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Mesure de la charge de grille MOSFET avec l'analyseur paramétrique 4200A-SCS


Introduction

Les MOSFET de puissance sont utilisés dans différentes applications et peuvent être utilisés comme commutation à grande vitesse. La vitesse de commutation de l’appareil est affectée par les capacités internes, qui sont généralement spécifiées dans les fiches techniques en termes de Ciss et Coss, qui sont dérivées de la capacité de grille d’entrée et de drain, Cgs et Cgd. En plus de spécifier la capacité, la charge de grille (Qgs et Qgd) peut également être utilisée pour évaluer les performances de commutation du MOSFET.

Une méthode de mesure de la charge de grille d’une charge de grille MOSFET est décrite dans la norme JEDEC JESD24-2, « Méthode de test de charge de grille ». Dans cette méthode, un courant de grille est forcé tandis que la tension grille-source est mesurée en fonction du temps. À partir de la forme d’onde de tension de grille résultante, la charge grille-source (Qgs), la charge grille-drain (Qgd) et la charge de grille (Qg) sont dérivées.

L’analyseur de paramètres 4200A-SCS prend en charge les mesures de charge de grille MOSFET à l’aide de deux instruments d’unité de source et de mesure (SMU) et du test de mesure de charge de grille inclus dans le système. Ce test est l’un des nombreux tests inclus dans la vaste bibliothèque de tests fournie dans la suite logicielle Clarius+ 4200A-SCS. Cette note d’application décrit comment mesurer la charge de grille du MOSFET sur la base de la méthode de test de charge de grille JEDEC à l’aide de l’analyseur de paramètres 4200A-SCS.

MOSFET Vue d’ensemble de la mesure de la charge de grille

Dans la méthode de charge de grille, un courant d’essai fixe (Ig) est forcé dans la grille d’un MOS, d’un transistor et la tension de source de grille mesurée (Vgs) est tracée par rapport à la charge circulant dans la grille. Une polarisation de tension fixe est appliquée à la borne de drain. La figure 1 montre la tension de grille en fonction de la charge de grille d’un MOSFET de puissance.

La charge de grille (Q) est dérivée du courant et du temps de grille forcés (Igdt). La charge grille-source (Qgs) est la charge nécessaire, comme le montre la figure 1, pour atteindre le début de la région du plateau où la tension (Vgs) est presque constante. La tension de plateau (ou de Miller) (Vpl) est définie, selon la norme JEDEC, comme la tension grille-source lorsque dVgs/dt est au minimum. Le plateau de tension est la région où le transistor passe de l’état OFF à l’état ON. La charge de grille nécessaire pour effectuer cette commutation, c’est-à-dire la charge nécessaire pour commuter l’appareil du début à la fin de la région du plateau, est définie comme la charge de drain de grille (Qgd) et est connue sous le nom de charge de Miller. La charge de grille (Qg) est la charge de l’origine au point où la tension de la source de grille (Vgs) est égale à un maximum spécifié (VgsMax).

 
Graphique de mesure de la charge de grille du MOSFET montrant la tension en fonction de la charge de grille d’un MOSFET de puissance
Graphique 1. Tension de grille typique en fonction de la charge de grille du MOSFET de puissance
 

S1 est la pente du segment de droite entre l’origine et le premier point de plateau. S2 est la pente du segment de ligne à partir du dernier point de plateau jusqu’à la tension de grille maximale spécifiée (VgsMax). Les pentes sont utilisées pour calculer Qgs et Qgd, comme spécifié dans la norme JESD24-2.

La figure 2 montre les formes d’onde typiques de la grille et du drain en fonction du temps. Au fur et à mesure que le courant est forcé vers la grille, Vgs augmente jusqu’à ce qu’il atteigne la tension de seuil. À ce stade, le courant de drain (Id) commence à circuler. Lorsque Cgs est chargé à l’instant t1, Id reste constant et la tension de drain (Vd) diminue. Vgs reste constant jusqu’à ce qu’il atteigne la fin du plateau. Une fois que Cgd est chargé à l’instant t2, la tension grille-source (Vgs) recommence à augmenter jusqu’à ce qu’elle atteigne la tension de grille maximale spécifiée (VgsMax).

 
Graphique montrant les formes d’onde de grille et de drain en fonction du temps
Graphique 2. Vgs, Vd et Id en fonction du temps du MOSFET
 

Utilisation du 4200A-SCS pour les mesures de charge de grille MOSFET

Le 4200A-SCS mesure la charge de grille d’un MOSFET de puissance à l’aide de deux instruments SMU. La figure 3 illustre le schéma de circuit de base de l’essai de charge de grille. La borne Force HI d’un SMU (SMU1) est connectée à la borne de grille du MOSFET et force le courant de grille (Ig) et mesure la tension grille-source (Vgs) en fonction du temps. Une deuxième SMU (SMU2) applique une tension fixe (Vds) au drain à un courant conforme spécifié (Ib). Le courant de conformité maximal de la 4200-SMU est de 0,1 A ; la conformité maximale de la 4210-SMU est de 1 A.

