV |
20 V | 105 mA | 1.05 A | 20 µV | 0.01% + 1 mV | 500 µV | 0.02% + 1.5 mV |
2 V | 105 mA | 1.05 A | 2 µV | 0.012% + 150 µV | 50 µV | 0.02% + 300 µV |
200 mV | 105 mA | 1.05 A | 0.2 µV | 0.012% + 100 µV | 5 µV | 0.02% + 150 µV |
限流值:雙極性限流值設(shè)置,可以設(shè)置所選電流量程的10% 到滿量程區(qū)間任意值。 |
注
1. 所有量程擴展到滿量程的105%。
2. 這些技術(shù)指標(biāo)在有或沒有4200-PA 時均適用。
3. 測量精度和源精度是在下述條件下使用標(biāo)配電纜時給出的。
電壓監(jiān)測模式
高阻抗電壓表模式的設(shè)置為0 A 電流源輸出。
精度和分辨率
電壓范圍 | 測量分辨率 | 測量精度 ±(% 讀數(shù) + 伏特 ) |
200 V | 200 mV | 0.015% + 3 mV |
20 V | 20 mV | 0.01% + 1 mV |
2 V | 2 mV | 0.012% + 110 mV |
200 mV | 0.2 mV | 0.012% + 80 mV |
輸入阻抗
1013W
輸入泄漏電流
30 pA
測量噪聲
0.02%* 測量量程(rms)。
差分電壓監(jiān)測
使用VMU 模式的兩個SMUs,或使用每個SMU 提供的低傳感端子。
SMU 補充信息
補充信息沒有保證,但提供了與4200-SMU、4210-SMU 儀器有關(guān)的實用信息。
限制值精度
限壓值精度與電壓源技術(shù)指標(biāo)*
限流值精度與電流源技術(shù)指標(biāo)*
過沖
0.1% 典型值
電壓
滿刻度步進, 阻性負(fù)載和10mA 范圍
電流
1 mA 步進, RL = 10 kW, 20 V 范圍
量程瞬態(tài)變化
電壓量程
200 mV
電流量程
200 mV
溫度和濕度對精度的影響
精度指標(biāo)乘以下面其中一個系數(shù),具體視環(huán)境溫度和濕度而定。
溫度 | % 相對濕度 | |
5-60 | 60-80 | |
10° -18℃ | ×3 | ×3 |
18° -28℃ | ×1 | ×3 |
28° -40℃ | ×3 | ×5 |
4 線連接端(Remote Sense)
與FORCE 端子并聯(lián)<10Ω,F(xiàn)ORCE 端子和SENSE 端子之間的壓差不超過5 V COMMON 和SENSE LO 之間±30 V。
負(fù)載電容
10 nF
Guard 偏置電壓
FORCE 與Gurad 不超過 3 mV
Guard 輸出阻抗
100 kΩ
Guard 電容
1500 pF
屏蔽電容
3300 pF
4200-SMU 和4210-SMU 輸入阻抗(Force 到Common)
>1012Ω (100 nA-1 µA 范圍)
屏蔽電容
>1016Ω (1 pA 和10 pA 范圍), >1013Ω (100 pA-100 nA 范圍)
噪聲特性( 典型值)
電壓源 (rms)
0.01% 的輸出量程
電流源 (rms)
0.1% 的輸出量程
電壓測量(p-p)
0.02% 的測量量程
電流測量 (p-p)
0.2% 的測量量程
上升速率
0.2 V/µs
DC 浮地電壓
Common 端相對機箱地電壓±32V
2. SMU 前端放大器模塊
通過增加選配的4200-PA 前端放大器,可以擴展任何SMU 的低電流測量功能。通過在任一SMU 型號中有效增加五個電流范圍, 前端放大器提供了0.1fA 分辨率。前端放大器模塊與系統(tǒng)無縫集成;對用戶來說,SMU 看上去只是提供了額外的低電流測試量程。
4200-PA 基本信息
安裝
本地
前端放大器預(yù)裝在4200A-SCS 后面板上,用于本地操作。
遠程
用戶可以從背面拆下前端放大器,放在遠程位置( 如在不透光的夾具盒或在探針臺內(nèi)),以消除由于長電纜導(dǎo)致的測量問題。
輸入接口
一個定制接口,15 針,D-Sub ( 公頭)
輸出接口
兩個三同軸接口( 母頭)
外觀尺寸
.079 英寸寬 x 4.4 英寸深 x 2.2 英寸高(2 cm 寬 x 11.3 cm 深 x 5.6 cm 高)
重量
4.8 盎司(136 克)
使用4200-PA 前端放大器進行SMU 電流測量4
電流量程1 | 電壓 | 測量 | 源 | ||||
分辨率3 | 精度 ±(% 讀數(shù) + 安培) | 分辨率3 | 精度± (% 讀數(shù) + 安培) | ||||
4210-SMU 高功率SMU2 | 4210-SMU高功率SMU2 | 1 A | 21 V | 1 µA | 0.100% + 200 µA | 50 µA | 0.100% + 350 µA |
100 mA | 210 V | 100 nA | 0.045% + 3 µA | 5 µA | 0.050% + 15 µA | ||
4200-SMU 中等功率SMU2 | 100 mA | 21 V | 100 nA | 0.045% + 3 µA | 5 µA | 0.050% + 15 µA | |
10 mA | 210 V | 10 nA | 0.037% + 300 nA | 500 nA | 0.042% + 1.5 µA | ||
1 mA | 210 V | 1 nA | 0.035% + 30 nA | 50 nA | 0.040% + 150 nA | ||
100 µA | 210 V | 100 pA | 0.033% + 3 nA | 5 nA | 0.038% + 15 nA | ||
10 µA | 210 V | 10 pA | 0.050% + 600 pA | 500 pA | 0.060% + 1.5 nA | ||
1 µA | 210 V | 1 pA | 0.050% + 100 pA | 50 pA | 0.060% + 200 pA | ||
100 nA | 210 V | 100 fA | 0.050% + 30 pA | 5 pA | 0.060% + 30 pA | ||
4200-SMU 和4210-SMU加選配4200-PA前端放大器 | 10 nA | 210 V | 10 fA | 0.050% + 1 pA | 500 fA | 0.060% + 3 pA | |
1 nA | 210 V | 1 fA | 0.050% + 100 fA | 50 fA | 0.060% + 300 fA | ||
100 pA | 210 V | 300 aA | 0.100% + 30 fA | 15 fA | 0.100% + 80 fA | ||
