非破坏性测试的方法和应用场景

还有一种适合测量功率MOSFET器件单粒子烧毁截面的方法是非破坏性测试方法，其测试电路的主要组成部分如图4-34所示。这种方法可以应用于不同的器件类型、试验时容易获得某器件SEB烧毁截面的大小。在非破坏性测试方法中，用一种电流脉冲计数技术与电流限制相结合的办法，实现器件未发生烧毁，就可以得到MOSFET单粒子烧毁截面。非破坏性测试方法可以观察到实际烧毁情况下的电流脉冲结构和电流限制情况下的电流脉冲结构，这样的测试方法能够帮助人们更进一步深入理解MOSFET器件发生单粒子烧毁的机理。

图4-34　非破坏性测试原理示意图(www.xing528.com)

实现非破坏性测试主要有三个关键方面需要在系统设计和研制中实现，首先是实现电流脉冲计数技术，通常用示波器能够观察到防止器件烧毁的电流脉冲，但为了实时记录这种电流脉冲，设计中电流限制由负载电阻实现（负载电阻在150 Ω以下通常导致器件失效），而重离子诱发产生的漏极电流脉冲由电流变换器和快速计数系统计数器来获得（高信噪比的电流变换器和快速计数系统计数器能够获得大范围的VDS数据且无漏计数）。其次是非破坏性脉冲的区别，这个脉冲一般认为由功率MOSFET寄生电容放电产生，存储电荷需要的电容大约是200 pF，如果依靠寄生电容本身，将导致器件失效，非破坏性脉冲振幅与VDS成正比。非破坏性电压脉冲形状与功率MOSFET栅极电压脉冲一致，同时也与源极电流脉冲一致。最后是烧毁脉冲的捕捉，它与非破坏性脉冲有同样的脉宽，但具有很高的脉冲幅度，在破坏性脉冲之后有几个与之相似的脉冲信号。其能量大约是非破坏性脉冲的100倍，器件经过这个脉冲后不能再使用。