本文上一部分介紹了脈沖式I-V測試在測試技術和儀器功能方面具有的特定要求，下面繼續(xù)討論測試系統(tǒng)的其它問題和應對方法。

圖5給出了脈沖I-V q點測試的簡化框圖，它包含了在直流測試時獨立偏置柵極和漏極的SMU。同樣的，獨立式脈沖發(fā)生器向DUT提供VG和VD脈沖激勵。SMU和脈沖發(fā)生器之間通過板載開關連接或斷開信號路徑。這個框圖中的開關正處于待機狀態(tài)(開關打開著)，測試設備與DUT是斷開連接的。在脈沖式I-V測試期間，SMU沒有被連接到被測器件上。一般用于漏極的脈沖發(fā)生器能比用于柵極的脈沖發(fā)生器提供更高的功率。雖然在圖中顯示為獨立的模塊，但在實際測試系統(tǒng)中兩個示波器通道是由單個單元提供的，允許獨立測量DUT柵極信號和漏極響應。

I-V測試技術表征射頻器件" border="0" height="200" onclick="javascript:window.open(this.src);" onload="return imgzoom(this,550)" src="http://www.ed-china.com/ARTICLE_IMAGES/200903/20090324_TM_DT_TS_01_F5.GIF" style="cursor: pointer" width="350" />
 

在該系統(tǒng)中，柵極脈沖源具有50Ω的輸出阻抗，而漏極脈沖發(fā)生器具有55Ω的阻抗。后者是由于增加了5Ω的敏感電阻(用藍色圈出來)用于獲得漏極電流和電壓。測量敏感電阻上電壓以捕獲電流的技術使用了一個簡單的分流電路，該電路具有很高的帶寬，而且實現(xiàn)越來非常簡便。5Ω電阻上的電壓V_sense在示波器模塊的第2通道上測量。

上述分流方法確實在某些方面做了一些犧牲，主要是漏極電壓的降低。這通常被稱為負載線效應，是使用敏感電阻測量漏電流的直接后果。漏極電流流過時，電阻R_sense上會有一個壓降。壓降意味著電壓V}不等于漏極引腳上的電壓V_D'。如果不考慮這個壓降，那么系列曲線就限于Rsense的負載線，如圖6的右圖所示。

幸運的，負載線補償(LLC)算法可以糾正這一效應。除了提供理想的測試電壓范圍外，LLC算法還能在掃描期間提供均勻間距或步距的電壓。這樣可以取得完成的V_D-I_D器件表征。這還意味著用于確定V_D值“在網(wǎng)格上”的被測數(shù)據(jù)后處理工作可以被取消，從而減少從測量系統(tǒng)取得測試結果到建模軟件所需的時間。

在所有脈沖式I-V測量系統(tǒng)中都應認真考慮電纜和互連因素，因為電纜會引入傳播延時并降低測量精度。為了用脈沖式I-V測試系統(tǒng)取得高的測量精度，電纜和互連阻抗必須加以確定和校準。這就需要用一個電纜補償例程來測量和校正這些屬性。例如在Keithley 4200-SCS PIV系統(tǒng)中就有一個在初始化設置以及任何電纜或其它互連改變后使用的簡短程序。因為例程中包含了一個徹底或簡短的測試，因此即使引腳到焊盤阻抗也集成進了補償過程。

測試射頻晶體管遇到的另一個問題是振蕩電位。這些問題是由于器件的高截止頻率(遠大于1GHz)以及內(nèi)部(器件)和外部(儀器)反饋路徑產(chǎn)生的內(nèi)在不穩(wěn)定性引起的。這些狀況會由于測試環(huán)境不能完全匹配產(chǎn)品環(huán)境而惡化。通常測試要求參數(shù)范圍比產(chǎn)品應用中的更寬。

對于一個有經(jīng)驗的脈沖式I-V用戶來說，一般通過觀察脈沖式I-V圖的特征形狀就能直接識別振蕩，甚至檢測出振蕩的開始。但對于新的結構和器件，或者缺乏豐富經(jīng)驗的用戶而言，一種更直接的振蕩檢測方法可能更有用。在這些情況下，觀察示波器顯示屏上的實際脈沖非常管用。這樣可以實現(xiàn)振蕩的可視化確認，并證明特殊補償是否對此作了抑制。

