|
來源：Digi-Key 作者：Omron Electronics Components 為了解決各種社會問題，如構建一個安全和有保障的社會、用機器人提高效率以及節約有限資源等，在我們的世界中應運而生了各種不同的技術。其中的一些技術進展是自動駕駛汽車、更高性能的智能手機、工廠中的機器人人工智能和家用電器中的物聯網。對于這些技術的發展，有必要在所有不斷發展的領域實現更先進的組件。測試和測量技術在半導體的發展中極為重要，并以高測量精度和高可靠性為支撐。因此，在半導體測試設備中經常用于切換各種測量電路的繼電器也需要具備這些高性能特性。 
MOSFET 繼電器已廣泛應用于半導體測試設備，盡管其性能仍不足以滿足所有的行業需求。根據應用不同，可能有必要以犧牲穩定的導通電阻和尺寸為代價而選擇其他器件。例如，在半導體檢測設備的直流參數測試中，重要的是盡量減少電路內的泄漏電流以提高測量精度。因此，MOSFET 繼電器由于其固有的漏電特性而難以委以重任，而且諸如磁簧繼電器等帶有物理觸點的繼電器仍在使用。那么缺點就出現在磁簧繼電器的接觸電阻上。這種電阻會隨著時間的推移而增大，所以需要定期維護以達到符合測試要求的高質量信號傳輸。此外，磁簧繼電器的封裝尺寸不夠小，無法滿足小型化要求。這樣一來，在半導體直流參數測試范圍內，并不是所有的問題都能用現有的開關器件來解決。
表 1.符合直流參數測試要求的繼電器規格。 為滿足這些要求，OMRON 開發出 T 型模塊 (G3VM-21MT / -61MT / -101MT)。該器件是一個具有 T 型開關功能的緊湊型半導體繼電器模塊。這種解決方案實現了長壽命和穩定的導通電阻特性，同時達到了可以媲美磁簧繼電器的最小漏電流 (ILEAK ≤ 1pA)。 T 型模塊的價值 (G3VM-21MT/-61MT/-101MT) · 非常小的泄漏電流 (ILEAK ≤ 1pA)，可實現高度精確的測量 · 非常小的封裝，可節省空間，實現高密度集成 (5 mm x 3.75 mm x 2.7 mm) · 不存在物理接觸，所以使用壽命長 · 良好的線性度，可確保信號失真度低 應用實例 · ATE 接口板 · 直流參數測量裝置 · 開關矩陣單元
圖 1：Omron T 型模塊的外形尺寸。（圖片源：Omron）
圖 2：Omron T 型模塊的端子布局（頂視圖）。（圖片源：Omron） T 型模塊的 T 型開關功能 如圖 3 所示，該功能通過 T 成形電路中的三個 MOSFET 繼電器實現，可減少輸出主線（4 和 6 腳之間）的泄漏電流。
圖 3：T 型開關功能（圖片源：Omron） 現有開關器件的性能比較 OMRON 構建的參考設計板（圖 4），該板使用了如圖 5 所示的直流參數測試開關電路。該板產生的數據與三種不同類型的繼電器輸出和測量精度進行了比較：T 型模塊、磁簧繼電器、MOSFET 繼電器。
圖 4：具有三種不同繼電器類型的參考設計板。（圖片源：Omron）
圖 5：測量系統框圖。（圖片源：Omron） ILEAK 測試結果 從來自參考板的泄漏電流測試結果來看，T 型模塊和磁簧繼電器具有非常相似的電流泄漏水平。出現異常的器件是 MOSFET 繼電器，它在電路中仍然有泄漏電流。
G3VM-101MT 參考設計板的測試結果 (DUT: 1N3595)
圖 6：泄漏電流測量示例 (DUT1)。（圖片源：Omron） 注：該參考設計（圖 6）使用 2 個源測量裝置，將一個 DUT（二極管）的泄漏電流值 (ILEAK) 與 3 個使用不同繼電器的測量電路進行了比較（其中，電路 1：T 模塊，電路 2：磁簧繼電器，電路 3：MOS FET 繼電器）。Ch1 添加測試電壓作為 V 電源。Ch2 測量來自放大器的電壓，用于小電流測量，然后計算出最終輸出電流值。 VF 測試結果 下面是一個使用該參考設計的 VF 特性測試結果的示例。結果顯示，采用 T 型模塊、磁簧繼電器和 MOSFET 繼電器的電路具有相同水平的精度，與參考 DUT 二極管規格相比，幾乎具有相同的值。
G3VM-101MT 參考設計板的測試結果 (DUT: 1N3595)。（圖片源：Omron）
圖 7：VF 特性測量的示例 (DUT1)。（圖片源：Omron） 注：該參考設計（圖 7）使用 1 個源測量裝置，將一個 DUT（二極管）的 VF 與 3 個使用不同繼電器的測量電路進行比較（電路 1：T 型模塊，電路 2：磁簧繼電器，電路 3：MOS FET 繼電器）。Ch1 添加測試電流作為 I 源并測量電壓。 通過使用 OMRON 的 T 型模塊，工程師可以實現一個在直流參數測試中同時具有測量精度和長期可靠性的解決方案。該產品旨在提高社會繼續追求巨大技術進步的能力。 |