Pendant le test de charge de grille, la tension de grille augmente et allume le transistor. Au cours de cette transition dans la région du plateau, le SMU de drain (SMU2) passe du mode de contrôle de tension au mode de contrôle de courant, car le courant dépasse le niveau de conformité spécifié. Le logiciel renvoie les transitoires de courant de drain et la tension de drain pendant la transition de l’état OFF à l’état ON.

La borne source du MOSFET est connectée à la borne Force LO ou GNDU du châssis 4200A-SCS.

 
Configuration du test de charge de grille MOSFET à l’aide de deux instruments d’unité de mesure de source (SMU)
Graphique 3. Configuration du test de charge de grille à l’aide de deux instruments SMU.
 

Configuration du logiciel Clarius+ pour les mesures de charge de grille MOSFET

Le test de charge de porte se trouve à la fois dans les bibliothèques de test et de projet, qui se trouvent dans le volet Sélectionner en recherchant l’expression « charge de porte ». Une fois que le test est trouvé dans la bibliothèque de tests, il peut être ajouté à un projet en le sélectionnant et en l’ajoutant à l’arborescence du projet. Ce test a été créé à partir du module utilisateur gate_charge de la bibliothèque utilisateur GateCharge.

Entrez les paramètres d’entrée

Avant d’exécuter le test, vous devez entrer les paramètres de test d’entrée dans le volet Configurer du logiciel Clarius (Figure 4). Les paramètres d’entrée varient en fonction de l’appareil et du modèle de SMU utilisé.

 
Mise en place d’un test de charge de grille MOSFET dans la vue de configuration du logiciel Keithley Clarius
Graphique 4. Le test de charge de porte dans la vue Configurer.
 

Les descriptions des paramètres d’entrée sont présentées dans le tableau 1. Tout d’abord, entrez les numéros SMU qui sont connectés à la grille (gateSMU) et au drain (drainSMU) du MOSFET. La borne source doit toujours être connectée au GNDU, ou Force LO.

L’amplitude du courant forcé à la grille par la gateSMU, est le paramètre gateCurrent (Ig). La tension de drain (Vds) est la tension de polarisation appliquée au drain et drainLimitI est le courant de conformité de la SMU de drain.

Le paramètre Coffset est utilisé pour corriger la capacité de décalage et est décrit dans les paragraphes suivants.

Tableau 1. Paramètres d’entrée pour gate_charge module utilisateur.

Paramètre d’entrée Plage de valeurs Valeurs par défaut Description
gateSMU SMU1-SMU9 SMU1 Le numéro SMU connecté à la borne de portail
drainSMU SMU1-SMU9 SMU2 Le numéro SMU connecté à la borne de vidange
Source GNDU GNDU La borne source est toujours connectée à la borne Force LO sur GNDU
Vds ±200 V 10 V L’amplitude de la tension de polarisation du drain SMU
drainLimitI 4200-SMU : 0,1 A
4210-SMU : 1 A
0,1 A Conformité actuelle de la SMU de vidange
gateCurrent ± 1E-5 A 1e-7 A L’amplitude du courant de grille de la SMU de grille
VgsMax ±200 V 10 V Niveau de tension maximal de l’unité SMU de la grille.
Temps de maintien 0 à 300 s 60 s Le nombre de secondes avant un délai d’expiration.
measDrain 1 (oui) ou 0 (non) 1 Retour du courant de drain mesuré
Coffset 0 ou Ceff 0 Exécutez le test avec le circuit ouvert, puis entrez la valeur Ceff renvoyée à la feuille

 

Corriger  les capacités de décalage

En fonction du câblage et des connexions du système de mesure, la capacité de décalage peut être comprise entre des picofarads simples et des centaines de gammes de picofarads. Ces capacités peuvent être corrigées en exécutant le module utilisateur gate_charge avec un circuit ouvert, en obtenant la capacité de décalage, puis en entrant la valeur de capacité de décalage dans le logiciel pour la compensation. Voici comment effectuer ces étapes :