10 pA | 210 V | 100 aA | 0.500% + 15 fA | 5 fA | 0.500% + 50 fA | ||
1 pA | 210 V | 10 aA | 1.000% + 10 fA | 1.5 fA | 1.000% + 40 fA | ||
限壓值:雙極性限壓值設(shè)置,可以設(shè)置所選電壓量程的10% 到滿量程區(qū)間任意值。 |
注
1. 所有量程擴展到滿量程的 105%。
2. 這些量程的技術(shù)指標(biāo)在有或沒有 4200-PA 時均適用。
3. 顯示分辨率受到基礎(chǔ)噪聲極限限制。測得分辨率在每個量程上為 6 位半。源分辨率在每個量程上為 4 位半。
4. 測量精度和源精度是在下述條件下使用標(biāo)配電纜時給出的。
3. 多頻率電容- 電壓單元
4210-CVU 基本信息
測量配置
四端子對,High POT,High CUR,Low POT,Low CUR
輸出接口
四個SMA 接口( 母頭)
標(biāo)配電纜
100Ω, SMA ( 公頭) 到SMA ( 公頭), 1.5 m, 4 根
選配電纜
100Ω, SMA ( 公頭) 到SMA ( 公頭), 3 m
測量功能
測量參數(shù)
CP-G, CP-D, CS-RS, CS-D, R-jX, Z-theta
量程
自動和固定
測試速度
Fast, Normal, Quiet, 和自定義
測試信號
頻率范圍
1 kHz ~ 10 MHz
最小分辨率
1 kHz, 10 kHz, 100 kHz, 1 MHz, 視頻率量程而定
源頻率精度
±0.1%
信號輸出電平范圍
10 mV rms ~ 100 mV rms
分辨率
1 mV rms
精度
±(10.0% + 1 mV rms) 無負(fù)載時( 在后面板)
輸出阻抗
100Ω, 典型值
DC 偏置功能
DC 電壓偏置范圍
±30 V (60 V 差分)
DC 電壓偏置分辨率
1.0 mV
DC 電壓偏置精度
±(0.5% + 5.0 mV) 無負(fù)載時
DC 電流
10 mA
掃描特性
提供的掃描參數(shù)
DC 偏置電壓, 頻率, AC 電壓
掃描類型
線性, 自定義
掃描方向
向上掃描, 向下掃描
測量點數(shù)
4096
測量精度4
C/G 測量精度實例
頻率 | 測量的電容 | C 精度 1 | G 精度 1, 2 |
10 MHz 3 | 1 pF | ±0.92% | ±590 ns |
10 pF | ±0.32% | ±1.8 µs | |
100 pF | ±0.29% | ±17 µs | |
1 nF | ±0.35% | ±99 µs | |
1 MHz | 1 pF | ±1.17% | ±64 ns |
10 pF | ±0.19% | ±65 ns | |
100 pF | ±0.10% | ±610 ns | |
1 nF | ±0.09% | ±4 µs | |
100 kHz | 10 pF | ±0.31% | ±28 ns |
100 pF | ±0.18% | ±59 ns | |
1 nF | ±0.10% | ±450 ns | |
10 nF | ±0.10% | ±3 µs | |
10 kHz | 100 pF | ±0.31% | ±15 ns |
1 nF | ±0.15% | ±66 ns | |
10 nF | ±0.08% | ±450 ns | |
100 nF | ±0.10% | ±3 µs | |
1 kHz | 1 nF | ±0.82% | ±40 ns |
10 nF | ±0.40% | ±120 ns | |
100 nF | ±0.10% | ±500 ns | |
1 µF | ±0.15% | ±10 µs |
注
1. 電容和電導(dǎo)測量精度是在下述條件下給出的:DX < 0.1。
2. 電導(dǎo)精度為參考的電容上測量的電導(dǎo)。
3. 這些指標(biāo)是典型值,非保證值,適用于23℃,僅供參考。
4. 積分時間:10 kHz 以下時為1 s 或10 s。測試信號電平: 30 mV rms。在4210-CVU 的后面板上。
所有技術(shù)數(shù)據(jù)適用于23℃ ±5℃、校準(zhǔn)后一年以內(nèi)、相對濕度5%~60%、預(yù)熱30 分鐘后。
CVU 電纜補充技術(shù)指標(biāo)3
這些指標(biāo)是典型值,非保證值,適用于23℃,僅供參考。
4210-CVU 典型電容精度,1.5m 電纜( 補充)
測得電容 | 1 kHz | 10 kHz | 100 kHz | 1 MHz | 10 MHz |
1 pF | - | ±8.38% | ±1.95% | ±0.43% | - |
10 pF | - | ±0.94% | ±0.21% | ±0.18% | ±1% |
100 pF | - | ±0.29% | ±0.20% | ±0.15% | ±1% |
1 nF | ±0.72% | ±0.17% | ±0.12% | ±0.16% | ±2% |
10 nF | ±0.28% | ±0.12% | ±0.13% | ±0.55% | - |
100 nF | ±0.12% | ±0.13% | ±0.22% | ±1.14% | - |
1 mF | ±0.17% | ±0.21% | - | - | - |
4210-CVU 典型電容精度,3m 電纜( 補充)
測得電容 | 1 kHz | 10 kHz | 100 kHz | 1 MHz | 10 MHz |
1 pF | - | ±8.5 % | ±2.05% | ±0.57% | - |
10 pF | - | ±0.96% | ±0.23% | ±0.21% | - |
100 pF | - | ±0.29% | ±0.20% | ±0.17% | - |
1 nF | ±0.72% | ±0.17% | ±0.12% | ±0.18% | - |
10 nF | ±0.28% | ±0.12% | ±0.13% | ±0.65% | - |
100 nF | ±0.12% | ±0.13% | ±0.22% | ±1.16% | - |
1 mF | ±0.17% | ±0.21% | - | - | - |
注
1. 電容和電導(dǎo)測量精度是在下述條件下的:DX < 0.1。
2. 電導(dǎo)精度為參考的電容上測量的電導(dǎo)。
3. 這些指標(biāo)是典型值,非保證值,適用于23℃,僅供參考。
4. 積分時間:10 kHz 以下時為1 s 或10 s。測試信號電平: 30 mV rms。在4210-CVU 的后面板上。所有技術(shù)數(shù)據(jù)適用于23℃
