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來(lái)源：Digi-Key 作者：Omron Electronics Components 為了解決各種社會(huì )問(wèn)題，如構建一個(gè)安全和有保障的社會(huì )、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(shù)。其中的一些技術(shù)進(jìn)展是自動(dòng)駕駛汽車(chē)、更高性能的智能手機、工廠(chǎng)中的機器人人工智能和家用電器中的物聯(lián)網(wǎng)。對于這些技術(shù)的發(fā)展，有必要在所有不斷發(fā)展的領(lǐng)域實(shí)現更先進(jìn)的組件。測試和測量技術(shù)在半導體的發(fā)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(jīng)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(mǎn)足所有的行業(yè)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(jià)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(diǎn)的繼電器仍在使用。那么缺點(diǎn)就出現在磁簧繼電器的接觸電阻上。這種電阻會(huì )隨著(zhù)時(shí)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(zhì)量信號傳輸。此外，磁簧繼電器的封裝尺寸不夠小，無(wú)法滿(mǎn)足小型化要求。這樣一來(lái)，在半導體直流參數測試范圍內，并不是所有的問(wèn)題都能用現有的開(kāi)關(guān)器件來(lái)解決。
表 1.符合直流參數測試要求的繼電器規格。 為滿(mǎn)足這些要求，OMRON 開(kāi)發(fā)出 T 型模塊 (G3VM-21MT / -61MT / -101MT)。該器件是一個(gè)具有 T 型開(kāi)關(guān)功能的緊湊型半導體繼電器模塊。這種解決方案實(shí)現了長(cháng)壽命和穩定的導通電阻特性，同時(shí)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(jià)值 (G3VM-21MT/-61MT/-101MT) · 非常小的泄漏電流 (ILEAK ≤ 1pA)，可實(shí)現高度精確的測量 · 非常小的封裝，可節省空間，實(shí)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(cháng) · 良好的線(xiàn)性度，可確保信號失真度低 應用實(shí)例 · ATE 接口板 · 直流參數測量裝置 · 開(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)功能 如圖 3 所示，該功能通過(guò) T 成形電路中的三個(gè) MOSFET 繼電器實(shí)現，可減少輸出主線(xiàn)（4 和 6 腳之間）的泄漏電流。
圖 3：T 型開(kāi)關(guān)功能（圖片源：Omron） 現有開(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)電路。該板產(chǎn)生的數據與三種不同類(lèi)型的繼電器輸出和測量精度進(jìn)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(lèi)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(lái)自參考板的泄漏電流測試結果來(lái)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(gè)源測量裝置，將一個(gè) DUT（二極管）的泄漏電流值 (ILEAK) 與 3 個(gè)使用不同繼電器的測量電路進(jìn)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(lái)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(gè)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(gè)源測量裝置，將一個(gè) DUT（二極管）的 VF 與 3 個(gè)使用不同繼電器的測量電路進(jìn)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(guò)使用 OMRON 的 T 型模塊，工程師可以實(shí)現一個(gè)在直流參數測試中同時(shí)具有測量精度和長(cháng)期可靠性的解決方案。該產(chǎn)品旨在提高社會(huì )繼續追求巨大技術(shù)進(jìn)步的能力。 |