  1. Mesurez la capacitance de décalage. Configurez les paramètres de test, y compris le courant de grille d’entrée, comme si l’appareil était connecté aux SMU. (Augmentez le VgsMax uniquement pour la mesure Ceff.) Avant d’exécuter le test, soulevez les sondes ou retirez l’appareil de l’appareil de test. Exécutez le test de charge de grille avec un circuit ouvert.
  2. Obtenir la capacitance de décalage. Une fois le test exécuté, la capacitance de décalage mesurée du système est calculée et apparaît dans la colonne Ceff de la feuille. Ceff est dérivé de la tension de grille maximale, du courant de grille et du temps.
    Étant donné qu’un circuit ouvert est mesuré au cours de cette étape, une valeur d’état de test de -9 ou -12 peut apparaître dans la feuille après l’exécution du test. En effet, aucun appareil n’est mesuré, il n’y a donc pas de région de plateau. Cependant, la valeur Ceff est correcte et peut être saisie en tant que Coffset dans la vue Configurer.
  3. Entrez la capacitance de décalage mesurée et exécutez. Entrez la capacitance de décalage mesurée, Ceff, pour Coffset dans la vue Configurer. Par défaut, Coffset est égal à 0 F. Une compensation sera effectuée pour la capacitance de décalage dans les lectures suivantes.

Exécuter le test

Une fois les paramètres d’entrée entrés, exécutez le test en sélectionnant Exécuter en haut de l’écran. Au fur et à mesure que le test est en cours d’exécution, la forme d’onde de la charge de grille est mise à jour en temps réel dans le graphique de la vue Analyze (Analyser) et les paramètres de sortie calculés apparaissent dans la feuille.

Afficher les paramètres de sortie

Le test terminé, plusieurs paramètres sont renvoyés à la feuille. Le tableau 2 donne une description de ces paramètres.

Tableau 2. Paramètres de sortie pour gate_charge module utilisateur

 
Paramètre de sortie Description
gate_charge Valeurs d’état des tests - voir le tableau 3 pour les descriptions
timeArray Temps mesuré (secondes)
VgArray Tension grille-source mesurée (volts)
VgCharge Charge de grille mesurée (coulombs)
VdArray Tension de drain mesurée (volts)
IdArray Courant de drain mesuré (ampères)
Pente Pente dynamique (dVg/dt) de la tension de grille
Ceff Rapport entre la charge de grille et la tension de grille maximale
Vpl Tension de plateau ou de Miller (volts)
T1 Horodatage du début de la zone du plateau (secondes)
T2 Horodatage de la fin de la zone du plateau (secondes)
Qgs Charge de grille de l’origine au premier point d’inflexion, ou plateau de tension (coulombs)
Qgd Charge de grille entre les deux points d’inflexion de la courbe de charge de grille (coulombs)
Qg Charge de porte de l’origine à VgsMax (coulombs)
 

 

Représentation graphique des résultats

La tension grille-source résultante peut être tracée en fonction de la charge de grille ou du courant de drain, et la tension de drain peut être tracée en fonction du temps. La figure 5 est une forme d’onde typique de tension de grille générée par le 4200A-SCS

 
Forme d’onde de tension de grille MOSFET générée par l’analyseur de paramètres Keithley 4200A-SCS
Graphique 5. Forme d’onde typique de la tension de grille générée par le 4200A-SCS.
 

En plus de tracer Vgs, Vds et Id peuvent également être tracés en fonction de la charge ou du temps de grille du MOSFET. La figure 6 montre le graphique de la vue Analyser du logiciel Clarius, qui montre les trois paramètres tracés en fonction de la charge de grille. Dans ce cas, la tension est affichée sur l’axe Y1 et le courant est tracé sur l’axe Y2.

 
Vgs, Vds et Id en fonction de la charge de grille du MOSFET au fil du temps
Graphique 6. Vgs, Vds et Id en fonction de la charge de grille.
 

Vérifier l’état du test

Chaque fois que le test est exécuté, une valeur d’état de test est renvoyée à la première colonne de la feuille, nommée « gate_charge ». Le tableau 3 répertorie les valeurs d’état de test renvoyées dans la colonne « gate_charge », ainsi que leurs descriptions et notes correspondantes.