±5℃、校準(zhǔn)后一年以內(nèi)、相對濕度5%~60%、預(yù)熱30 分鐘后。
4. CV-IV 多通道開關(guān)模塊
I-V/C-V 多通道開關(guān)自動在I-V 測量和C-V 測量之間切換。此外,C-V 測量可以 在不同端口間自動切換,而不需重新布線。用戶可以配置每個通道,使用4200- PA 前端放大器或標(biāo)準(zhǔn)電流分辨率時,選擇SMU 直傳模塊4200A-CVIV-SPT 保證 低電流測量精度。
4200A-CVIV 基本信息
輸入接口
4200-PA 前端放大器:自定義, 15 針, D-Sub ( 公頭)
4200-CVIV-SPT SMU 直傳模塊:每個模塊兩個三同軸接口( 母頭)
CVU:四個SMA 接口( 母頭)
輸出接口
8 個三同軸接口( 母頭)
外觀尺寸
19.8 cm 寬 x 14.2 cm 高 x 11.1 cm 深
(7.8 英寸寬 x 5.6 英寸高 x 4.4 英寸深)
重量
1.5 公斤(3.3 磅)
供電
通過USB 電纜連接至4200A-SCS 主機
輸出通道
可以配置最多4 個通道
電壓
210 V
電流
1A
SMU 通道
采用 4200-PA | 采用 4200A-CVIV-SPT | |
偏置電流 | <100 fA | < 1pA |
偏置電壓 | <100mV | <100mV |
并聯(lián)電阻 | >1e15W | >1e14W |
DC 輸出電阻 (2 線 ) | 1.5W | 1.5W |
DC 輸出電阻 (4 線 ) | <100 mW | <100 mW |
SMU 通道
AC 輸出阻抗
100Ω, 典型值( 中間芯線到外部屏蔽層)
精度, 典型值
參閱下表
CVU DC 偏置功能
范圍
±30V @ 10 mA 值(60V 差分)
分辨率
1 mV
其他誤差( 對CVU 偏置功能)
<50µV
DC 輸出電阻(4 線)
<100 mΩ
4210-CVU 連接到4200A-CVIV 多通道開關(guān)的典型精度,除另外標(biāo)注外均為2 線模式1,3
測得電容 | 1 kHz | 10 kHz | 100 kHz | 1 MHz |
1 pF | 未指明 | ±9.0% | ±2.2% | ±0.7% |
10 pF | 未指明 | ±1.0% | ±0.5% | ±0.5% |
100 pF | 未指明 | ±0.5% | ±0.5% | ±0.5% |
1 nF | ±0.8% | ±0.5% | ±0.5% | ±0.5% 2 |
10 nF | ±0.5% | ±0.5% | ±0.5% | ±0.75% 2 |
100 nF | ±0.5% | ±0.5% | ±0.5% | ±1.25% 2 |
1mF | ±0.5% | ±0.5% | 未指明 | 未指明 |
注
1. CVU 補償時間不超過一個月內(nèi)有效。
2. 4 線模式下;低阻抗器件推薦使用4 線測試。
3. 上述技術(shù)數(shù)據(jù)是典型值,非保證值,適用于25℃,僅供參考。
5. 超快速脈沖測量單元
2 通道4225-PMU 同時提供了超快速電壓波形發(fā)生器及電壓電流同步快速測試功能。
4225-PMU 基本信息
輸出接口
四個SMA 接口( 母頭) 和兩個HDMI 接口
提供的電纜
SMA( 公頭) 到SMA ( 公頭), 2m, 每臺4 根(CA-404B)
SMA 到SSMC Y 型電纜, 6 英寸(15 cm), 每臺2 根(4200-PRB-C)
選配附件
4225-RPM 單通道, 遠程前端放大器/ 開關(guān)模塊
PMU 電流測量
定時參數(shù),有和沒有4225-RPM 遠程前端放大器/ 開關(guān)模塊時的典型值
10 V 量程 | 40 V 量程 | ||||
電流測量量程 | 10 mA | 200 mA | 100mA | 10 mA | 800 mA |
推薦最小脈沖寬度 2 | 160 ns | 70 ns | 6.4ms | 770 ns | 770 ns |
推薦最小測量窗口 2 | 20 ns | 20 ns | 1ms | 100 ns | 100 ns |
推薦最小跳變時間 3 | 20 ns | 20 ns | 1ms | 100 ns | 100 ns |
噪聲 4 | 15mA | 50mA | 75 nA | 5mA | 200mA |
穩(wěn)定時間 5 | 100 ns | 30 ns | 4ms | 500 ns | 500 ns |
注
1. 所有典型值都使用開路測得。
2. 使用75%~90% 的脈沖頂部默認(rèn)測量窗口。推薦最小脈沖寬度 = ( 穩(wěn)定時間) / 75%。
3. 推薦上升/ 下降時間,使過沖達到最小。
4. 電壓或電流量程一定時推薦最小測量窗口上測得的RMS 噪聲,典型值。
5. 信號穩(wěn)定到DC 精度電平所需的時間。( 例:10mA 電流量程在PMU 10V 量程下的穩(wěn)定時間定義為信號穩(wěn)定到最終值的1.25%范圍內(nèi)所需時間。計算公式:精度 = 0.25% + 100mA = 0.25% + (100mA/10 mA) = 0.25% + 1% = 1.25%)。
定時參數(shù),使用4225-RPM 遠程前端放大器/ 開關(guān)模塊時的典型值1
電流測量量程 | ||||||
100 nA | 1mA | 10mA | 100mA | 1 mA | 10 mA | |
推薦最小脈沖寬度 2 | 134ms | 20.4ms | 8.36ms | 1.04ms | 370 ns | 160 ns |
推薦最小測量窗口 2 | 10ms | 1.64ms | 1ms | 130 ns | 40 ns | 20 ns |
推薦最小跳變時間 3 | 1ms | 360 ns | 360 ns | 40 ns | 30 ns | 20 ns |
噪聲 4 | 200 pA | 2 nA | 5 nA | 50 nA | 300 nA | 1.5mA |
穩(wěn)定時間 5 | 100ms | 15ms | 6 μs | 750 ns | 250 ns | 100 ns |
注
1. 所有典型值都使用開路測得。
2. 使用75%~90% 的脈沖頂部默認(rèn)測量窗口。推薦最小脈沖寬度 = ( 穩(wěn)定時間) / 75%。
3. 推薦上升/ 下降時間,使過沖達到最小。
4. 電壓或電流量程一定時推薦最小測量窗口上測得的RMS 噪聲,典型值。
5. 信號穩(wěn)定到DC 精度電平所需的時間。( 例:10mA 電流量程在PMU 10V 量程下的穩(wěn)定時間定義為信號穩(wěn)定到最終值的1.25% 范圍內(nèi)所需時間。計算公式:精度 = 0.25% + 100mA = 0.25% + (100mA/10 mA) = 0.25% + 1% = 1.25%)。
