MOS, là viết tắt của MOSFET. Tên đầy đủ là Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET). Chức năng cơ bản và thường dùng nhất của MOSFET là điều khiển bật tắt giữa S và D bằng cách cấp điện áp vào mức G, và thường được dùng làm công tắc điện tử.
Cấu trúc cơ bản của bóng bán dẫn MOS
MOS chủ yếu có những đặc điểm sau:
1. Trở kháng đầu vào cao cho điện áp cổng, và cổng bóng bán dẫn MOS có lớp oxit cách điện, nhưng cổng dễ bị phá vỡ bởi tĩnh điện và điện áp cao, sau đó gây ra hư hỏng không thể phục hồi.
2. Điện trở thấp, có khả năng đạt mức milliohm và tổn thất thấp.
3. Tốc độ chuyển mạch nhanh và tổn thất chuyển mạch thấp.
Các thông số đặc tính điện chính và kết quả thử nghiệm thực tế của MOS
Đặc điểm tham số điện chính của MOS
Theo đặc tính của MOS, các thông số đặc tính điện thường được quan tâm nhất khi sử dụng MOS như sau:
• BVDSS (điện áp đánh thủng nguồn xả)
Được sử dụng để đánh giá điện trở giữa DS. Đối với MOS công suất cao, điện áp chịu đựng giữa DS thường được yêu cầu ở mức kilovolt. Khi sử dụng PROBE để thử nghiệm ở mức wafer, bảo vệ dầu flo cách điện thường được sử dụng để ngăn ngừa hư hỏng do sự cố không khí trên bề mặt chip.
• IDSS (Dòng rò nguồn)
Dòng điện rò rỉ khi kênh DS đóng và tổn thất DS của MOS ở trạng thái không hoạt động thường ở mức uA.
• IGSS (Dòng rò cổng)
Dòng điện rò rỉ chạy qua cực cổng dưới một điện áp cổng nhất định.
• Vth (Điện áp ngưỡng)
Điện áp cổng mà tại đó cực thoát bắt đầu có dòng điện.
• RDS (bật) (trên điện trở)
Điện trở dẫn giữa DS liên quan đến tổn thất truyền tải của MOS khi nó được bật. RDS (bật) càng lớn, tổn thất của MOS càng cao. RDS (bật) thường ở mức m Ω. Khi sử dụng PROBE để thử nghiệm wafer, môi trường thử nghiệm bốn dây được sử dụng giữa DS để loại bỏ ảnh hưởng của điện trở riêng của đầu dò kim loại. Đối với thử nghiệm MOS công suất cao, đầu dò công suất cao được sử dụng và dòng điện tức thời có thể đạt đến mức trăm ampe.
Thường được sử dụng để dẫn dòng điện ngược từ tải cảm ứng.
• Ciss (tụ điện đầu vào)
Ciss bao gồm kết nối song song của điện dung cực thoát Cgd và điện dung cực nguồn Cgs. Mạch điều khiển và Ciss có tác động trực tiếp đến độ trễ bật và tắt của thiết bị.
• Coss (tụ điện đầu ra)
Coss bao gồm tụ điện cực máng Cds và tụ điện cực máng cổng Cgd được kết nối song song, có thể gây ra hiện tượng cộng hưởng trong mạch.
• Crss (tụ điện truyền ngược)
Điện dung truyền ngược tương đương với điện dung cực máng cổng Cgd, còn được gọi là điện dung Miller, và là một trong những thông số quan trọng đối với thời gian tăng và giảm của công tắc, ảnh hưởng đến thời gian trễ tắt. Điện dung của bóng bán dẫn MOS giảm khi điện áp cực máng nguồn tăng, đặc biệt là điện dung đầu ra và điện dung truyền ngược.
Qgs, Qgd, Qg- điện tích cổng
Giá trị điện tích cổng phản ánh điện tích được lưu trữ trên điện dung giữa các đầu cuối. Tại thời điểm chuyển mạch, điện tích được lưu trữ trong cổng thay đổi theo điện áp và ảnh hưởng của điện tích cổng thường được xem xét khi thiết kế mạch điều khiển cổng.
Đường cong đặc tính đầu ra
Mối quan hệ ID-VDS giữa dòng điện chạy qua cực máng và điện áp được áp dụng giữa cực máng và cực nguồn dưới các VGS khác nhau.
Đường cong đặc tính truyền
Mối quan hệ giữa dòng điện thoát và điện áp nguồn cực cổng (ID-VGS) trong vùng bão hòa của bóng bán dẫn MOS dưới một VDS nhất định.
Khả năng kiểm tra thông số đặc tính điện GRGTEST MOS
GRGTEST được trang bị công cụ đồ họa công suất cao và nền tảng thử nghiệm đầu dò, có thể thực hiện thử nghiệm thông số đặc tính điện trên bóng bán dẫn MOS ở cấp độ gói và cấp độ wafer (trước khi đóng gói và sau khi mở).
Môi trường thử nghiệm chuyên dụng MOS được trang bị trong GRGTEST có thể đạt được điện áp thoát nguồn tối đa là 3kV (HVSMU, mô-đun điện áp cao), dòng điện tối đa là 1,5kA (UHCU, mô-đun dòng điện cao), điện áp cổng tối đa là 100V, độ chính xác dòng điện là 10fA và độ chính xác điện áp là 25 μ V. Đối với thử nghiệm tham số động, dải tần số có thể đạt 1kHz~1MHz và phạm vi thử nghiệm điện dung đặc trưng MOS có thể đạt 100fF~1 μ F.
Nền tảng thử nghiệm thăm dò