Curvas I-V características de semicondutores com a ferramenta de varredura da Rohde & Schwarz

Sua tarefa

As tecnologias de semicondutores, como diodos, diodos emissores de luz (LED) e células solares têm avançado de forma constante. É essencial compreender as características dos semicondutores. A combinação de corrente (I) e tensão (V) em uma curva I-V é uma ferramenta comum para determinar as principais propriedades de componentes ou dispositivos em um circuito eletrônico. Como existem muitos dispositivos eletrônicos, um número infinito de parâmetros pode ser representado em uma curva I-V. Confira três exemplos a seguir:

Curva I-V de diodo

Os diodos só permitem que a corrente flua em uma direção. O fluxo é representado como uma curva I-V não linear que reflete as junções de ruído de fase do semicondutor.

Curva I-V de célula solar

As células solares usam a luz solar para produzir eletricidade. No escuro, uma célula solar é basicamente um diodo. Uma curva I-V de uma célula solar em um dia ensolarado revela propriedades importantes, como o ponto de potência máxima, tensão de circuito aberto e corrente de curto-circuito.

Curva I-V de LED

Os LEDs são diodos com junções de ruído de fase. A curva I-V de um LED é semelhante a um diodo, mas com outras informações valiosas sobre o impacto das lacunas de energia de tensão direta e dos semicondutores na cor do LED.

A solução da Rohde & Schwarz

As unidades de medição e alimentação R&S®NGU401/NGU201 podem medir a corrente com precisão, desde a faixa de submicroamperes até amperes. Uma ferramenta de varredura fornece unidades de medição e alimentação e gera uma varredura de tensão ou corrente com a função arbitrária do instrumento. A cada 2 μs, o recurso de registros rápidos da unidade de medição e alimentação (SMU) captura os valores de tensão e corrente para cada etapa de varredura e traça os resultados em uma curva I-V.

Cursores e multitraço

O gráfico I-V traçado tem dois cursores (X e O) por traço. O gráfico pode ter um máximo de 10 traços com cores e cursores diferentes. Os rótulos podem ser habilitados e desabilitados ao lado de cada cursor, o que é útil ao mover um cursor ao longo de um traço para ler os valores. Os valores x e y do cursor também podem ser lidos com a faixa de valor na borda direita do gráfico, que também exibe os valores x e y de ambos os cursores em todos os traços.

Tempo configurável

A função arbitrária (QuickArb) nas fontes de alimentação CC da Rohde & Schwarz pode especificar configurações de tensão e corrente de fonte variável como uma função de tempo. Os pares de valores de tensão e de corrente são armazenados junto com um tempo de permanência.

As configurações de tempo podem ser definidas com a aba de varredura, incluindo o tempo de estabilização para a etapa de varredura, o pré-atraso e a abertura. A resolução de tempo também pode ser definida para determinar a taxa de amostragem dos registros rápidos de uma aquisição.

Supressão de zumbido

O ruído de zumbido pode ser suprimido quando um terminal baixo é aterrado. A R&S®NGU vem com um jumper prático para conectar o segundo terminal de baixa potência e o terminal de aterramento ao painel frontal. Uma opção de ferramenta de varredura pode sincronizar o tempo de aquisição para um múltiplo inteiro da frequência da rede elétrica para reduzir ainda mais o zumbido nos resultados.

Resumo

As unidades de medição e alimentação R&S®NGU constituem uma solução precisa e fácil de usar para medir, registrar e analisar com precisão as características elétricas. A ferramenta de varredura, a função arbitrária e os registros rápidos permitem que a R&S®NGU execute varreduras I-V precisas. A ferramenta de varredura também pode ser usada com fontes de alimentação CC (R&S®NGM201/NGM202).