SMM3312Xを用いたFETのIV特性測定方法 Id-Vgs

1.　概要

FETのIV特性測定では、CH1とCH2の2CHを使用します。
CH1ではゲート電圧を０V～６Vまで掃引します。掃引のステップ数は101とします。
CH2は電流源として出力を０A～２.5A掃引します。出力電圧は２Vまでとします。ステップ数は51とします。
動作としては、CH1でゲート電圧を決め、そのゲート電圧でどれだけドレイン電流が流れるかをCH2の出力電流を掃引しながら測定します。CH2の電流測定が終わったら、CH1の電圧を次の電圧に上げて測定します。これを繰り返します。

2.1　外部配線

2.1　FETとの接続

2.2　Digital IOの結線

SMM3000X後面のDigital IOは、CH1とCH2の間でトリガの受け渡しを行うため以下のように結線します。

Pin1～Pin9 、Pin2～Pin10

 

３．チャンネル設定

3.1　Measureの設定

CH1のMeasure設定を行います。CH1は電圧を測定します。
CH1のをタッチし、CH1を拡大表示します。

Measure:の部分をタッチします。

Measure ParametersでVOLTS(V)を選択します。

Measureの数字部分をタッチします。

 

Measure SpeedをManualで0.0100PLC/200usに設定します。ウインド右上のXでMeasure Settingのウインドウを閉じることができます。

CH2の設定を行います。CH2は電流源として動作させ、その電流を測定します。
CH2のSource:部分をタッチします。

AMPS(I)をタッチします。

Measure:をタッチします。

 

AMPS(I)をタッチします。

電流源の電圧リミットを設定します。Limit:の数字部分をタッチします。

 

ここでは、２Vを電流源のリミット電圧とします。

HOMEボタンを押すか、画面のHOMEをタッチしてHOMEに戻ります。

 

3.2　SWEEP設定

CH1のSweep設定：

CH1はFETのゲート電圧とします。0-6.0Vの範囲で101ポイントを設定します。CH1画面を拡大し、AWGボタンをタッチします。

 

Sweepをタッチします。
SweepをON、Start：0mV、Stop：６V、Points：101に設定します。

Sweep Settingをタッチします。
Output After Sweep/ListをEND VALUEに設定します。

CH2のSweep設定：

画面左の“２”の部分をタッチし、CH2のSweep設定行います。
SweepをON、Start：0nA、Stop：2.5A、Points：51に設定します。

Sweep Settingは以下のように設定します。

Home画面に戻ります。

3.3 Trigger設定

CH1のTrigger設定：

CH1の設定画面を拡大し、Triggerボタンをタッチします。

Configボタンをタッチします。

 

CH1のARMレイヤの設定：

Layer：ARM、Action：ACQに設定します。
Count:１
Bypass：OFF(デフォルト値)
Trigger Source：Auto(デフォルト値)
Period：10us(デフォルト値)
Trigger Delay：0 s(デフォルト値)
Trigger Output：OFF(デフォルト値)
Trigger Output Signal：Ext1(デフォルト値)

 

Layer：ARM、Action：TRANSに設定します。
Count:１
Bypass：OFF(デフォルト値)
Trigger Source：Auto(デフォルト値)
Period：10us(デフォルト値)
Trigger Delay：0 s(デフォルト値)
Trigger Output：OFF(デフォルト値)
Trigger Output Signal：Ext1(デフォルト値)

 

CH1 Triggerレイヤの設定：

Layer：TRIGGER、Action：TRANSに設定します。
Count：101（Sweepで設定したステップ数）
Bypass：ON（最初のトリガ：Initiate AllでTrigger待ちをバイパスします）
Trigger Source：EXT10（2ループ以降のトリガソース）
Period：2ms(トリガレイヤの期間を2msとします)
Trigger Delay：1ms(トリガからのDelayを1msecにします、CH2のTimerの時間に合わせています)
Trigger Output：OFF(デフォルト値)
Trigger Output Signal：Ext1(デフォルト値)

 

Layer：TRIGGER、Action：ACQに設定します。
Count：101（Sweepで設定したステップ数）
Bypass：ON（最初のトリガ：Initiate AllでTrigger待ちをバイパスします）
Trigger Source：EXT10（2ループ以降のトリガソース）
Period：2ms(トリガレイヤの期間を2msとします)
Trigger Delay：1.8ms(トリガからのDelayを1.8msecにします、Sourceで電圧切り替えてから0.8ms後に電圧測定します)
Trigger Output：OFF(デフォルト値)
Trigger Output Signal：Ext1(デフォルト値)

 

CH1 ACTIONレイヤの設定：

Layer：Action、Action：ACQに設定します。
Count：101（Sweepで設定したステップ数：変えられません）
Bypass：ON（変えられません）
Trigger Source：EXT10（変えられません）
Period：2ms(変えられません)
Trigger Delay：1.8ms(変えられません)
Trigger Output：OFF(デフォルト値)
Trigger Output Signal：Ext1(デフォルト値)

 