Tableau 3. Valeurs d’état de test

État du test Description Remarques
1 Aucune erreur Test réussi.
-1 L’unité SMU de grille n’est pas présente Spécifiez le SMU correct.
-2 Le SMU de drain n’est pas présent Spécifiez le SMU correct.
-3 VgsMax > 200 V Vérifie que la tension de grille est inférieure à 200 V. Réduire la tension de grille.
-4 La limite de courant de drain dépasse 1 A (4210-SMU)
Les limites de courant de drain dépassent 0,1 A (4200-SMU)
Vérifie que le courant de drain est inférieur à 1 A (ou 0,1 A pour les SMU de puissance moyenne). Réduire la limite de courant de drain (drainLimitI).
-5 Dépassement de la limite de puissance Le courant doit être << 0.1A if V >0,1 A si V >20 V. Diminuez la limite de courant de drain (drainLimitI) ou la tension de drain (Vds).
-6 Vérification d’erreur sur les conditions d’entrée. Limite le délai d’attente à 200 s. Spécifiez le délai d’expiration (timeOut) à <200 s.
-7 La durée du test dépasse le délai d’expiration spécifié (timeOut). Augmenter le délai d’expiration. Le maximum est de 200 s. Essayez d’augmenter gateCurrent pour charger l’appareil plus rapidement.
-8 Nombre d’itérations/mesures >10000. Augmenter le courant de grille (gateCurrent).
-9 Nombre d’itérations/mesures <5 Diminuer le courant de grille (gateCurrent). Vérifiez l’appareil, testez la configuration et recherchez le SMU correct.
Cette erreur peut être ignorée si elle se produit lors de la mesure d’un circuit ouvert pour la correction du décalage. La valeur Ceff est toujours valide.
-10 Le nombre de points entre le point d’origine et le premier point de plateau est de <10 Diminuer le courant de grille (gateCurrent)
-11 Erreur de calcul de la pente, S1. Facteur de corrélation < 0,9. La courbe de l’origine au premier point de plateau n’est pas linéaire. Vérifiez l’appareil et la configuration du test.
-12 Erreur de calcul de la pente, S2. Facteur de corrélation <0,9. La courbe du dernier point de plateau à VgsMax n’est pas linéaire. Vérifiez l’appareil et la configuration du test. Si VgCharge ou VdArray semblent élevés, essayez de réduire gateCurrent et répétez le test.
Cette erreur peut être ignorée si elle se produit lors de la mesure d’un circuit ouvert pour la correction du décalage. La valeur Ceff est toujours valide.
-13 Vds > 200 V Diminuez la tension de drain.
-14 gateCurrent > 10 µA Diminuer le courant de grille (Ig).

 

Conclusion

Les mesures de charge de grille MOSFET sur les transistors peuvent être facilement effectuées à l’aide de l’analyseur de paramètres Keithley 4200A-SCS. À l’aide de deux instruments SMU connectés à la grille et au drain de l’appareil, le logiciel Clarius dérive facilement les formes d’onde de charge de grille.

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FAQ sur la charge de la porte Mosfet

Qu’est-ce que la résistance à l’état passant de la source de drainage d’un MOSFET ?

Les dispositifs de commutation MOSFET fonctionnent à l’état marche et arrêt. À l’état « on », l’impédance de l’interrupteur est théoriquement nulle et aucune puissance n’est dissipée dans l’interrupteur, quelle que soit la quantité de courant qui le traverse. Dans l’état « off », l’impédance de l’interrupteur est théoriquement infinie, donc aucun courant ne circule et aucune puissance n’est dissipée.

Cette valeur est la résistance attendue entre le débit et la source du dispositif lorsque celui-ci est conductif. Cela se produit lorsqu’une tension grille-source (VGS) spécifique est appliquée. En général, à mesure que le VGS augmente, la résistance à l’état passant diminue. Plus la résistance à l’état passant du MOSFET est faible, mieux c’est, car une faible résistance réduit la dissipation de puissance indésirable, améliorant ainsi l’efficacité énergétique de l’appareil.

Comment puis-je tester la résistance à l’état passant d’une source de drainage sur mon traceur de courbe ?

Réponse : Résistance à l’état passant de la source de drain - RDS(on)

Qu’est-ce que la résistance à l’état passant de la source de drain ?

La résistance à l’état passant de la source de drain (RDS(on)) est la résistance entre le drain et la source d’un MOSFET lorsqu’une tension grille-source (VGS) spécifique est appliquée pour polariser le périphérique à l’état marche. Au fur et à mesure que le VGS augmente, la résistance à l’état passant diminue généralement. La mesure est effectuée dans l’ohmique (i.e. linéaire) de l’appareil. D’une manière générale, plus la résistance à l’état passant du MOSFET est faible, mieux c’est.

L’une des façons de tracer cette résistance est d’utiliser un traceur de courbe. Sur un traceur de courbe, ce que l’on appelle le « collecteur d’alimentation » entraîne le drain tandis que le « générateur de marches » entraîne la porte. Pour obtenir des instructions détaillées sur la façon de tester la résistance à l’état passant de la source de vidange d’un MOSFET à l’aide d’un traceur de courbe, voir ci-dessous. Pour obtenir des instructions sur l’utilisation d’un oscilloscope ou d’un SMU pour mesurer la résistance à l’état passant d’un MOSFET, reportez-vous à notre article « Qu’est-ce que la résistance à l’état passant de la source de drainage d’un MOSFET ? » FAQ.

