Вольт-амперные характеристики полупроводников с помощью средства представления разверток от Rohde & Schwarz

Измерительная задача

Полупроводниковые технологии, такие как диоды, светодиоды и фотоэлементы, непрерывно совершенствуются. Понимание характеристик полупроводников имеет важное значение. Представление значений тока (I) и напряжения (V) в виде вольт-амперной характеристики, т. е. кривой I(V), служит традиционным методом для определения основных характеристик компонентов или устройств в электронной схеме. Ввиду множества электронных устройств на графике I(V) можно представлять бесконечное количество параметров. Далее рассматриваются три примера.

Вольт-амперная характеристика диода

В диодах ток может протекать только в одном направлении. Протекание тока представлено как нелинейная вольт-амперная характеристика, которая отражает p-n переходы полупроводника.

Вольт-амперная характеристика фотоэлемента

Фотоэлементы преобразуют солнечную энергию в электричество. В темноте фотоэлемент является простым диодом. Вольт-амперная характеристика фотоэлемента в солнечную погоду отражает важные характеристики, такие как точка оптимальной мощности, напряжение разомкнутой цепи и ток короткого замыкания.

Вольт-амперные характеристики светодиодов

Светодиоды — это диоды с p-n переходами. Вольт-амперная характеристика светодиода аналогична вольт-амперной характеристике диода, однако она содержит дополнительную ценную информацию о влиянии запрещенных зон прямого напряжения и полупроводников на цвет светодиода.

Решение компании Rohde & Schwarz

Источники-измерители R&S®NGU401/NGU201 с высокой точностью измеряют силу тока в диапазоне от нескольких микроамперов до нескольких амперов. Средство представления разверток для источников-измерителей генерирует развертку напряжения или тока с помощью произвольной функции прибора. Через каждые 2 мкс функция быстрого протоколирования в источнике-измерителе регистрирует значения напряжения и тока для каждого шага развертки и выводит результаты на вольт-амперной характеристике.

Курсоры и отображение нескольких кривых

На выводимой ВАХ имеются два курсора (X и O) для каждой кривой. График может содержать максимум 10 кривых различного цвета с курсорами. Рядом с каждым курсором можно включать и выключать метки, что очень удобно при перемещении курсора вдоль кривой и считывании значений. Значения курсора по оси X и Y также можно считывать с помощью панели значений справа, где отображаются значения X и Y для обоих курсоров на всех кривых.

Настройка времени

Произвольная функция (QuickArb) в источниках питания постоянного тока от Rohde & Schwarz позволяет задавать изменяемые настройки напряжения и тока источника в зависимости от времени. Пары значений напряжения и тока сохраняются вместе с временем пребывания.

На вкладке развертки можно задавать конфигурации по времени, включая время установления для шага развертки, предварительную задержку и апертуру. Также можно задать разрешение по времени для определения частоты дискретизации при сборе данных с помощью функции быстрого протоколирования.

Подавление фонового шума

Подавление фонового шума возможно при заземлении клеммы низкого уровня. В комплекте R&S®NGU прилагается удобная перемычка для соединения второй клеммы низкого уровня и заземляющей клеммы с передней панелью. Опция представления разверток позволяет синхронизировать время сбора данных относительно частоты сети, чтобы дополнительно уменьшить фоновый шум в результатах.

Заключение

Источники-измерители R&S®NGU — это прецизионное и простое в обращении решение для точного измерения, протоколирования и анализа электрических характеристик. С помощью средства представления разверток, произвольной функции и функции быстрого протоколирования возможно точное отображение разверток ВАХ на экране R&S®NGU. Средство представления разверток также можно использовать в источниках питания постоянного тока (R&S®NGM201 и R&S®NGM202).