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RÉSUMÉ
Que les composants actifs soient discrets (diodes, transistors) ou intégrés (logiques, analogiques), leur contrôle comporte généralement la vérification des paramètres électriques statiques, le contrôle fonctionnel et la vérification des paramètres dynamiques. Chacune de ces étapes revêt une importance variable selon la finalité du contrôle et le composant concerné. Cet article examine pour chaque famille de semi-conducteurs, donc pour chaque paramètre spécifique (intensité du courant, capacité d’entrée et de sortie, point de compression, résolution, tension de travail…), les mesures à effectuer et les moyens à mettre en œuvre pour les réaliser.
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Whether active components are discrete (diodes, transistors) or integrated (logical, analog), their control generally includes the verification of static electrical dynamic parameters. The importance of these stages varies according to the purpose of the control and the concerned component. This article reviews the measurements to be carried out and the means to be used in order to implement them for each semi-conductor family and thus for each specific parameter (power intensity, input and output capacity, compression point, resolution, operating tension, etc.).
Auteur(s)
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Patrick POULICHET : ESIEE
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Gilles AMENDOLA : ESIEE
-
Christophe DELABIE : ESIEE
-
Yves BLANCHARD : ESIEE
INTRODUCTION
Que les composants soient discrets (diodes, transistors) ou intégrés (logiques, analogiques), leur contrôle comporte généralement trois étapes :
-
la vérification des paramètres électriques statiques (tensions, intensité de courant) définissant les caractéristiques d'interchangeabilité ;
le contrôle fonctionnel vérifiant l'aptitude du composant à remplir sa fonction ;
la vérification des paramètres dynamiques garantissant le fonctionnement du circuit à certaines fréquences ou dans certaines bandes de fréquence.
Ces étapes seront totalement ou partiellement suivies, selon la finalité du contrôle, c'est-à-dire selon que l'on s'intéresse au contrôle de fabrication (test des tranches de silicium, contrôle de sortie de fabrication ou d'entrée chez l'utilisateur), au contrôle de qualité ou d'évaluation, ou au diagnostic de panne (analyse de défaillance).
Ainsi, pour le contrôle de sortie, le temps de test sera un des éléments prépondérants, alors que, pour le contrôle de qualité ou d'évaluation, la précision des mesures sera l'élément primordial.
Nous allons dans la suite de ce dossier examiner, pour chaque famille de semi-conducteurs, les mesures à effectuer, et les moyens à mettre en œuvre pour les réaliser.
Ce texte est la nouvelle édition de l'article Mesure des composants électroniques, rédigé en 1993 par Jean-Claude Gourdon et Paul Prodhomme, dont sont repris quelques extraits. Il fait suite aux articles [R 1 078v2] et [R 1 079] qui traitent des méthodes générales de mesure des composants électroniques, et des composants passifs.
VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 1984 par Jean-François SULZER
- Version archivée 2 de oct. 1996 par Jean-François SULZER
DOI (Digital Object Identifier)
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1. Composants actifs discrets
Les composants actifs « discrets » sont les composants élémentaires tels que diodes, transistors, thyristors, triacs... encapsulés dans un boîtier permettant leur montage unitaire.
Les mesures de ces composants sont de deux types :
-
les mesures dites « statiques » elles permettent de relever ou de tester leur caractéristique courant-tension (pour la diode) ou courant-tension en fonction du courant base (pour les transistors bipolaires) ;
-
les mesures dynamiques : elles concernent les paramètres « petits signaux » de ces dispositifs tels que résistance dynamique, transconductances, paramètres h, paramètres S (cf. article [R 1 078v2]).
1.1 Mesures des caractéristiques statiques
L'équipement idéal pour le premier type de mesures est le traceur de caractéristiques qui peut être analogique (de moins en moins répandu) ou numérique.
HAUT DE PAGE1.1.1 Principe du traceur de caractéristique analogique
Le principe de cet équipement est de produire les signaux (tension, courant) pour commander le composant et tracer sur un écran cathodique (ou oscilloscope) la ou les courbes I (V ) (par exemple : courant de collecteur en fonction de la tension de collecteur pour un transistor bipolaire) pour plusieurs valeurs du courant de base (transistor bipolaire) ou de la tension de grille (transistor JFET – junction field effect transistor – ou MOS – metal-oxide semiconductor ).
La figure montre l'exemple de la caractérisation d'un transistor bipolaire. Le générateur de tension produit un signal sinusoïdal « redressé » (dans le cas d'excursions positives). L'amplitude de cette tension est réglable par calibre de quelques volts par carreau à quelques centaines de volts par carreau.
Le step generator permet de produire une série de valeurs de courants (ou de tensions pour un transistor JFET ou un MOS) croissante de I bmin...
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