PMU 電流測量精度
僅4225-PMU
10 V 量程 | 40 V 量程 | ||||
電流測量量程 | 10 mA | 200 mA | 100 mA | 10 mA | 800 mA |
精度 (DC) | ±(0.25% + 100 mA) | ±(0.25% + 250 mA) | ±(0.25% + 1mA) | ±(0.5% + 100mA) | ±(0.25% + 3 mA) |
4225-PMU 和RPM 組合
10 V 量程 | ||||||
電流測量量程 | 100 nA | 1mA | 10mA | 100mA | 1 mA | 10 mA |
精度 (DC) | ±(0.5% + 1 nA) | ±(0.5% + 1 nA) | ±(0.5% + 30 nA) | ±(0.5% + 100 nA) | ±(0.5% + 1mA) | ±(0.5% +10mA) |
PMU 電壓測量
定時參數(shù), 典型值1
4225-PMU | 4225-RPM | ||
電壓測量量程 | 10 V | 40 V | 10 V |
推薦最小脈沖寬度 2 | 70 ns | 150 ns | 160 ns |
推薦最小測量窗口 2 | 20 ns | 20 ns | 20 ns |
推薦最小跳變時間 3 | 20 ns | 100 ns | 20 ns |
噪聲 4 | 2 mV | 8 mV | 1 mV |
穩(wěn)定時間 5 | 30 ns | 30 ns | 100 ns |
注
1. 所有典型值都使用開路測得。
2. 使用75%~90% 的脈沖頂部默認(rèn)測量窗口。推薦最小脈沖寬度 = ( 穩(wěn)定時間) / 75%。
3. 推薦上升/ 下降時間,使過沖達到最小。
4. 電壓或電流量程一定時推薦最小測量窗口上測得的RMS 噪聲,典型值。
5. 信號穩(wěn)定到DC 精度電平所需的時間。( 例:10mA 電流量程在PMU 10V 量程下的穩(wěn)定時間定義為信號穩(wěn)定到最終值的1.25%范圍內(nèi)所需時間。計算公式:精度 = 0.25% + 100mA = 0.25% + (100mA/10 mA) = 0.25% + 1% = 1.25%)。
PMU 電壓精度
±10 V PMU | ±40 V PMU | ±10 V RPM | |
精度 (DC) | ±(0.25% + 10 mV) | ±(0.25% + 40 mV) | ±(0.25% + 10 mV) |
電壓和電流, 值1
10V 量程 | 40V 量程 | |||
電阻 2 | 電壓 2 | 電流 2 | 電壓 2 | 電流 2 |
1 Ω | 0.196 V | 196 mA | 0.784 V | 784 mA |
5 Ω | 0.909 V | 182 mA | 3.64 V | 727 mA |
10 Ω | 1.67 V | 167 mA | 6.67 V | 667 mA |
25 Ω | 3.33 V | 133 mA | 13.3 V | 533 mA |
50 Ω | 5.00 V | 100 mA | 20.0 V | 400 mA |
100 Ω | 6.67 V | 66.7 mA | 26.7 V | 267 mA |
250 Ω | 8.33 V | 33.3 mA | 33.3 V | 133 mA |
1 kΩ | 9.52 V | 9.5 mA | 38.1 V | 38.1 mA |
10 kΩ | 9.95 V | 995 mA | 39.8 V | 3.98 mA |
注
1. 計算任何負(fù)載電阻上得到的電流和電壓:
IMAX = 電壓量程/(50W + 電阻)
VMAX = IMAX - 電阻
其中:電阻是連接到PMU 或PGU 通道的總電阻,電壓量程為10 或40。例:采用10 V 量程 R= 10W (DUT 阻值 + 互連阻值)
VMAX = IMAX - R = 0.167 - 10 = 1.67 V
2. 脈沖輸出接口上典型的值。電阻是連接到脈沖輸出接口的總電阻,包括器件和互連電阻。
PMU 脈沖/ 幅值1,2
10 V 量程 | 40 V 量程 | ||
VOUT | 50Ω 至 1 MΩ | -10 V ~ +10 V | -40 V ~ +40 V |
VOUT | 50Ω 至 50Ω | -5 V ~ +5 V | -20 V ~ +20 V |
精度 | ±(0.5% + 10 mV) | ±(0.2% + 20 mV) | |
分辨率 | 50Ω 至 50Ω | <250 mV | <750 mV |
50Ω 至 1 MΩ | <0.05 mV | <1.5 mV | |
過沖/ 預(yù)沖/ 振鈴 3 | 50Ω 至 50Ω | ±(3% + 20 mV) | ±(3% + 80 mV) |
50Ω 至 50Ω, 最HAO情況典型值 | ±(2% + 20 mV) | ±(0.8% + 40 mV) | |
基線噪聲 | ±(0.3% + 1 mV) RMS 典型值 | ±(0.1% + 5 mV) RMS 典型值 | |
源阻抗 | 50Ω 標(biāo)稱值 | 50Ω 標(biāo)稱值 | |
電流至 50Ω 負(fù)載( 在滿量程時) | ±100 mA 典型值 | ±400 mA 典型值 | |
短路電流 | ±200 mA | ±800 mA | |
輸出限制保護 | 可編程極限,保護被測器件 |
注
1. 除另外指明外,所有技術(shù)數(shù)據(jù)均假設(shè)采用50W 端接。
2. 幅值指標(biāo)適用于10 V 源量程50 ns 的典型穩(wěn)定時間后( 在轉(zhuǎn)換后),40 V 源量程500 ns 的典型穩(wěn)定時間后( 轉(zhuǎn)換后),負(fù)載均為50W。
3. 對10 V 源范圍,跳變時間為20 ns (0%-100%);對40 V 源范圍,跳變時間為100 ns (0%-100%)。
PMU 脈沖定時
10 V 量程僅源 | 10 V 量程帶測量 | 40 V 量程僅源 | 40 V 范圍帶測量 | |
頻率范圍 | 1 Hz ~ 50 MHz | 1 Hz ~ 8.3 MHz | 1 Hz ~ 10 MHz | 1 Hz ~ 3.5 MHz |
定時分辨率 | 10 ns | 10 ns | 10 ns | 10 ns |
RMS 抖動 ( 時間周期 , 寬度 ), 典型值 | 0.01% + 200 ps | 0.01% + 200 ps | 0.01% + 200 ps | 0.01% + 200 ps |
周期范圍 | 20 ns ~ 1 s | 120 ns ~ 1 s | 100 ns ~ 1s | 280 ns ~ 1s |
精度 | ±1% | ±1% | ±1% | ±1% |
