半导体分立器件测试方案

光电耦合器作为一种光电隔离的器件,主要由发光器件、光接收器件以及两者之间的耐电压击穿能力强的电介质透明绝缘材料组成。通常发光器件为红外LED，光接收器件为光控晶闸管或光敏三级管。当有电流流入发光元件LED时会使LED灯发光，光透过透明绝缘材料被光接收器件接收后产生电流输出，从而实现以光为媒介电信号的隔离传输。

由于它以光的形式传输直流或交流信号，所以具有较强的抗EMI干扰特性和电流电压隔离能力。因此，光电耦合器被广泛应用于开关电路、级间耦合、电气隔离、远距离信号传输等。光电耦合器的电性能参数测试主要包括试 VF、VR、IR、ICEO、VCE(sat)、ICon 以及输入输出曲线等。

芯片测试作为芯片设计、生产、封装、测试流程中的重要步骤，是使用特定仪器，通过对待测器件DUT(Device Under Test)的检测，区别缺陷、验证器件是否符合设计目标、分离器件好坏的过程。其中直流参数测试是检验芯片电性能的重要手段之一，常用的测试方法是FIMV（加电流测电压）及FVMI（加电压测电流），测试参数包括开短路测试(Open/Short Test)、漏电流测试（Leakage Test）以及DC参数测试（DC Parameters Test）等。

对于细胞来说，趋电性（electrotaxis）是集体细胞迁移的机制之一，指细胞在直流电场作用下，根据细胞类型的不同，朝向阴极或阳极的方向移动。细胞在电场的作用下可以打开电压门控的离子通道（比如Ca2+或Na+通道），随后离子流入细胞内，并激活离子转运蛋白发出下游信号指导细胞迁移。细胞的趋电性在胚胎发生、炎症、伤口愈合和肿瘤转移过程中起重要作用。

电磁继电器主要由触点簧片、衔铁、线圈、铁芯、触点等部件组成，由线圈、铁芯、触点等部分组成。当线圈通电时，会在铁芯中产生磁场，使得触点吸合或释放，从而开启或关闭控制电路；固态继电器是一种由固态电子元器件（光耦、MOS管、可控硅等）组成的无触点式继电器，本质是其实是一种具有开关性质的集成电路。

继电器的性能测试主要包括电压参数（吸合/释放电压、自保持/复归电压、动作不同步电压、线圈瞬态抑制电压）、电阻参数（线圈电阻、触点接触电阻）、时间参数（吸合时间/释放时间、吸合回调/释放回调时间、触点稳定时间、动合/静合超行程时间、吸合/释放飞跃时间）、状态判断（先断后合、中位筛选）等。

二极管是一种使用半导体材料制作而成的单向导 电性元器件，产品结构一般为单个PN结结构，只允许 电流从单一方向流过。发展至今，已陆续发展出整流二 极管、肖特基二极管、快恢复二极管、PIN二极管、光电 二极管等，具有安全可靠等特性，广泛应用于整流、稳 压、保护等电路中，是电子工程上用途最广泛的电子元 器件之一。

IV特性是表征半导体二极管PN结制备性能的主 要参数之一，二极管IV特性主要指正向特性和反向特性。

BJT是一种双极型二极管，它是一个“两结三端”电流控制器件。双极二极管是一种电流控制器件，电子和空穴同时参与导电。BJT的种类很多。按照频率分，有高频管、低频管；按照功率分，有大、中、小功率管；按照半导体材料分，有硅管、锗管等等。

BJT电性能测试中主要测试参数包含正向压降（VF）、反向漏电流（IR）和反向击穿电压（VR）、较高工作频率（fM）、较大整流电流（IF）等参数。

MOS管是一种利用电场效应来控制其电流大小的半导体器件，主要参数有输入/输出特性曲线、阈值电压(VGS(th))、漏电流(IGSS、IDSS)，击穿电压(VDSS)、低频互导(gm)、输出电阻(RDS)等；直流I-V测试是表征MOSFET特性的基础，通常使用I-V特性分析或I-V曲线来决定器件的基本参数，通过实验帮助工程师提取MOSFET的基本I-V特性参数，并在整个工艺流程结束后评估器件的优劣。

