1、封面目录打印订阅技术动态专题业界访谈每月新品解决方案世界电子元器件2023年第7期27/59GaN HEMT器件性能的评估，一般包含静态参数测试（I-V测试）、频率特性（小信号S参数测试）、功率特性（Load-Pull测试）。静态参数，也被称作直流参数，是用来评估半导体器件性能的基础测试，也是器件使用的重要依据。以阈值电压Vgs（th）为例，其值的大小对研发人员设计器件的驱动电路具有重要的指导意义。静态测试方法，一般是在器件对应的端子上加载电压或者电流，并测试其对应参数。与Si基器件不同的是，GaN器件的栅极阈值电压较低，甚至要加载负压。常见的静态测试参数有：阈值电压、击穿电压、漏电流、导通电
2、阻、跨导、电流坍塌效应测试等。图：GaN 输出特性曲线(来源：Gan systems)图：GaN导通电阻曲线(来源：Gan systems)V(BL)DSS击穿电压测试击穿电压，即器件源漏两端所能承受的额定最大电压。对于电路设计者而言，在选择器件时，往往需要预留一定的余量，以保证器件能承受整个回路中可能出现的浪涌电压。其测试方法为，将器件的栅极-源极短接，在额定的漏电流条件下（对于GaN，一般为安级别）测试器件的电压值。Vgsth阈值电压测试阈值电压，是使器件源漏电流导通时，栅极所施加的最小开启电压。与硅基器件不同，GaN器件的阈值电压一般较低的正值，甚至为负值。因此，这就对器件的驱动设计提出
3、了新的挑战。过去在硅基器件的驱动，并不能直接用于GaN器件。如何准确的获取手头上GaN器件的阈值电压，对于研发人员设计驱动电路，至关重要。IDS导通电流测试导通电流，指GaN器件在开启状态下，源漏两端所能通过的额定最大电流值。不过值得注意的是，电流在通过器件时，会产生热量。电流较小时，器件产生的热量小，通过自身散热或者外部散热，器件温度总体变化值较小，对测试结果的影响也可以基本忽略。但当通过大电流，器件产生的热量大，难以通过自身或者借助外部快速散热。此时，会导致器件温度的大幅上升，使得测试结果产生偏差，甚至烧毁器件。因此，在测试导通电流时，采用快速脉冲式电流的测试手段，正逐渐成为新的替代方法。
4、GaN HEMT器件主要性能指标有哪些？宽禁带器件测试方案封面目录打印订阅技术动态专题业界访谈每月新品解决方案世界电子元器件2023年第7期28/59电流坍塌测试（导通电阻）电流崩塌效应，在器件具体参数上表现动态导通电阻。GaN 器件在关断状态承受漏源J高电压，当切换到开通状态时，导通电阻暂时增加、最大漏极电流减小；在不同条件下，导通电阻呈现出一定规律的动态变化。该现象即为动态导通电阻。测试过程为：首先，栅极使用P系列脉冲源表，关闭器件；同时，使用E系列高压源测单元，在源极和漏极间施加高压。在移除高压之后，栅极使用P系列脉冲源表，快速导通器件的同时，源极和漏极之间采用HCPL高脉冲电流源加载高
5、速脉冲电流，测量导通电阻。可多次重复该过程，持续观察器件的动态导通电阻变化情况。自热效应测试在脉冲I-V 测试时，在每个脉冲周期，器件的栅极和漏极首先被偏置在静态点(VgsQ,VdsQ)进行陷阱填充，在此期间，器件中的陷阱被电子填充，然后偏置电压从静态偏置点跳到测试点(Vgs,Vds)，被俘获的电子随着时间的推移得到释放，从而得到被测器件的脉冲I-V 特性曲线。当器件处于长时间的脉冲电压下，其热效应增大，导致器件电流崩塌率增加，需要测试设备具有快速脉冲测试的能力。具体测试过程为，使用普赛斯CP系列脉冲恒压源，在器件栅极-源极、源极-漏极，分别加载高速脉冲电压信号，同时测试源极-漏极的电流。可通
6、过设置不同的电压以及脉宽，观察器件在不同实验条件下的脉冲电流输出能力。图：脉冲测试连接示意图封面目录打印订阅技术动态专题业界访谈每月新品解决方案世界电子元器件2023年第7期29/59对于应用在射频场景下的氮化镓器件，如PA器件或者模组，除了测试静态参数外，也要对其在射频应用下的性能进行表征。常见的射频测试手段有小信号S参数测试、Load-pull测试等。此外，由于氮化镓器件存在电流崩塌现象，有专业研究指出，氮化镓在直流与脉冲的测试条件下，会呈现出不同的射频放大特性。因此，脉冲式的小信号S参数测试，Load-Pull测试方案正逐渐引起研究人员的关注。基于高性能数字源表SMU的氮化镓器件表征设备推荐SMU，即源测量单元，是一种用于半导体材料，以及器件测试高性能仪表。与传统的万用表，以及电流源相比，SMU集电压源、电流源、电压表、电流表以及电子负载等多种功能于一体。此外，SMU还具有多量程，四象限，二线制/四线制测试等多种特性。一直以来，SMU在半导体测试行业研发设计，生产流程得到了广泛应用。同样，对于氮化镓的测试，高性能SMU产品也是不可少的工具。