脈沖寬度范圍 | 10 ns ~ ( 周期 -10 ns) | 60 ns ~ ( 周期 -10 ns) | 50 ns ~ ( 周期 -10 ns) | 140 ns ~ ( 周期 -10 ns) |
精度 | ±(1% + 200 ps) | ±(1% + 200 ps) | ±(1% + 5 ns) | ±(1% + 5 ns) |
可編程跳變時間 (0%-100%) | 10 ns ~ 33 ms | 20 ns ~ 33 ms | 30 ns ~ 33 ms 1 | 100 ns ~ 33 ms |
跳變上升速率精度 | ±1%( 跳變 > 100 ns) | ±1%( 跳變 > 100 ns) | ±1%( 跳變 > 1 μs) | ±1%( 跳變 > 100 ns) |
固態(tài)繼電器開 / 關(guān)時間 | 25ms | 25ms | 25ms | 25ms |
注
1. 在電壓<10 V 時,40V 范圍最小可編程跳變時間( 僅源) 為30ns;在電壓>10 V 時,為100 ns。
電壓源, 最HAO性能
在采用4225-PMU 作為純電壓源時( 不測量電壓或電流),定時性能會得到改進。下面更清楚地闡述了作為電壓源使用時的最 HAO性能,這是在最YOU條件下實現(xiàn)的。這些數(shù)據(jù)不應(yīng)理解為保障值。
10V 量程 | 40V 量程 | |
上升時間 | <10 ns | 50 ns ~ 10 V, 100 ns ~ 40 V |
脈沖寬度 | 10 ns (FWHM) | 50 ns (FWHM) |
周期 | 20 ns | 100 NS |
過沖/ 下沖/ 振鈴 | ±(2% + 20 mV) | ±(0.5% + 40 V) |
觸發(fā)
觸發(fā)輸出阻抗
50Ω
觸發(fā)輸出電平
TTL
觸發(fā)輸入阻抗
10 k
觸發(fā)輸入電平
TTL
觸發(fā)輸入跳變定時,值
<100 ns
觸發(fā)輸入到脈沖輸出延遲
400 ns
觸發(fā)同步/ 抖動1
<2 ns
Segment ARB® 和定時
Segment ARB 功能適用于4225-PMU 和4220-PGU,適用于有或沒有4225-RPM 遠程前端放大器/ 開關(guān)模塊的情況。
段數(shù)2
2048
序列數(shù)2
512
序列循環(huán)數(shù)
1012
每段時間
20 ns ~ 40 s
段定時分辨率
10 ns
每段的控制參數(shù)
開始電壓
停止電壓
持續(xù)時間
測量窗口( 僅PMU 或PMU+RPM)
測量類型( 僅PMU 或PMU+RPM)
RMS 抖動( 段)
0.01% + 200 ps 典型值
注
1. 對一臺4200A-SCS 機箱中有多張4225-PMU 或4220-PGU 卡。
2. 每個通道。
6. 脈沖發(fā)生器單元
在不需要脈沖測量時,2 通道純電壓脈沖發(fā)生器為4225-PMU 超快速脈沖測量單元提供了經(jīng)濟的替代方案。
4220-PGU 基本信息
輸出接口
四個SMA 接口( 母頭)
標(biāo)配電纜
SMA ( 公頭) 到SMA( 公頭), 2 m, 每臺4 根(CA-404B)
SMA ( 公頭) 到SSMC Y 型電纜, 15 cm (6 英寸), 每臺2 根(4200-PRB-C)
脈沖/ 電平1,2
10V 量程 | 40V 量程 | ||
VOUT | 50Ω 至 1 MΩ | -10 V ~ +10 V | -40 V ~ +40 V |
VOUT | 50Ω 至 50Ω | -5 V ~ +5 V | -20 V ~ +20 V |
精度 | - | ±(0.5% + 10 mV) | ±(0.2% + 20 mV) |
分辨率 | 50Ω 至 50Ω | <250mV | <750mV |
50Ω 至 1 MΩ | <0.5 mV | <1.5 mV | |
過沖/ 下沖/ 振鈴 3 | 50Ω 至 50Ω | ±(3% + 20 mV) | ±(3% + 80 mV) |
50Ω 至 50Ω, 最HAO情況典型值 | ±(2% + 20 mV) | ±(0.8% + 40 mV) | |
基線噪聲 | - | ±(0.3% + 1 mV) RMS 典型值 | ±(0.1% + 5 mV) RMS 典型值 |
源阻抗 | - | 50Ω 標(biāo)稱值 | 50Ω 標(biāo)稱值 |
電流至 50Ω 負(fù)載 ( 在滿量程時 ) | - | ±100 mA 典型值 | ±400 mA 典型值 |
短路電流 | - | ±200 mA | ±800 mA |
輸出限制保護 | - | 可編程極限,保護被測器件 |
注
1. 除另行指明外,所有技術(shù)數(shù)據(jù)均假設(shè)50W 端接。
2. 電平指標(biāo)適用于10 V 源量程50 ns 的典型穩(wěn)定時間后( 在轉(zhuǎn)換后),40 V 源量程500 ns 的典型穩(wěn)定時間后( 轉(zhuǎn)換后),負(fù)載均為50W。
3. 對10 V 源范圍,跳變時間為20 ns (0%-100%);對40 V 源范圍,跳變時間為100 ns (0%-100%)。
脈沖定時
10 V 量程, 僅源 | 40 V 量程, 僅源 | |
頻率范圍 | 1 Hz ~ 50 MHz | 1 Hz ~ 10 MHz |
定時分辨率 | 10 ns | 10 ns |
RMS 抖動 ( 時間周期 , 寬度 ), 典型值 | 0.01% + 200 ps | 0.01% + 200 ps |
周期范圍 | 20 ns ~ 1 s | 100 ns ~ 1s |
精度 | ±1% | ±1% |
脈沖寬度范圍 | 10 ns ~ ( 周期 -10 ns) | 50 ns ~ ( 周期 -10 ns) |
精度 | ±(1% + 200 ps) | ±(1% + 5 ns) |
可編程跳變時間 (0%-100%) | 10 ns ~ 33 ms | 30 ns ~ 33 ms 1 |
跳變上升速率精度 | ±1% ( 跳變 > 100 ns) | ±1%( 跳變 > 1 ms) |
固態(tài)繼電器開 / 閉時間 | 25 ms | 25 ms |
注
1. 對10 V 源范圍,跳變時間為30 ns;對>10 V 源范圍,跳變時間為100 ns。
電壓源, 最HAO性能
在采用4225-PMU 作為純電壓源時( 不測量電壓或電流),定時性能會得到改進。下面更清楚地闡述了作為電壓源使用時的最HAO性能,這是在最YOU條件下實現(xiàn)的。這些數(shù)據(jù)不應(yīng)理解為保障值。
10V 量程 | 40V 量程 | |
上升時間 | <10 ns | 50 ns ~ 10 V, 100 ns ~ 40 V |