Ce que l’écran affiche :

L’écran affiche VDS sur l’axe horizontal et l’ID résultant sur l’axe vertical. La spécification est respectée lorsque, au VDS VDS spécifié, le VDS/ID est inférieur ou égal au maximum spécifié.

Comment tester la résistance à l’état passant d’une source de drainage sur un traceur de courbe :

1. Sous Contrôles, définissez :

            A : Volts de crête max. au réglage le plus bas au-dessus du VDS spécifié

            B : Puissance de crête maximale en watts au réglage le plus bas qui satisfait (ID x VDS)

            C : Polarité d’alimentation du collecteur à (+DC) pour le canal N ou (-DC) pour le canal P  

            D : Volts/Div horizontaux pour afficher le VDS entre la 5e et la 10e division horizontale

            E : Courant vertical/Div pour afficher l’ID entre la 5e et la 10e division verticale

            F : Nombre d’étapes jusqu’au minimum (zéro)

            G : Générateur pas à pas vers la tension

            H : Polarité du générateur de pas à pas pour appliquer une polarisation directe (+ pour le canal N), (- pour le canal P)

            I : Ampl de pas/décalage à environ 50 % du VGS spécifié

            J : Impulsion à longue       

            K : Configuration à (génération de base/pas à pas, émetteur/commun)

            L : Alimentation variable du collecteur au % minimum (CCW complet)

            M : DotCursor activé

2. Mettez le MOSFET sous tension :

            R : Positionnez l’interrupteur gauche/droite comme il convient

            B : Augmentez lentement l’alimentation variable du collecteur jusqu’à ce que le VDS spécifié soit atteint

3. Comparez aux spécifications de la fiche technique :

            R : Vérifiez que VDS/ID est inférieur ou égal au minimum spécifié

Les traceurs de courbes Tektronix sont des produits dont la commercialisation a été interrompue. Des méthodologies et des solutions plus efficaces et plus précises ont été conçues pour prendre en charge la fonctionnalité de traçage de courbes sur un facteur de forme beaucoup plus compact. L’une de ces solutions est basée sur l’utilisation d’un SMU à double canal ou de deux SMU à canal unique et d’un logiciel pour contrôler la génération de pas de tension de polarisation et la chute de tension relative entre le drain et la source. Pour en savoir plus, consultez notre article « Qu’est-ce que la résistance à l’état passant de la source de drainage d’un MOSFET ? » FAQ.

Comment trouver la transconductance d’un MOSFET ?

La transconductance est un test clé pour valider les performances des MOSFET dans les conceptions d’électronique de puissance. Il garantit le bon fonctionnement d’un MOSFET et aide les ingénieurs à choisir le meilleur lorsque le gain de tension est une spécification clé pour la conception de leurs circuits. Ceci, à son tour, permet aux entreprises de commercialiser plus rapidement des dispositifs à semi-conducteurs de puissance tout en minimisant les défaillances sur le terrain.

La transconductance est le rapport entre le courant de drain (ID) et la tension grille-source (VGS) lorsqu’une tension drain-source constante est appliquée. Le rapport courant/tension est communément appelé gain. La transconductance est un paramètre critique strictement lié à la tension de seuil (VTH) des MOSET et les deux sont liés à la taille du canal de grille. La formule permettant de dériver la transconductance d’un MOSFET à partir de mesures I-V est la suivante :

gm = ΔID / ΔVGS

Comment mesurer la transconductance d’un MOSFET ?

L’approche présentée dans la première configuration fait appel à trois unités de mesure de source (SMU), ce qui permet à chaque nœud d’être maintenu à une tension contrôlée par rétroaction et à chaque courant d’être mesuré simultanément. Si vous n’avez pas assez de canaux SMU pour couvrir chaque connexion de canal d’appareil, il est possible de procéder comme indiqué dans la deuxième configuration. Il convient de noter que cette configuration est plus sensible à une connexion de masse bruyante et peut produire des boucles de terre si de longs câbles sont utilisés. De plus, le courant et la tension à la borne source ne peuvent pas être mesurés, ce qui peut entraîner des erreurs de calcul.

Mesure de la transconductance

  1. Balayez la tension de grille (VGS) sur la plage souhaitée, tout en maintenant une tension drain/source (VDS) constante
  2. Mesurez le courant de drain (ID) à chaque étape d’incrément de VGS.
  3. Calculez la transconductance (gm) en divisant les petites variations de l’ID actuel par les petites variations de VGS.

La ligne rouge illustrée ici illustre la transconductance (gm) et la valeur maximale de transconductance (Vth).