晶闸管全称晶体闸流管，指的是具有四层交错P、N层的半导体器件，主要有单向晶闸管（SCR）、双向晶闸管（TRIAC）、可关断晶闸管（GTO）、SIT、及其他种类等。根据晶闸管的伏安特性，需要依照厂家提供的晶闸管器件数据进行测试试验。

IGBT作为新一代功率半导体器件，IGBT具有驱动容易、控制简单、开关频率高、导通电压低、通态电流大、损耗小等优点，是自动控制和功率变换的关键核心部件，被广泛应用在轨道交通装备行业、电力系统、工业变频、风电、太阳能、电动汽车和家电产业中。

IGBT动态、静态测试系统是IGBT模块研发和制造过程中重要的测试系统，从晶圆、贴片到封装完整的生产线，从实验室到生产线的测试需求全覆盖。合理的IGBT测试技术，不仅能够准确测试IGBT的各项器件参数，而且能够得到实际应用中电路参数对器件特性的影响，进而优化IGBT器件的设计。

GaN HEMT(High Electron Mobility Transistors,氮化家高电子迁移率晶体管)作为宽禁带(WBG)半导体器件的代表,相比于Si和SiC器件,具有更高的电子迁移率、饱和电子速度和击穿电场。由于材料上的优势,GaN在高频率工作状态下具有优异的功率以及频率特性,和较低的功率损耗。 

GaN HEMT器件的评估一般包含直流特性(直流l-V测试)、频率特性(小信号S参数测试)、功率特性(Load-Pull测试)。

传统的光电转换技术一般采用 LED 等发光器件。这种发光器件多采用边缘发射，体积大，因此比较难以和半导体技术结合。VCSEL技术(又称垂直腔表面发射激光 技术)成熟后，解决了发光器件和半导体技术结合的问题，因此迅速得到普及。

普赛斯高精度数字源表支持供电脉冲电流及Vcsel两端脉冲电压实时监测，是Vcsel失效性分析和老化对比较优解决方案。

大功率激光器在 工业与国防等各领域有着广泛的应用，是现代激光材料加工、激光再制造、国防安全领域中必不可少的核心组件之一。随着激光技术的发展，大功率激光器的性能也在不断提高，许多新型激光器相继问世。半导体激光器具有体积小、效率高、质量轻、寿命长、成本低等诸多优点,在国民经济的许多方面起着越来越重要的作用。

但与此同时，激光器功率的急剧.上升也会给其带来可靠性水平的下降，造成工作寿命缩短。因此，在大功率激光器的研发和生产过程中需要对其性能参数与可靠性进行深入测试。

光电探测器一般需要先对晶圆进行测试,封装后再对器件进行二次测试,完成最终的特性分析和分拣操作;光电探测器在工作时,需要施加反向偏置电压来拉开光注入产生的电子空穴对,从而完成光生载流子过程,因此光电探测器通常在反向状态工作;测试时比较关注暗电流、反向击穿电压、结电容、响应度、串扰等参数。

实施光电性能参数表征分析的最佳工具之一是数字源表(SMU)，针对光电探测器单个样品测试以及多样品验证测试,可直接通过单台数字源表、多台数字源表或插卡式源表搭建完整的测试方案。

忆阻器件有两个典型的阻值状态,分别是高阻态(HRS)和低阻态(LRS),高阻态具有很高的阻值,通常为几kΩ到几MΩ,低阻态具有较低的阻值,通常为几百Ω。

忆阻器的阻变行为最主要是体现在它的I-V曲线图上，不同种材料构成的忆阻器件在许多细节上存在差异,依据阻值的变化随外加电压或电流变化的不同,可以分为两种,分别是线性忆阻器LM(linear memristor)以及非线性忆阻器NLM(non-linear memristor)。