NI PXI应对半导体阵列测试效率卡壳四大方案之支持开关切换的超短脉冲I-V测试
2025-09-02
NI PXI应对半导体阵列测试效率卡壳四大方案之支持开关切换的超短脉冲I-V测试
如今的新型材料器件，目前的发展趋势已经由单个单元慢慢转向大规模阵列的形式， 然而，传统的半导体参数分析仪的设计主要针对单个器件单元，当测试规模从几个通道扩展到上百上千个，如果继续沿用传统方式进行单个通道逐一测量，测试效率将面临着极大的挑战。
应用挑战
新型材料与阵列器件的测试正面临四类现实挑战：
其一，开关时间下探至纳秒/皮秒，需在可切换网络下输出并采样超短脉冲以还原瞬态；
其二，通道规模从个位到百千级，串行扫描吞吐不足，必须多通道同步并行 I-V；
其三，需在同一平台完成Rds（on）、Cgs、转移/输出曲线、1/f 噪声等全面表征；
其四，芯片内置 ADC/DAC 普及，测试需可编程数字协议与并行脉冲时序配合批量读写。
测试方案介绍
为了应对这些挑战，NI基于其高度模块化的PXI平台推出了一套面向未来计算芯片测试场景的集成式测试系统解决方案。该系统通过软硬件一体化设计，覆盖新型材料器件的单个节点，阵列，高精度，超快速脉冲等多种测试场景的需求，为新型器件验证与测试提供平台支撑。
为满足上述复杂多元的测试需求，NI在基于PXI套件中提供了四套方案，以下是第一套方案：
支持开关切换的超短脉冲I-V测试
应用背景：忆阻器、铁电器件等对脉冲响应敏感，需要在纳秒级激励下观察阵列器件的极化、开关、电导态变化等行为。传统的台式仪表通道数目有限，难以在较低测试成本的条件下，覆盖通道数目较多同时又需要超短脉冲的测试场景。
基于以上技术难点，NI推出了本测试方案，支持直连状态下最短13ns的脉冲输出以及约100ns的带切换模式脉冲宽度，可灵活配置脉冲波形、幅值、上升沿与占空比，并在不更换连线的前提下切换至SMU测量模式，实现Pattern生成与模拟量测量的无缝联动，适用于高速开关器件、忆阻器等需高时间精度激励与测量的场景。
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