En savoir plus sur les tests de caractérisation sûrs, précis et rapides des dispositifs MOSFET.

Comment puis-je tester un MOSFET pour le courant de drain de tension de grille nulle sur mon traceur de courbe ?

Réponse : Courant de drain de tension de grille nulle - IDSS

Qu’est-ce que le courant de drain de tension de grille nulle ? 

Le courant de drain de tension de grille nulle est l’ID qui s’écoule lorsque VGS=0.  Il s’agit du courant à l’état marche dans un MOSFET en mode appauvrissement et du courant à l’état éteint dans un MOSFET en mode d’amélioration.

Sur le traceur de courbe IV, l’alimentation du collecteur entraîne le drain et la vanne est court-circuitée jusqu’à la source de sorte que VGS=0.

Ce que l’écran affiche :

L’écran affiche VDS sur l’axe horizontal et l’ID résultant sur l’axe vertical.  La spécification est respectée lorsque, avec VGS=0 et le VDS spécifié appliqué, l’ID est inférieur ou égal au maximum spécifié.

Comment faire :

1. Définir les commandes :

            A : Volts de crête max. au réglage le plus bas au-dessus du VDS spécifié

            B : Puissance de crête maximale en watts au réglage le plus bas qui satisfait (ID x VDS)

            C : Volts/Div horizontaux pour afficher le VDS entre la 5e et la 10e division horizontale

            D : Vertical Current/Div pour afficher l’ID entre la 5e et la 10e division verticale

            E : Polarité d’alimentation du collecteur à (+DC) pour le canal N ou (-DC) pour le canal P

            F : Configuration à (Base/Short, Emitter/Common)

            G : Alimentation variable du collecteur au % minimum (CCW complet)

            H : DotCursor activé

2. Mettre le MOSFET sous tension :

            R : Positionnez l’interrupteur gauche/droite comme il convient

            B : Augmentez lentement le % d’alimentation variable du collecteur jusqu’à ce que le VDS spécifié soit atteint

3. Comparer aux spécifications de la fiche technique :

            Vérifiez qu’au VDS spécifié, l’ID est inférieur ou égal au maximum spécifié

Comment puis-je tester la tension de seuil de grille d’un MOSFET sur mon traceur de courbe ?

Réponse : Tension de seuil de grille - VGS (th)

tension de seuil

La tension de seuil de grille est la VGS la plus basse à laquelle s’écoule une petite quantité spécifiée d’ID.  Le test est exécuté avec VGS = VDS.

Sur le traceur de courbe, l’alimentation du collecteur fournit le VDS.  Des cordons de brassage sont utilisés pour court-circuiter la porte vers le drain afin que VGS=VDS.

Ce que l’écran affiche :

VGS s’affiche sur l’axe horizontal et l’ID résultant s’affiche sur l’axe vertical.  La spécification est respectée lorsque, à l’ID spécifié, VGS se trouve dans les limites min/max.

Comment faire :

1. Définir les commandes :

            A : Volts de crête maximum au réglage le plus bas au-dessus du VGS spécifié

            B : Puissance de crête maximale en watts au réglage le plus bas qui satisfait (ID x VDS)

            C : Volts/Div horizontaux pour afficher VGS entre la 5e et la 10e division horizontale

            D : Vertical Current/Div pour afficher l’ID spécifié entre la 5 et la 10e division verticale

            E : Polarité d’alimentation du collecteur à (+DC) pour le canal N ou (-DC) pour le canal P

            F : Configuration à (Base/Open, Emitter/Common)

            G : Alimentation variable du collecteur au % minimum (CCW complet)

            H : DotCursor activé

2 : Fixer les cordons de brassage :

            R : Connectez un cordon de brassage entre la base et les bornes du collecteur du côté inutilisé de la zone d’interface

            B : Connectez un deuxième cordon de brassage entre les bornes de détection de base et de détection de collecteur sur le côté inutilisé de la zone de luminaire

3. Mettre le MOSFET sous tension :

            R : Positionnez l’interrupteur gauche/droite sur les deux

            B : Augmentez lentement le % d’alimentation variable du collecteur jusqu’à ce que l’ID spécifié ou la tension de seuil maximale soit atteinte, selon la première éventualité

4. Comparer aux spécifications de la fiche technique :

            Vérifiez que la tension de seuil de grille se situe dans les limites min/max spécifiées

Comment puis-je tester un MOSFET pour la transconductance (gFS) et l’admission directe sur mon traceur de courbe ?

Réponse : Transconductance (gFS) et admission directe

Qu’est-ce que la transconductance et l’admission directe ? 

La transconductance est le rapport entre l’ID et le VGS.  Le rapport I/V est communément appelé gain.