一般來說，振蕩可以通過增加電容或電感以減小環(huán)路增益加以控制。但增加的電抗會影響系統(tǒng)帶寬，并降低脈沖式I-V測試性能。更簡單的方法是增加電阻，這種方法對系統(tǒng)帶寬的影響較小。

當在DUT的反饋路徑中增加電阻(這種電阻也被稱為鎮(zhèn)流電阻)時，增加的電阻必須不妨礙脈沖式I-V測量。測試儀器也必須能對增加的鎮(zhèn)流電阻作出正確處理，并提供校正后的結果。

在對射頻晶體管進行脈沖測試時，柵極適合用串聯(lián)電阻，源極和漏極之間適合使用并聯(lián)電阻(圖7)。在后一種情況下，可以采用接地分流電阻來降低環(huán)路增益，同時抵消I-V曲線上的負斜率效應(即負差分傳導)?？梢栽谄渲幸粋€位置或兩個位置同時增加鎮(zhèn)流電阻，該鎮(zhèn)流電阻可以減少或消除振蕩，但代價是DUT的電壓和電流也會下降。例如在圖7中，所有流過漏極上分流電阻R_SH的電流DUT漏極都不能提供。確定使用鎮(zhèn)流電阻及其阻值是一個定性的反復過程。不過一些商用測試系統(tǒng)可能會提供一套低電抗的電阻，以及在使用鎮(zhèn)流電阻時可用于校正測試結果的軟件程序。

圖8給出了屏幕上捕獲的可用于比較脈沖I-V和直流掃描方法的測試結果。曲線的中間和上部清楚地表明了由于直流測試造成的自加熱效應。需要注意的是，在最低的功率曲線(底部)中，直流和脈沖式I-V測試結果實質(zhì)上一致的。然而，上面曲線頂部(脈沖式I-V)的ID要比藍色直流曲線高出約230mA(50%)。后者具有嚴重的自加熱效應，并已導致I_D特性的破壞。

單脈沖測試可用來表征瞬態(tài)行為，并檢測振蕩。圖9給出了典型結果。藍色曲線是施加于柵極的電壓脈沖，紅色曲線是形成的漏極電流。這兩條曲線都非常完美，沒有任何過沖、振鈴或振蕩現(xiàn)象。在驗證設置時，觀察脈沖波形是很有用的，可確保電纜連接以及到器件焊盤的接觸是否正確。

在檢查DUT的瞬態(tài)行為時，隨時間推移而變化的器件響應可能產(chǎn)生自加熱、電荷俘獲或其它隨時間變化的現(xiàn)象。圖10是一種自加熱實例，它將造成漏極電流隨時間而下降。在圖10中，I_D開始約為630mA，但10ms后下降到590mA，降低幅度約6%。

在射頻晶體管的柵極和漏極采用非零偏置的雙通道脈沖式I-V測試是一種功能強大的測試工具。它能在仿真大信號(非線性)操作的各種條件下實現(xiàn)精確的表征。在合適的測試硬件和軟件支持下，有各種單脈沖和多掃描測試例程可供方便地執(zhí)行(例如圖8左邊的測試清單)。

通常器件表征是一個反復的過程，因此針對交互式測試設計的測量系統(tǒng)十分必要。這種系統(tǒng)的重要特性應包含針對不同晶體管類型的各種脈沖式I-V參數(shù)，如高電子遷移率晶體管(HEMT)、偽形(pseduomorphic)HEMT(pHEMT)以及橫向擴散金屬氧化物半導體(LDMOS)晶體管。測試系統(tǒng)也應提供包括延時在內(nèi)的亞毫秒脈沖時序參數(shù)，并具有修改測試參數(shù)和隨時對新舊結果進行比較的能力。針對擴散效應，系統(tǒng)還應支持對直流和脈沖式I-V測試結果的比較，并提供全面的數(shù)據(jù)分析和簡單地將數(shù)據(jù)導出到其它應用的方式?？傊到y(tǒng)應包含具有q點測試和電纜補償功能的互連和測量軟件、LLC軟件例程以及用于控制振蕩的鎮(zhèn)流電阻，并提供在使用鎮(zhèn)流電阻時能校正測試結果的靈活測量軟件。