交流特性分析——需要考虑开关卡的通路隔离和带宽指标

2015-06-29 12:07:56来源: ednchina
瞬态和交流特性分析在半导体行业中非常重要,分析这些特性可用来开发合适的电子模块和了解器件的状态转换。

 

为了简化电容-电压(C-V)测量,需注意通路隔离指标的电容部分,并选择具有低杂散电容的开关。不过,大多数C-V测量仪(比如吉时利4210-CVU都有偏置校正例程,该例程可以抵消测量所产生的杂散电容值。要获得最好的测量精度,可能必须补偿通过开关的每一个可能的C-V测量通路。

 

开关卡的带宽必须支持系统中的C-V测量的最高测量频率。使用带宽较低的开关卡会降低从LCZ表中源出的交流电压,从而产生不正确的结果。由于带宽一般是在信号减弱3dB的频率下指定的,因此最好选择高于测试频率的带宽。

 

开关卡带宽对于脉冲器件的特性分析也至关重要。

如以下公式所示,带宽可能与上升时间有关:

 

如果开关卡的频率为10MHz,这就意味着上升时间为0ns的理想脉冲将会在开关的输出端衰减为上升时间为35ns的脉冲。开关矩阵输出端的总脉冲上升时间为输入信号、电缆和开关系统上升时间的平方根总和。因此,要最大限度地减少脉冲衰减,一个很好的经验法则就是选择一个上升时间比信号上升时间快三到五倍的开关。比如,如果相关信号的上升时间为1ms,那么开关的上升时间应为240–300ns或者更短,以确保最大限度地减少脉冲的衰减。

 

高频应用最好采用带宽为200MHz的吉时利7173-50型高频矩阵卡。采用该卡时,上升时间不到2ns,这使其成为切换脉冲信号的绝佳方案。其同轴连接可以实现与许多脉冲发生器和LCZ表的快速简单连接。

 

吉时利7174A型矩阵卡的带宽和通路电容指标使这种卡非常适合用于C-V测量和低频脉冲I-V测量。其通路隔离电容约为1pF,带宽为30MHz,适合用于大多数C-V测量仪。该开关的上升时间不到20ns,这使其非常适合传送上升时间约为60ns或更长的脉冲信号。

 

除了两个低电流行之外,吉时利7072和7072-HV型矩阵卡还有两个针对C-V测量进行优化的行。这两行都具有5MHz的带宽。此外,每列的继电器将C-V行与矩阵卡的其它行进行了隔离,因此获得了0.6pF的杂散电容。

 

将脉冲发生器或LCZ表的同轴连接转换成开关卡上的三轴连接时,需注意选择适当的适配器,以保护信号完整性。同轴屏蔽线应围绕非常靠近器件的一个点的信号线进行布置。将脉冲发生器或LCZ表的所有电缆的屏蔽连接(或短接)在一起,并且尽可能靠近器件。需要注意的是,开关卡上的所有三轴连接器的外部屏蔽一般都连接在一起,并且接地。因此,三轴连接器的外壳并不能作为交流测量的合适回程通路。采用吉时利7078-TRX-BNC型适配器等三同轴适配器可以将中心导线和内部屏蔽引至同轴连接器(如图1所示)。

 

图1:具有三轴连接的开关矩阵卡将所有三轴连接的外部屏蔽都短接至地。对于交流测量,可选择适配器将同轴连接转换成三轴连接,以便保持测量质量。采用LCZ表进行的双终端C-V测量如图所示。

关键字:交流特性  开关卡  通路隔离  带宽指标

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0629/article_12134.html
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