pn结电容测准,传统的lcr电桥很容易“翻车”

要想把1pF级的PN结电容测准,传统的LCR电桥很容易“翻车”,因为这几种情况很容易发生。普通LCR的分辨率往往不够高,导致1pF级的小电容读数出现漂移;测试频率太高时,普通仪器在1MHz以上的频段里会有严重的增益漂移;10V到40V的偏置电压又容易让探针接触电阻引入额外误差;尤其是当芯片垫在不同面时,校准模型会变得特别复杂。针对这些问题,TH2838系列采用了自动平衡电桥的原理,它的基本精度能达到0.05%,就算是1pF的小电容也能稳稳复现;最快的测试速度只要5.6ms,高频瞬态的信号也不会丢峰;它的频率范围涵盖了20Hz到2MHz,正好覆盖了光电芯片的典型工作频段;还有1GΩ的阻抗测试范围,既能耐得住40V的偏置电压,又能自动补偿探针接触电阻。至于芯片垫分面的情况,仪器还提供了双面探针和托盘两种校准模式,切换起来非常方便。即使经验不足也能快速获得可信的数据。从烽火台到海底光缆再到现在的5G前传,光一直都是人类最远视距的“信使”。光电二极管把光信号变成电流,速度快灵敏度也高,所以才成了光通信、光谱分析和激光雷达的“心脏”。可“心脏”里的PN结电容却常被大家忽视——它才是决定高频下器件是单向导通还是双向失效的关键。PN结有三个主要表现:正向导通时电压够高电子就能穿越势垒形成电流;反向饱和时电压较低势垒区会产生微量反向电流;反向击穿时电压飙升结电容会瞬间吃掉信号导致器件失效。结电容其实就是扩散电容和势垒电容加起来的结果。在交流信号下它呈现出“隔直通交”的特性:频率越高容抗越小,就越容易把单向导通变成双向导通。对光电芯片来说,1pF级别的结电容已经是上限了,再大就可能引入信号失真甚至引发振荡。要想让光信号跑得更远、更稳,第一步就得把PN结电容测准,只有把容值压到1pF以下、把误差压到0.05%以内才行。