夜深了,，你正開車回家,。你很累,，想趕緊上床睡覺。突然,，路中間出現(xiàn)了一個(gè)龐然大物。汽車緊急制動(dòng)，防止撞上動(dòng)物,，同時(shí)防止脫離道路,。通過光線檢測(cè)和定距技術(shù)，也稱為LIDAR,，您的汽車成功地防止了一起車禍,。

　　LIDAR是一種3D傳感技術(shù)，采用各種波長(zhǎng)的脈沖式激光,，測(cè)量可變距離,，檢測(cè)車輛前方、后方或側(cè)面的物體,。LIDAR系統(tǒng)的核心是垂直腔表面發(fā)射激光器（VCSEL）,，這種半導(dǎo)體器件從頂部表面垂直發(fā)射激光。VCSEL從表面垂直發(fā)出光,，使其成為L(zhǎng)IDAR系統(tǒng)的完美器件,。

　　VCSEL的優(yōu)勢(shì)之一，是能夠在半導(dǎo)體晶圓上制造,，可以簡(jiǎn)便地測(cè)試電氣性能和光學(xué)性能,。此外，由于LIDAR系統(tǒng)在陣列中要求數(shù)千個(gè)單獨(dú)的VCSEL來執(zhí)行關(guān)鍵事務(wù)型應(yīng)用,，因此必須在生產(chǎn)工作流程的各個(gè)階段執(zhí)行有效測(cè)試,。通過各階段測(cè)試，可以在早期剔除不良VCSEL,，讓結(jié)果更可預(yù)測(cè),，讓良品率更可控，并降低鑄造成本,。

　　那么問題來了：VCSEL測(cè)試面臨著一長(zhǎng)串挑戰(zhàn),，而且挑戰(zhàn)只會(huì)隨著技術(shù)進(jìn)步不斷提高。這篇博文意在更深入地考察這些挑戰(zhàn),，以及泰克科技旗下公司吉時(shí)利最新推出的2601B-Pulse脈沖器/SMU儀器可以怎樣幫助設(shè)計(jì)人員克服這些挑戰(zhàn),。

　　使用傳統(tǒng)SMU進(jìn)行VCSEL測(cè)試的挑戰(zhàn)

　　設(shè)計(jì)人員通常使用傳統(tǒng)儀器測(cè)試VCSEL，如源測(cè)量單元（SMUs）,，但隨著技術(shù)不斷進(jìn)步,，測(cè)試挑戰(zhàn)數(shù)量正不斷增多。下面是其中五個(gè)最大的挑戰(zhàn),。

　　第一,，LIDAR使用的VCSEL要求更高的功率，因此需要更高的測(cè)試電流,。引入更高的測(cè)試電流因自熱提高了器件損壞的風(fēng)險(xiǎn),，在晶圓上測(cè)試時(shí),，這可能會(huì)成為問題，因?yàn)樗鼤?huì)嚴(yán)重降低良品率,。

　　第二,，要求在晶圓上進(jìn)行脈沖電流測(cè)試，以使器件熱量達(dá)到最小,，一般要求幾十微秒的脈寬及一位數(shù)微秒或以下的上升時(shí)間,。

　　第三，測(cè)試系統(tǒng)中使用的電纜長(zhǎng)度及相關(guān)電感影響著儀器提供干凈的,、快速上升時(shí)間,、無過沖、無下沖的脈沖的能力,。

　　第四,，對(duì)LIDAR應(yīng)用，VCSEL通常被驅(qū)動(dòng)到高達(dá)10 A,，包括在陣列中,。但巨大的挑戰(zhàn)是生成短脈沖，短達(dá)10微秒,，且上升時(shí)間非常短,，通常不到2微秒。這一點(diǎn)非常關(guān)鍵,，因?yàn)?0%以上的VCSEL客戶要求脈沖電流波形穩(wěn)定,，以保證光峰值功率、近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量的準(zhǔn)確度,。

　　第五，遺憾的是,，并不是所有脈沖器/SMU儀器都會(huì)輸出高質(zhì)量脈沖,。某些儀器容易過沖，上升時(shí)間長(zhǎng),，下降時(shí)間長(zhǎng),。許多儀器要求手動(dòng)調(diào)諧來改善脈沖波形形狀，特別是在為VCSEL提供電流脈沖時(shí),，其電感可能會(huì)在不同器件之間及因測(cè)試電纜電感而變化,。

　　在電流以非常小的脈寬發(fā)送脈沖時(shí)，某些SMUs容易過沖,，下降時(shí)間長(zhǎng),。

　　最首要的，即使在特定電流電平下調(diào)諧脈沖輸出,，仍不能保證手動(dòng)調(diào)諧可以得到一致的脈沖波形,，特別是在測(cè)試脈沖式IV幅度掃描的VCSEL時(shí),。某些脈沖器/SMU解決方案要求大量的調(diào)諧參數(shù)，如帶寬,、補(bǔ)償頻率,、零極點(diǎn)、負(fù)載阻抗和上升時(shí)間,。但在生產(chǎn)測(cè)試中,，在車間里調(diào)諧脈沖輸出要么不方便，要么效率差,。因此,，行業(yè)一直要求泰克/吉時(shí)利這樣的公司開發(fā)速度更快、電流更高的源和測(cè)量設(shè)備,，以便提供他們所需的性能,。

