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)了一個龐然大物,。汽車緊急制動，防止撞上動物,，同時防止脫離道路,。通過光線檢測和定距技術，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，采用各種波長的脈沖式激光,，測量可變距離,，檢測車輛前方、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LIDAR系統(tǒng)的完美器件,。
VCSEL的優(yōu)勢之一，是能夠在半導體晶圓上制造,，可以簡便地測試電氣性能和光學性能,。此外，由于LIDAR系統(tǒng)在陣列中要求數(shù)千個單獨的VCSEL來執(zhí)行關鍵事務型應用,，因此必須在生產(chǎn)工作流程的各個階段執(zhí)行有效測試,。通過各階段測試，可以在早期剔除不良VCSEL,，讓結(jié)果更可預測,，讓良品率更可控，并降低鑄造成本,。
那么問題來了：VCSEL測試面臨著一長串挑戰(zhàn),，而且挑戰(zhàn)只會隨著技術進步不斷提高。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利最新推出的2601B-Pulse脈沖器/SMU儀器可以怎樣幫助設計人員克服這些挑戰(zhàn),。
使用傳統(tǒng)SMU進行VCSEL測試的挑戰(zhàn)
設計人員通常使用傳統(tǒng)儀器測試VCSEL，如源測量單元（SMUs）,，但隨著技術不斷進步,，測試挑戰(zhàn)數(shù)量正不斷增多。下面是其中五個最大的挑戰(zhàn),。
第一,，LIDAR使用的VCSEL要求更高的功率，因此需要更高的測試電流,。引入更高的測試電流因自熱提高了器件損壞的風險,，在晶圓上測試時，這可能會成為問題,，因為它會嚴重降低良品率,。
第二，要求在晶圓上進行脈沖電流測試,，以使器件熱量達到最小,，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間。
第三,，測試系統(tǒng)中使用的電纜長度及相關電感影響著儀器提供干凈的,、快速上升時間、無過沖,、無下沖的脈沖的能力,。
第四，對LIDAR應用,，VCSEL通常被驅(qū)動到高達10 A,，包括在陣列中。但巨大的挑戰(zhàn)是生成短脈沖,，短達10微秒,，且上升時間非常短，通常不到2微秒,。這一點非常關鍵,，因為90%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,、近場和遠場測量的準確度,。
第五,，遺憾的是，并不是所有脈沖器/SMU儀器都會輸出高質(zhì)量脈沖,。某些儀器容易過沖,，上升時間長，下降時間長,。許多儀器要求手動調(diào)諧來改善脈沖波形形狀,，特別是在為VCSEL提供電流脈沖時，其電感可能會在不同器件之間及因測試電纜電感而變化,。
在電流以非常小的脈寬發(fā)送脈沖時,，某些SMUs容易過沖,，下降時間長,。
最首要的,，即使在特定電流電平下調(diào)諧脈沖輸出,，仍不能保證手動調(diào)諧可以得到一致的脈沖波形,，特別是在測試脈沖式IV幅度掃描的VCSEL時,。某些脈沖器/SMU解決方案要求大量的調(diào)諧參數(shù),，如帶寬,、補償頻率,、零極點,、負載阻抗和上升時間。但在生產(chǎn)測試中,，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/吉時利這樣的公司開發(fā)速度更快,、電流更高的源和測量設備，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注事項,，告訴我們：
·我們需要更短的電流脈沖，低達10 μs,，但電流高達10 A,。
·我們必須使脈寬達到最小，以提供更高的電流測試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導致器件損壞,。
·我沒時間不斷調(diào)諧來獲得最好的脈沖輸出,。
·如果波形不是高保真波形，那么可能會導致表征錯誤，進而導致良品率差及現(xiàn)場故障,。
吉時利脈沖器/SMU解決方案
為應對客戶反饋的挑戰(zhàn),，吉時利最新開發(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,，是一種業(yè)界領先的高電流/高速脈沖器,，提供了傳統(tǒng)SMU的測量及全部功能,。這種最新脈沖器在10 V時提供了領先的10 A電流脈沖輸出,，支持最低10 μs脈寬，特別適合測試LIDAR中使用的VCSEL,、照明和顯示器中的LED,，以及半導體器件表征、浪涌保護測試等,。
吉時利最新推出的2601B-PULSE系統(tǒng)源表10μs脈沖器/SMU儀器
脈沖器內(nèi)置1 M樣點/秒（MS/s） 18位模數(shù)轉(zhuǎn)化器,，可以同時采集脈沖電流和電壓波形，而無需使用單獨的儀器,。2601B-PULSE是一種強大的解決方案,，明顯提升了各種應用中的生產(chǎn)效率，如臺式表征及高度自動化脈沖式I-V生產(chǎn)測試,。
這種新型儀器最具創(chuàng)新性的功能是不要求手動調(diào)諧,，不管電流幅度是多少，也不管電感負載高達3 μH,。在輸出電流脈沖時,，線纜和電感可能會成為難題。電感可能會有限制效應,，甚至會帶來損壞,。電感在不同器件之間通常是不同的，即使是在測試晶圓上的激光二極管時,。電感對電流源的影響在于,，電感會阻止電流變化。這會導致電流源提高輸出電壓,，在脈沖穩(wěn)定時導致過沖和振鈴,，而這在測試中是不可接受的。
被測器件和測試系統(tǒng)電纜中的電感可能會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)諧以補償這些行為，可能會耗費很長時間,。2601B-PULSE的控制環(huán)路系統(tǒng)對10 A以下任何電流3 μH以下負載變化不需要手動調(diào)諧,，因此在輸出10 μs ~ 500 μs脈沖時沒有過沖和振鈴。這保證了快速上升時間，可以為器件提供電流脈沖,，正確表征器件或電路,。在通過多個幅度掃描脈沖時，如VCSEL脈沖式LIV測試掃描中,，這一點異常重要,。下圖顯示了各種電流幅度時的高保真電流脈沖輸出及2601B-PULSE的電感負載。
很明顯,，2601B-PULSE提供了業(yè)界領先的電流脈沖輸出性能,，消除了手動調(diào)諧，而在高速自動探測系統(tǒng)中測試晶圓上的VCSEL時,，手動調(diào)諧效率很差,。上圖清楚地顯示了您可以滿懷信心地測試，而不管電流電平及不同電感負載,，可以實現(xiàn)可重復的性能和上升時間,。這款新儀器提供了許多好處：
·使用一臺儀器進行DC/脈沖電流和電壓測量
·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
·不需要手動調(diào)諧脈沖輸出,，保證高脈沖保真度，縮短測試時間,，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險，從而保護VCSEL,、VSCEL陣列和LED
·測量最低一位數(shù)μs的采樣率,，同時計算10V時10 μs、10 A電流脈沖
您正面臨著哪些測試挑戰(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？您是否準備好克服這些不斷進化的器件提出的不斷增長的挑戰(zhàn),？歡迎與我們溝通您的脈沖測試應用,，討論最新2601B-PULSE可以怎樣幫助您解決挑戰(zhàn)。請與我們的應用工程師聯(lián)系,，或訪問2601B-PULSE產(chǎn)品頁面了解更多信息,。