Layer：Action、Action：TRANSに設定します。
Count：101（Sweepで設定したステップ数：変えられません）
Bypass：ON（変えられません）
Trigger Source：EXT10（変えられません）
Period：2ms(変えられません)
Trigger Delay：1.8ms(変えられません)
Trigger Output：ON(CH2にトリガ信号出します)
Trigger Output Signal：EXT1(トリガはEXT1から出力します)

 

CH2のTrigger設定：

CH2のTrigger設定画面のConfigボタンをタッチします。

 

CH2 ARMレイヤの設定：

 

Layer：ARM、Action：ACQに設定します。
Count：101(CH１のステップ数と同じです)
Bypass：OFF(デフォルト値)
Trigger Source：EXT9
Period：10us(デフォルト値)
Trigger Delay：0 s(デフォルト値)
Trigger Output：OFF(デフォルト値)
Trigger Output Signal：Ext1(デフォルト値)

 

Layer：ARM、Action：TRANSに設定します。
Count：101(CH１のステップ数と同じです)
Bypass：OFF(デフォルト値)
Trigger Source：EXT9
Period：10us(デフォルト値)
Trigger Delay：0 s(デフォルト値)
Trigger Output：OFF(デフォルト値)
Trigger Output Signal：Ext1(デフォルト値)

 

 

Triggerレイヤを設定します。
Layer：TRIGGER、Action：TRANSに設定します。
Count：51(CH２のステップ数と同じです)
Bypass：OFF(デフォルト値)
Trigger Source：TIMER（Periodで設定される周期でトリガがかかります）
Period：1ms
Trigger Delay：0 s(デフォルト値)
Trigger Output：ON
Trigger Output Signal：EXT2（51ステップの電流測定が終わったらEXT2にトリガ出します）

 

 

Layer：TRIGGER、Action：ACQに設定します。
Count：51(CH２のステップ数と同じです)
Bypass：OFF(デフォルト値)
Trigger Source：TIMER（Periodで設定される周期でトリガがかかります）
Period：1ms
Trigger Delay：800us(ソース電流が切り替わってから800usec後にトリガかけます)
Trigger Output：OFF(デフォルト)
Trigger Output Signal：EXT1（デフォルト）

 

 

ACTIONレイヤの設定を行います。
Layer：ACTION、Action：ACQに設定します。
Count：51(変えられません)
Bypass：OFF(変えられません)
Trigger Source：TIMER（変えられません）
Period：1ms（変えられません）
Trigger Delay：800us(変えられません)
Trigger Output：OFF(デフォルト)
Trigger Output Signal：EXT1（デフォルト）

 

 

Layer：ACTION、Action：TRANSに設定します。
Count：51(変えられません)
Bypass：OFF(変えられません)
Trigger Source：TIMER（変えられません）
Period：1ms（変えられません）
Trigger Delay：800us(変えられません)
Trigger Output：OFF(デフォルト)
Trigger Output Signal：EXT1（デフォルト）

 

 

3.4　トリガピン設定

CH1とCH2のトリガの受け渡しのための設定を行います。
フロントパネルのMENUボタンを押すか、画面上部のMENU部分をタッチしてメニュー画面に入ります。

I/Oのボタンをタッチします。

 

DirectionでOUTPUTを選び、pin1を以下の設定にします。

Direction: OUTPUT
Pin#: pin.1
Function: TRIGGER
Output Trigger Timing: BEFORE
Output Pulse Width: 100us

 

 

DirectionでOUTPUTを選び、pin2を以下の設定にします。

Direction: OUTPUT
Pin#: pin.2
Function: TRIGGER
Output Trigger Timing: AFTER
Output Pulse Width: 100us

 

 

DirectionでINPUTを選び、pin9及びpin10を以下の設定にします。

 

 

４．設定の保存と読み出し

　設定は以下の方法で保存可能です。フロントパネルのMENUボタンを押すか、画面上部のMENU部分をタッチしてメニュー画面に入りSaveをタッチします。

何を保存するか聞いてくるので、Configを選択します。

 

File Nameにファイル名を入力してOKを押すと設定が保存されます。USBメモリを接続した場合は、USBメモリに保存も可能です。

設定の読出しはMENUのLoadボタンをから可能です。フロントパネルのMENUボタンを押すか、画面上部のMENU部分をタッチしてメニュー画面に入りLoadをタッチします。

 

読み込むファイルを聞いてくるので、ConfigのLoadボタンをタッチする。

読み込みたいファイルを選択して、OKを押すと設定が読み込まれます。

 

5.　I-V測定

測定の配線、Trigger入出力が正しく接続されていることを確認し、測定を開始する。測定は、HOME画面のIDLE部をタッチし、Initiate-> Allで開始することができます。

測定が終了後は出力をOFFにします。

 

６．測定結果の確認

CH1を拡大し、Resultをタッチします。

CH1の測定結果が表示されます。

 

同様に、CH2のResultも確認します。画面左側の２をタッチするとCH2の結果に移動できます。

7.　データの保存

外部USBメモリに保存の場合は、USBメモリをフロントパネルのUSBコネクタに挿入します。Result画面で、Saveをタッチします。

Measureをタッチします。

USBメモリ（U-disk0）を選択し、File Nameを入力し、OKを押すとデータがUSBメモリに保存されます。

 

CH1も同様に保存します。