　　客戶就這些問題與我們分享了許多關(guān)注事項(xiàng)，告訴我們：

　　·我們需要更短的電流脈沖,，低達(dá)10 μs,，但電流高達(dá)10 A。

　　·我們必須使脈寬達(dá)到最小,，以提供更高的電流測(cè)試VCSEL和陣列,。

　　·我們不能容忍器件變熱，甚至可能燒毀探頭尖端,。

　　·電流脈沖的任何過沖都可能會(huì)導(dǎo)致器件損壞,。

　　·我沒時(shí)間不斷調(diào)諧來獲得最好的脈沖輸出。

　　·如果波形不是高保真波形,，那么可能會(huì)導(dǎo)致表征錯(cuò)誤,，進(jìn)而導(dǎo)致良品率差及現(xiàn)場(chǎng)故障。

　　吉時(shí)利脈沖器/SMU解決方案

　　為應(yīng)對(duì)客戶反饋的挑戰(zhàn),，吉時(shí)利最新開發(fā)了2601B-PULSE系統(tǒng)源表10 μs脈沖器/SMU儀器,。最新2601B-PULSE采用脈沖表技術(shù)，是一種業(yè)界領(lǐng)先的高電流/高速脈沖器,，提供了傳統(tǒng)SMU的測(cè)量及全部功能,。這種最新脈沖器在10 V時(shí)提供了領(lǐng)先的10 A電流脈沖輸出，支持最低10 μs脈寬,，特別適合測(cè)試LIDAR中使用的VCSEL,、照明和顯示器中的LED，以及半導(dǎo)體器件表征,、浪涌保護(hù)測(cè)試等,。

　　吉時(shí)利最新推出的2601B-PULSE系統(tǒng)源表10μs脈沖器/SMU儀器

　　脈沖器內(nèi)置1 M樣點(diǎn)/秒（MS/s） 18位模數(shù)轉(zhuǎn)化器，可以同時(shí)采集脈沖電流和電壓波形,，而無需使用單獨(dú)的儀器,。2601B-PULSE是一種強(qiáng)大的解決方案,，明顯提升了各種應(yīng)用中的生產(chǎn)效率，如臺(tái)式表征及高度自動(dòng)化脈沖式I-V生產(chǎn)測(cè)試,。

　　這種新型儀器最具創(chuàng)新性的功能是不要求手動(dòng)調(diào)諧,，不管電流幅度是多少，也不管電感負(fù)載高達(dá)3 μH,。在輸出電流脈沖時(shí),，線纜和電感可能會(huì)成為難題。電感可能會(huì)有限制效應(yīng),，甚至?xí)頁(yè)p壞,。電感在不同器件之間通常是不同的，即使是在測(cè)試晶圓上的激光二極管時(shí),。電感對(duì)電流源的影響在于,，電感會(huì)阻止電流變化。這會(huì)導(dǎo)致電流源提高輸出電壓,，在脈沖穩(wěn)定時(shí)導(dǎo)致過沖和振鈴,，而這在測(cè)試中是不可接受的。

　　被測(cè)器件和測(cè)試系統(tǒng)電纜中的電感可能會(huì)影響輸出電流脈沖的質(zhì)量,。

　　如前所述,，某些解決方案要求調(diào)諧以補(bǔ)償這些行為，可能會(huì)耗費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間,。2601B-PULSE的控制環(huán)路系統(tǒng)對(duì)10 A以下任何電流3 μH以下負(fù)載變化不需要手動(dòng)調(diào)諧,，因此在輸出10 μs ~ 500 μs脈沖時(shí)沒有過沖和振鈴。這保證了快速上升時(shí)間,，可以為器件提供電流脈沖,，正確表征器件或電路。在通過多個(gè)幅度掃描脈沖時(shí),，如VCSEL脈沖式LIV測(cè)試掃描中,，這一點(diǎn)異常重要。下圖顯示了各種電流幅度時(shí)的高保真電流脈沖輸出及2601B-PULSE的電感負(fù)載,。

　　很明顯,，2601B-PULSE提供了業(yè)界領(lǐng)先的電流脈沖輸出性能,，消除了手動(dòng)調(diào)諧,，而在高速自動(dòng)探測(cè)系統(tǒng)中測(cè)試晶圓上的VCSEL時(shí)，手動(dòng)調(diào)諧效率很差,。上圖清楚地顯示了您可以滿懷信心地測(cè)試,，而不管電流電平及不同電感負(fù)載，可以實(shí)現(xiàn)可重復(fù)的性能和上升時(shí)間,。這款新儀器提供了許多好處：

　　·使用一臺(tái)儀器進(jìn)行DC/脈沖電流和電壓測(cè)量

　　·滿懷信心地表征VCSEL,，幫助您開發(fā)下一代材料,、元器件和模塊

　　·不需要手動(dòng)調(diào)諧脈沖輸出，保證高脈沖保真度,，縮短測(cè)試時(shí)間,，節(jié)省生產(chǎn)成本

　　·最大限度地減少器件自熱，減少探頭尖端燒毀的風(fēng)險(xiǎn),，從而保護(hù)VCSEL,、VSCEL陣列和LED

　　·測(cè)量最低一位數(shù)μs的采樣率，同時(shí)計(jì)算10V時(shí)10 μs,、10 A電流脈沖

　　您正面臨著哪些測(cè)試挑戰(zhàn),？

　　您是否裝備充足，可以表征LIDAR使用的VCSEL或者其他光電器件,？您是否準(zhǔn)備好克服這些不斷進(jìn)化的器件提出的不斷增長(zhǎng)的挑戰(zhàn),？歡迎與我們溝通您的脈沖測(cè)試應(yīng)用，討論最新2601B-PULSE可以怎樣幫助您解決挑戰(zhàn),。請(qǐng)與我們的應(yīng)用工程師聯(lián)系,，或訪問2601B-PULSE產(chǎn)品頁(yè)面了解更多信息。