脈沖寬度 | 10 ns (FWHM) | 50 ns (FWHM) |
周期 | 20 ns | 100 NS |
過沖/ 下沖/ 振鈴 | ±(2% + 20 mV) | ±(0.5% + 40 V) |
觸發(fā)輸出阻抗
50Ω
觸發(fā)輸出電平
TTL
觸發(fā)輸入阻抗
10 k
觸發(fā)輸入電平
TTL
觸發(fā)輸入跳變定時,值
<100 ns
觸發(fā)輸入到脈沖輸出延遲
400 ns
觸發(fā)同步/ 抖動1
<2 ns
Segment ARB® 和定時
Segment ARB 功能適用于4225-PMU 和4220-PGU,適用于有或沒有4225-RPM 遠程前端放大器/ 開關(guān)模塊的情況。
段數(shù)2
2048
序列數(shù)2
512
序列循環(huán)數(shù)
1012
每段時間
20 ns ~ 40 s
段定時分辨率
10 ns
每段的控制參數(shù)
開始電壓
停止電壓
持續(xù)時間
測量窗口( 僅PMU 或PMU+RPM)
測量類型( 僅PMU 或PMU+RPM)
RMS 抖動( 段)
0.01% + 200 ps 典型值
1. 適用于一個4200A-SCS 機箱中的多張4225-PMU 或4220-PGU 卡。
7. 遠程前端放大器/ 開關(guān)模塊
4225-RPM 可以在I-V 測量、C-V 測量和脈沖式I-V 測量之間自動切換,允許選 擇相應(yīng)的測量,而不需對測試設(shè)置重新布線。此外,RPM 擴展了4225-PMU 脈沖 測量模塊的電流量程。
4225-RPM 基本信息
輸入
三個輸入。SMU Force, SMU Sense, CVU Pot, CVU Cur, RPM Control
輸出
一個通道
輸入接口
三同軸接口( 母頭), 兩個SMA 接口( 母頭), 兩個HDMI
輸出接口
三同軸接口( 母頭), 兩個
外觀尺寸
1.34 英寸寬 x 4.9 英寸深 x 3.0 英寸高(3.4 cm 寬 x 12.5 cm 深 x 7.6 cm 高)
帶底座時外觀尺寸
1.34 英寸寬 x 4.9 英寸深 x 3.8 英寸高(3.4 cm 寬 x 12.5 cm 深 x 9.6 cm 高)
重量
8.6 盎司(245 克) ( 帶底座時: 13.4 盎司(381 克))
選配附件
磁性底座
真空底座
RPM 電流測量
定時參數(shù), 帶有4225-PMU 和4225-RPM 遠程前端放大器/ 開關(guān)模塊的典型值
電流測量量程 | 100 nA | 1mA | 10mA | 100mA | 1 mA | 10 mA |
推薦最小脈沖寬度 2 | 134ms | 20.4ms | 8.36ms | 1.04ms | 370 ns | 160 ns |
推薦最小測量窗口 2 | 10 ms | 1.64ms | 1ms | 130 ns | 40 ns | 20 ns |
推薦最小跳變時間 3 | 1ms | 360 ns | 360 ns | 40 ns | 30 ns | 20 ns |
噪聲 4 | 200 pA | 2 nA | 5 nA | 50 nA | 300 nA | 1.5mA |
穩(wěn)定時間 5 | 100ms | 15ms | 6ms | 750 ns | 250 ns | 100 ns |
注
1. 所有典型值都使用開路測得。
2. 使用75%~90% 的脈沖頂部默認(rèn)測量窗口。推薦最小脈沖寬度 = ( 穩(wěn)定時間) / 75%。
3. 推薦上升/ 下降時間,使過沖達到最小。
4. 電壓或電流量程一定時推薦最小測量窗口上測得的RMS 噪聲,典型值。
5. 信號穩(wěn)定到DC 精度電平所需的時間。( 例:10mA 電流量程在PMU 10V 量程下的穩(wěn)定時間定義為信號穩(wěn)定到最終值的1.25%范圍內(nèi)所需時間。計算公式:精度 = 0.25% + 100 μA = 0.25% + (100 μA/10 mA) = 0.25% + 1% = 1.25%)。
電流測量精度
4225-PMU 和RPM 組合
10 V 范圍 | ||||||
電流測量范圍 | 100 nA | 1mA | 10mA | 100mA | 1 mA | 10 mA |
精度 (DC) | ±(0.5% + 1 nA) | ±(0.5% + 1 nA) | ±(0.5% + 30 nA) | ±(0.5% + 100 nA) | ±(0.5% + 1mA) | ±(0.5% +10mA) |
脈沖/ 電平1
脈沖 / 電平 1 | 4225-PMU 及 4225-RPM |
VOUT | -10 V ~ + 10 V |
到開路負(fù)載的精度 2 | ±(0.5% ± 10 mV) |
分辨率 | < .05mV |
基線噪聲 | ±(0.39% ± 1 mV) RMS 典型值 |
過沖/ 下沖/ 振鈴 3 | ± 2% 的幅度 ± 20 mV |
注
1. 在4225-PMU 和4225-RPM 遠程前端放大器/ 開關(guān)模塊之間使用2m RPM 互加電纜時4225-RPM 三同軸輸出接口處的性能。
2. 100mV ~ 10V。
3. 典型值, 跳變時間100ns (0% - 100%)。
使用4225-PMU 進行RPM 電壓測量
定時參數(shù), 典型值1
4225-RPM | |
電壓測量范圍 | 10 V |
推薦最小脈沖寬度 2 | 160 ns |
推薦最小測量窗口 2 | 20 ns |
推薦最小跳變時間 3 | 20 ns |
噪聲 4 | 1 mV |
穩(wěn)定時間 5 | 100 ns |
注
1. 所有典型值都使用開路測得。
2. 使用75%~90% 的脈沖頂部默認(rèn)測量窗口。推薦最小脈沖寬度 = ( 穩(wěn)定時間) / 75%。
3. 推薦上升/ 下降時間,使過沖達到最小。
4. 電壓或電流量程一定時推薦最小測量窗口上測得的RMS 噪聲,典型值。
5. 信號穩(wěn)定到DC 精度電平所需的時間。( 例:10mA 電流量程在PMU 10V 量程下的穩(wěn)定時間定義為信號穩(wěn)定到最終值的1.25%范圍內(nèi)所需時間。計算公式:精度 = 0.25% + 100mA = 0.25% + (100 mA/10 mA) = 0.25% + 1% = 1.25%)。
8. 開關(guān)矩陣配置
超低電流/ 本地傳感配置(4200-UL-LS-XX)
超低電流/ 本地傳感開關(guān)配置采用吉時利7174A 低電流矩陣卡(帶有707B 或708B 開關(guān)矩陣)構(gòu)建,是為要求高質(zhì)量、高性 能I-V 和C-V 信號開關(guān)的半導(dǎo)體研究、開發(fā)和生產(chǎn)應(yīng)用設(shè)計的。這種配置提供了8 個儀器輸入,支持最多72 個輸出引腳, 典型偏置電流僅10 fA。
