接地環路

　　接地環路會產生雜散信號，可能是直流偏移或交流信號（通常為工頻或工頻的整數倍）。接地環路時由于測試電路中多處接地造成的。當大量儀器插入至不同儀器架上的電源接線板時，就會形成典型的接地環路。接地點之間的電勢往往存在微小差異，由此就會產生大電流循環，從而形成意料之外的電壓降。

　　圖18中所示的配置就是一個接地環路，是因為將4200信號公共端子（Force LO）和DUT LO均連接至地形成的。環路中的大接地電流通過的是小電阻，無論是導體還是在連接點。該小電阻產生的壓降會影響性能。

　　為避免接地環路，測試系統應單點接地。如果不能消除DUT的地，那么4200的GNDU COMMON端子和機箱地之間的接地鏈路應斷開，如圖19所示。

　　圖18. 接地環路

　　圖19. 消除接地環路

　　如果懷疑存在接地環路，請將懷疑的儀器從交流電源拔出，并進行敏感的電流測量，確認問題已經解決。為了消除接地環路，盡量少采用接地，理想情況是不要超過

　　一個。

　　光有些元件，例如二極管和晶體管是卓越的光檢測器。因此，必須在無光環境下測試這些元件。為了確保測量準確度，檢查測試夾具在門合頁、管道入口及連接或連接面板上是否存在光泄露。

　　十一 噪聲和源阻抗

　　噪聲會嚴重影響敏感電流測量。DUT的源阻抗和源電容都會影響SMU的噪聲性能。

　　DUT的源阻抗會影響SMU的反饋安培計的噪聲性能。當源電阻減小時，安培計的噪聲增益將增大。圖20所示為反饋安培計的簡化模型。

　　在該電路中：

　　RS =源電阻

　　CS =源電容

　　VS =源電壓

　　VNOISE =安培計的噪聲電壓

　　圖20. 反饋安培計的簡化模型

　　RF =反饋電阻

　　CF =反饋電容

　　電路的噪聲增益可由下式給出：

　　請注意，當源電阻（RS）減小時，輸出噪聲增大。由于降低源電阻會對噪聲性能產生不利影響，所以在表1中根據電流測量量程給出了最小推薦源電阻值。

　　表1. 最小推薦源電阻值

　　5章 （含在系統軟件中）

　　Keithley Instruments，低電平測量手冊，2004年第6DUT的源電容也會影響SMU的噪聲性能。一般情況下，源電容增大時，噪聲增益也隨之增大。盡管最大源電容值存在限值，但是通過連接一個電阻或正偏二極管與DUT串聯，通常能夠在更高的源電容值下進行測量。二極管作為一個可變電阻，當源電容的充電電流為高時，其阻值很小，然后隨著電流的減小而增大。

　　十二 偏移補償

　　在確定并減小外部誤差后，如果可能的話，可將測試系統的內部和外部偏移從將來的測量結果中減去。首先，如上所述，在輸入戴有金屬帽的情況下對SMU進行自動校準。然后，確定每個SMU至探針的偏移。利用軟件中的公式計算器工具，可將該平均偏移從隨后的電流測量結果中減去。為了進行極低電流的測量，應定期重新測量平均偏移電流（至少每月一次）。

　　結論

　　當配備可選的吉時利4200-PA型遠程前置放大器時，4200-SCS型半導體特性分析系統可準確測量pA級或更小的電流。應通過測量整個測量系統的偏移電流來確定系統的限制，必要時進行調節。可采用一些技術減小測量誤差源，例如屏蔽、保護、儀器的正確接地，以及在KITE軟件中選擇合適的設置，包括留有足夠的建立時間。吉時利的低電平測量手冊提供了關于優化低電平測量技術的更多信息。