Sur le traceur de courbe, l’alimentation du collecteur entraîne le drain et le générateur d’étapes entraîne la porte.

Ce que l’écran affiche :

L’écran affiche VDS sur l’axe horizontal et l’ID résultant sur l’axe vertical.  Avec le générateur de pas à pas fournissant un entraînement de grille, la courbe sera déplacée vers le haut par rapport à l’axe horizontal car l’entraînement de porte provoque un ID proportionnel.  La spécification est satisfaite lorsque, au VGS spécifié ou à l’ID spécifié, le rapport entre ID et VGS est égal ou supérieur au minimum spécifié.

Comment faire :

1. Définir les commandes :

            A : Volts de crête max. au réglage le plus bas au-dessus du VDS spécifié

            B : Puissance de crête en watts au réglage le plus bas à satisfaire (ID x VDS)

            C : Polarité d’alimentation du collecteur à (+DC) pour le canal N ou (-DC) pour le canal P

            D : Volts/Div horizontaux pour afficher le VDS spécifié entre la 5e et la 10e division horizontale

            E : Vertical Current/Div pour afficher l’ID spécifié entre la 5e et la 10e division verticale

            F : Nombre d’étapes jusqu’au minimum (zéro)

            G : Générateur pas à pas vers la tension

            H : Polarité du générateur de pas à pas pour appliquer une polarisation directe (+ pour le canal N), (- pour le canal P)

            I : Ampl de pas/décalage jusqu’à environ 1 % du VDS spécifié

            J : Impulsion à longue       

            K : Configuration à (génération de base/pas à pas, émetteur/commun)

            L : Alimentation variable du collecteur au % minimum (CCW complet)

            M : DotCursor activé

2. Mettre le MOSFET sous tension :

            R : Positionnez l’interrupteur gauche/droite comme il convient

            B : Augmentez lentement le % d’alimentation variable du collecteur jusqu’à ce que le VDS spécifié soit atteint

3. Ajuster aux paramètres :

            Appuyez sur la touche Aide au décalage et maintenez-la enfoncée jusqu’à ce qu’un déplacement vertical appréciable de la courbe se produise. Il sera nécessaire de réajuster le % du collecteur variable pour maintenir le VDS.  Continuez à régler alternativement le décalage de pas et le VDS jusqu’à ce que le point de fonctionnement spécifié soit atteint.

4. Calculer la transconductance (gFS) :

             Lire gFS directement à partir de la lecture du curseur

5. Comparer aux spécifications de la fiche technique :

              Vérifiez que la valeur est égale ou supérieure au minimum spécifié

L’admission directe est une autre façon d’exprimer la transconductance et est mesurée en réglant le traceur de courbe pour mesurer la transconductance (comme ci-dessus), en commutant Horizontal Volts/Div en STEP GEN, en utilisant SWEEP pour terminer la courbe, puis en changeant le curseur en ligne F et en positionnant la pente de la ligne F jusqu’à ce qu’elle soit tangente à la courbe.

Comment puis-je tester le courant de drain à l’état passant d’un MOSFET sur mon traceur de courbe ?

Réponse : Courant de drain à l’état marche - ID(on)

Qu’est-ce que le courant de drain à l’état courant ?

Le courant de drain à l’état marche est ID avec un VGS spécifié pour polariser l’appareil à l’état marche.  La mesure est effectuée dans l’ohmique (i.e. linéaire) de l’appareil.

Sur le traceur de courbe, l’alimentation du collecteur entraîne le drain et le générateur d’étapes entraîne la porte.

Ce que l’écran affiche :

L’écran affiche VDS sur l’axe horizontal et l’ID résultant sur l’axe vertical.  La spécification est respectée lorsque, au niveau du VDS spécifié, l’ID est supérieur ou égal au minimum spécifié.

Comment faire :

1. Définir les commandes :

            A : Volts de crête max. au réglage le plus bas au-dessus du VDS spécifié

            B : Puissance de crête maximale en watts au réglage le plus bas qui satisfait (ID x VDS)

            C : I : Polarité d’alimentation du collecteur à (+DC) pour le canal N ou (-DC) pour le canal P  

            D : Volts/Div horizontaux pour afficher le VDS entre la 5e et la 10e division horizontale

            E : Courant vertical/Div pour afficher l’ID entre la 5e et la 10e division verticale

            F : Nombre d’étapes jusqu’au minimum (zéro)

            G : Générateur pas à pas vers la tension

            H : Polarité du générateur de pas à pas pour appliquer une polarisation directe (+ pour le canal N), (- pour le canal P)

            I : Ampl de pas/décalage à environ 50 % du VGS spécifié

            J : Impulsion à longue       

            K : Configuration à (génération de base/pas à pas, émetteur/commun)

            L : Alimentation variable du collecteur au % minimum (CCW complet)

            M : DotCursor activé

2. Mettre l’appareil sous tension :

            R : Positionnez l’interrupteur gauche/droite comme il convient

            B : Augmentez lentement l’alimentation variable du collecteur jusqu’à ce que le VDS spécifié soit atteint

3. Comparez aux spécifications de la fiche technique :

            R : Vérifiez que l’ID est égal ou supérieur au minimum spécifié

Comment puis-je tester un MOSFET pour la tension de claquage drain-source sur mon traceur de courbe ?