整體信息 (4200-UL-LS-XX)
接口類型
3 槽三同軸
信號電平
200 V, 1 A
偏置電流
<1 pA ( 行A-B)
泄漏電流
0.01 pA/V
3 dB 帶寬
30MHz 典型值
4200-LC-LS-12/B 或-12/707B
1 臺708B ( 或707B) 開關(guān)主機
1 個7072 矩陣開關(guān)卡
12 根4200-TRX-3 電纜
1 根7007-1 IEEE-488 電纜
2 個7078-TRX-BNC 轉(zhuǎn)接頭
4200-LC-LS-24/B 或-36B, -48B, -60B, -72B
1 臺707B 開關(guān)主機
每12 針1 個7072 矩陣開關(guān)卡
每12 針12 根4200-TRX-3 電纜
1 根7007-1 IEEE-488 電纜
2 個7078-TRX-BNC 轉(zhuǎn)接頭
707B 6 插槽半導(dǎo)體開關(guān)矩陣主機
708B 單插槽半導(dǎo)體開關(guān)矩陣主機
低電流/ 本地傳感配置(4200-LC-LS-XX)
低電流/ 本地傳感開關(guān)配置采用吉時利7072 半導(dǎo)體矩陣卡構(gòu)建,是為要求優(yōu)異質(zhì)量的I-V 和C-V 信號的半導(dǎo)體應(yīng)用專門設(shè)計 的。這種配置提供了8 個儀器輸入,支持最多72 個輸出引腳,偏置電流不到1 pA。
整體信息(4200-LC-LS-XX)
連接器類型
3 蝶閥三軸電纜連接器
信號電平
200 V, 1 A
偏置電流
<1 pA ( 第A-B 行)
泄漏電流
0.1 pA/V
3 dB 帶寬
5 MHz 典型值( 第G-H 行)
4200-UL-LS-12/B 或-12/707B
1 臺708B ( 或707B) 開關(guān)主機
1 個7174A 開關(guān)卡
每12 針12 根4200-TRX-3 電纜
1 根7007-1 IEEE-488 電纜
2 個7078-TRX-BNC 轉(zhuǎn)接頭
4200-LC-LS-24/B, -36/B, -48/B, -60/B, -72/B
1 臺707B 開關(guān)主機
每12 針1 張7072 矩陣開關(guān)卡
每12 針12 條4200-TRX-3 電纜
1 條7007-1 IEEE-488 電纜
2 個7078-TRX-BNC 轉(zhuǎn)接頭
9. NBTI/PBTI 套件
4200-BTI-A 套件同時提供了吉時利高級DC I-V 和超快速I-V 測量功能及自動測試執(zhí)行軟件,提供了半導(dǎo)體測試行業(yè)內(nèi)最XIAN進的NBTI/PBTI 測試平臺。
4200-BTI-A 超快速NBTI/PBTI
4200-BTI-A 套件包括在*硅CMOS 技術(shù)上進行最完善的NBTI 和PBTI 測量所需的全部儀器、互連和軟件。
Model 4200-BTI-A
提供了單機集成解決方案中最JIA
把DC I-V 和超快速I-V 測量簡便集成到加壓前和加壓后測量序列中。
使用AC 或DC 壓力分析退化和恢復(fù)特性。
在較長的壓力測量序列中包括單脈沖電荷阱陷(SPCT) 測量。
4200-BTI-A 超快速NBTI/PBTI 包括:
1 個4225-PMU 超快速I-V 模塊
2 個4225-RPM 遠程前端放大器/ 開關(guān)模塊
自動化特性分析套件(ACS) 軟件
超快速BTI 測試項目模塊
線纜
使用8 個SMU 對20 個器件進行并行HCI 和NBTI 測試的實例。公共端子使用單獨的接地單元(GNDU)。
10. Clarius+ 軟件
Clarius+ 軟件為運行和維護4200A-SCS 參數(shù)分析儀提供了各種工具。
自帶的軟件模塊
Clarius
用來測試和分析器件、材料和工藝特點的圖形用戶界面。Clarius 軟件提供了統(tǒng)一測量界面,引導(dǎo)您完成復(fù)雜的特性分析測試,您可以把重點放在研發(fā)項目上。
吉時利用戶庫工具(KULT)
協(xié)助測試工程師創(chuàng)建自定義測試程序,使用現(xiàn)有的吉時利和第三方C 語言子例程庫。用戶可以編輯和匯編子例程,然后把子例程庫與KITE 集成在一起,允許4200A-SCS 從一個用戶界面控制整個測試機架。要求選配4200-Compiler。
吉時利外部控制接口(KXCI)
通過GPIB 總線從外部計算機控制4200A-SCS。
吉時利配置工具(KCon)
允許測試工程師配置連接到4200A-SCS 的GPIB 儀器、開關(guān)矩陣和探針臺。同時還提 供了一些診斷工具。
KPulase
一個圖形用戶界面,無需編程,用來配置和控制安裝的4225-PMU 或4220-PGU 脈沖 發(fā)生器模塊。它用于快速測試,與其他4200A-SCS 測試資源的交互要求達到最小。
Clarius 用戶界面軟件
Clarius 4200A-SCS 上運行的標(biāo)配用戶界面軟件。Clarius 在嵌入式Windows 7 操作系 統(tǒng)上運行。它為現(xiàn)代半導(dǎo)體器件、材料和工藝特性分析提供了測試方案選擇和開發(fā)、高 級測試配置、參數(shù)分析和圖示及自動化功能。
數(shù)據(jù)分析
提供了兩種參數(shù)提取方式。Formulator 為執(zhí)行自動線擬合和參數(shù)提取執(zhí)行數(shù)據(jù)變換。電 子表格提供了標(biāo)準(zhǔn)電子表格分析工具。許多樣例庫都包括參數(shù)提取實例。
Formulator
Formulator 支持?jǐn)?shù)學(xué)運算功能、轉(zhuǎn)換功能、搜索功能、常用行業(yè)常數(shù)和線擬合/ 參數(shù)提 取功能。Formulator 支持下述功能:
數(shù)學(xué)函數(shù)
加(+), 減(-), 除(/), 乘(*), 指數(shù)(^), 值(ABS), 索引位置值(AT), 平均數(shù)(AVG), 移動 平均(MAVG), 條件計算(COND), 導(dǎo)數(shù)(DELTA), 差分系數(shù)(DIFF), 指數(shù)(EXP), 平方根 (SQRT), 自然對數(shù)(LN), 對數(shù)(LOG), 積分(INTEG), 標(biāo)準(zhǔn)方差(STDEV), 移動求和 (SUMMV), 反余弦(ACOS), 反正弦(ASIN), 反正切(ATAN), 余弦(COS), 正弦(SIN), 正切(TAN)
轉(zhuǎn)換功能
弧度到度(DEG), 度到弧度(RAD)
直線擬合和參數(shù)提取功能
