测试流程中关键步骤的详细讲解
T3Ster®热瞬态测试仪采用电压法(Voltage Method)来测量半导体器件的结温(Junction Temperature)和瞬态热响应。这种方法基于p-n结(半导体器件中的基本结构,如二极管、晶体管中的结)的温度敏感特性。具体来说,它利用p-n结在恒定小电流下的正向电压(Forward Voltage, VF)作为温度的指示器,因为VF与温度之间存在线性或近似线性的关系。下面,我将进行详细讲解,包括原理、过程、物理基础和实际应用。讲解基于T3Ster的测试标准(如JESD51-1和JESD51-14),并结合半导体物理知识。
1. 使用测试小电流取得被测半导体器件温度系数 (mV/°C),得到正向电压随温度变化的关系
这个步骤是测试流程的第一步,也称为“校准阶段”或“获取K-factor”(温度系数)的过程。它是为了建立一个可靠的“电压-温度”转换关系,从而在后续测量中将电压变化转换为温度变化。以下是详细解释:
正向电压随温度变化的关系是什么?
正向电压(Forward Voltage, VF)的定义:正向电压是指半导体p-n结在正向偏置(即正向施加电压,使电流从p区流向n区)状态下的电压降。它是p-n结导通时电流通过结区所需的电压阈值。对于典型的硅基半导体器件(如二极管、BJT、MOSFET或LED中的p-n结),在室温下VF通常在0.6-0.7V左右(对于硅),但这取决于器件类型和材料(例如,锗为0.3V,GaAs为1.2V)。