Réponse : Tension de claquage drain-source - V(br)DSS

Qu’est-ce que la tension de claquage drain-source ?

La tension de claquage drain-source est le VDS auquel s’écoule une valeur spécifiée de ID, avec VGS=0.  Puisqu’il s’agit du courant inverse à travers un canal pincé, l’ID présente une élévation en forme de genou, augmentant rapidement une fois que la panne se produit.

Sur le traceur de courbe, l’alimentation du collecteur entraîne le drain et la vanne est court-circuitée jusqu’à la source, de sorte que VGS=0.

Ce que l’écran affiche :

Le format YT (par défaut) trace le signal de temps sur l'axe horizontal et le signal de tension sur l'axe vertical. La spécification est satisfaite lorsque, à l’ID spécifié, VDS est supérieur ou égal au minimum spécifié.

Comment faire :

1. Définir les commandes :

A : Volts de crête maximum au réglage le plus bas au-dessus du minimum spécifié

     VDS (en anglais seulement)

            B : Puissance de crête maximale en watts au réglage le plus bas qui satisfait (ID x VDS)

            C : Volts/Div horizontaux pour afficher le VDS entre la 5e et la 10e division horizontale

            D : Courant vertical/Div pour afficher l’ID entre la 5e et la 10e division verticale                  

            E : Polarité d’alimentation du collecteur à +Fuite (pour le canal N) ou -Fuite (pour le canal P)

            F : Configuration à (Base/Short, Emitter/Common)

            G : Alimentation variable du collecteur au % minimum (CCW complet)

            H : DotCursor activé

2. Mettre le MOSFET sous tension :

            R : Positionnez l’interrupteur gauche/droite comme il convient

            B : Augmentez lentement le % d’alimentation variable du collecteur jusqu’à ce que l’ID spécifié soit atteint

3. Comparer aux spécifications de la fiche technique :

            Vérifiez qu’à l’ID spécifié, VDS est supérieur ou égal au minimum spécifié

Comment puis-je tester un MOSFET pour le courant de fuite du corps de grille avant sur mon traceur de courbe ?

Réponse : Courant de drain de tension de grille nulle - IDSS

Qu’est-ce que le courant de drain de tension de grille nulle ?

Le courant de drain de tension de grille nulle est l’ID qui s’écoule lorsque VGS=0.  Il s’agit du courant à l’état marche dans un MOSFET en mode appauvrissement et du courant à l’état éteint dans un MOSFET en mode d’amélioration.

Sur le traceur de courbe, l’alimentation du collecteur entraîne le drain et la vanne est court-circuitée jusqu’à la source de sorte que VGS=0.

Ce que l’écran affiche :

L’écran affiche VDS sur l’axe horizontal et l’ID résultant sur l’axe vertical.  La spécification est respectée lorsque, avec VGS=0 et le VDS spécifié appliqué, l’ID est inférieur ou égal au maximum spécifié.

Comment faire :

1. Définir les commandes :

            A : Volts de crête max. au réglage le plus bas au-dessus du VDS spécifié

            B : Puissance de crête maximale en watts au réglage le plus bas qui satisfait (ID x VDS)

            C : Volts/Div horizontaux pour afficher le VDS entre la 5e et la 10e division horizontale

            D : Vertical Current/Div pour afficher l’ID entre la 5e et la 10e division verticale

            E : Polarité d’alimentation du collecteur à (+DC) pour le canal N ou (-DC) pour le canal P

            F : Configuration à (Base/Short, Emitter/Common)

            G : Alimentation variable du collecteur au % minimum (CCW complet)

            H : DotCursor activé

2. Mettez le MOSFET sous tension :

            R : Positionnez l’interrupteur gauche/droite comme il convient

            B : Augmentez lentement le % d’alimentation variable du collecteur jusqu’à ce que le VDS spécifié soit atteint

3. Comparez aux spécifications de la fiche technique :

            Vérifiez qu’au VDS spécifié, l’ID est inférieur ou égal au maximum spécifié