指數(shù)直線擬合(EXPFIT), 系數(shù)a (EXPFITA), 系數(shù)b (EXPFITB),線性擬合(LINFIT), 線性 斜率(LINFITSLP), x 截距(LINFITXINT), y 截距(LINFITYINT) 對數(shù)線擬合(LOGFIT), 系數(shù) a (LOGFITA), 系數(shù)b (LOGFITB) 線性回歸線擬合(REGFIT), 斜率(REGFITSLP), x 截距 (REGFITXINT), y 截距(REGFITYINT) 切線擬合(TANFIT), 斜率(TANFITSLP), x 截距 (TANFITXINT), y 截距(TANFITYINT) 多項式線擬合包括POLYFIT2、POLY2COEFF 和 POLYNFIT。值(MAX), 最小值(MIN), 中值(MEDIAN)
搜索功能
向下查找(FINDD), 向上查找(FINDU), 使用線性插補查找(FINDLIN), 值位置(MAXPOS), 最小值位置(MINPOS),*個位置(FIRSTPOS), 最后一個位置(LASTPOS) 子陣列 (SUBARRAY), 返回數(shù)量的點(INDEX)
Formulator 常數(shù)
Formulator 支持用戶提供的常數(shù),用于參數(shù)提取。以下常數(shù)在出廠時軟件自帶常數(shù):
PI = 3.14159 rad (π)
K = 1.38065 × 10-23 J/K ( 玻爾茲曼常數(shù))
Q = 1.60218 × 10-19 C ( 電子的電荷)
M0 = 9.10938 × 10-31 kg ( 電子質(zhì)量)
EV = 1.60218 × 10-19 J ( 電子電壓)
U0 = 1.25664 × 10-6 -2 ( 磁導(dǎo)率)
E0 = 8.85419 × 10-12 F/m ( 真空的磁導(dǎo)率)
H = 6.62607 × 10-34 J-s ( 普朗克常數(shù))
C = 2.99792 × 10+8 m/s ( 光速)
KT/Q = 0.02568 V ( 熱電壓)
自動化
測試序列
Clarius 在一個器件、一組器件( 子站、模塊或測試單元組) 或晶圓上用戶可編程數(shù)量的 探針臺上提供了“指向點擊”測試定序功能。
探針臺控制
吉時利集成了很多探針臺驅(qū)動可以在測試過程中自動控制探針臺。與工廠聯(lián)系來確認(rèn)支 持的探針臺廠家及型號。“手動”探針臺模式允許操作人員在測試序列過程中對探針臺 進行操作。
支持的探針臺
手動探針臺
使用手動探針臺驅(qū)動進行測試,而不需使用自動探針臺功能。手動探針臺由操作人員控 制來代替電腦控制。在每條命令下,會出現(xiàn)一個對話提示框,指導(dǎo)操作人員要求哪些操作。
虛擬探針臺
在不希望探針臺操作時可以使用虛擬探針臺,如在調(diào)試時,而沒有必要從測試序列中刪 除探針臺命令。
支持的半自動( 分析) 探頭
Cascade Microtech Summit™ 12K 系列- Verified with Nucleus UI Karl Suss Model PA-200-Verified with Wafermap for ProberBench NT, ProberBench NT NI-GPIB 驅(qū)動程序, ProberBench NT PBRS232 接口, Navigator for ProberBench NT, Remote Communicator for ProberBench NT MicroManipulator 8860 Prober-Verified with pcBridge, pcLaunch, pcIndie, pcWfr, pc-Nav, pcRouter Signatone CM500 驅(qū)動器還適用于帶有互鎖控制器的其他Signatone 探頭, 如WL250 和 S460SE Wentworth Laboratories Pegasus™ FA 系列
其他支持但沒有列出的探頭
吉時利用戶庫工具(KULT)
(要求選配4200-COMPILER)
吉時利用戶庫工具支持創(chuàng)建及把C 語言子例程庫與測試環(huán)境集成起來。用戶庫模塊在Clarius 中通過用戶測試模塊訪問。出 廠時提供的庫為支持的儀器提供啟動和運行功能。用戶可以編輯和編譯子例程,然后把子例程庫與Clarius 集成在一起,允許 4200A-SCS 從一個用戶界面控制整個測試機架。
系統(tǒng)配置和診斷(KCON)
吉時利配置工具(KCON) 簡化了編程和維護全面集成的測試站的工作。KCON 為配置外部儀器、開關(guān)矩陣和探針臺及執(zhí)行系 統(tǒng)診斷提供了統(tǒng)一的界面。
外部儀器配置
KCON 允許實驗室管理員把外部儀器與4200A-SCS 及支持的開關(guān)矩陣集成起來。在用 戶為支持的儀器配置GPIB 地址后, 吉時利提供的庫將起效, 測試模塊可以在 4200A-SCS 系統(tǒng)之間轉(zhuǎn)移,用戶不需要做任何修改。除支持的標(biāo)準(zhǔn)儀器外,通用儀器允 許用戶為通用的2 端子或4 端子儀器開發(fā)子例程和控制開關(guān)。為實現(xiàn)的系統(tǒng)擴展能力, 用戶可以為通用儀器開發(fā)自己的測試庫。
開關(guān)矩陣配置
用戶通過支持的開關(guān)矩陣配置定義4200A-SCS 儀器和外部儀器到被測器件(DUT) 引腳的連接。( 參見開關(guān)矩陣支持和配置) 一旦定義了連接,用戶只需輸入儀器端子 名稱和引腳編號,就可以建立連接。4200A-SCS 應(yīng)用和標(biāo)準(zhǔn)用戶庫管理在儀器端子 與DUT 引腳之間輸送測試信號。用戶不需要記住和編程行和列閉合。測試模塊可以在 4200A-SCS 系統(tǒng)之間轉(zhuǎn)移,而不需要重新輸入連接信息。
4200A-SCS 儀器診斷
通過運行系統(tǒng)自檢,用戶可以確認(rèn)SMU、C-V 測量單元、脈沖發(fā)生器、示波器和遠程前 端放大器的系統(tǒng)完整性。對比較復(fù)雜的問題,系統(tǒng)的配置分析工具可以生成報告,幫助 吉時利技術(shù)支持人員診斷問題。
吉時利外部控制接口(KXCI)
通過KXCI,您可以使用外部計算機直接控制4200A-SCS 中的SMU 和CVU 模塊。KXCI 還可以使用UTM 通過內(nèi)置GPIB 或 以太網(wǎng)間接控制超快速I-V 脈沖測量單元。對SMU,KXCI 命令集包括HP 4145 兼容模式,HP4145 的許多已寫好程序盡可以 在4200A-SCS 上使用。
聯(lián)系方式
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