典型的半导体电容通常在pF或nF级别。许多商业LCR表或电容计在补偿后可以使用适当的测量技术来测量这些值。然而，一些特殊应用需要在飞法（fF）或1e15级别进行极为灵敏的电容测量，如测量金属到金属的电容、晶片上的互连电容、MEMS器件（如开关）以及纳米器件端子之间的电容。如果没有使用适当的仪器和测量技术，这些微小的电容将难以测量。
 

测量解决方案

使用4200ASCS参数分析仪配备的4215CVU（电容电压单元，极仪银飞有售 ），用户可以测量大范围的电容，包括低于1pF的极低电容值。CVU采用独特的电路设计，并由Clarius+软件控制，提供校准和诊断工具，以确保测量结果的准确性。结合适当的测量技术，这种CVU能够实现噪声水平低至1e18f的电容测量。
 

测量方法

本应用详细介绍了如何使用泰克4215CVU进行fF电容测量，包括建立适当的连接和使用Clarius软件进行测试设置。
1. 连接被测器件（DUT）
   为了获得最佳测量结果，使用标配的红色SMA电缆从CVU连接到DUT。红色SMA电缆的特征阻抗为100Ω，两根并联时形成50Ω的特性阻抗，适用于高频源测量应用。确保电缆连接牢固，使用提供的扭矩扳手拧紧SMA连接，以减少因连接不良引起的误差。
   对于双线测量，将HCUR和HPOT端子连接到BNC三通形成CVH（HI），LCUR和LPOT端子连接到BNC三通形成CVL（LO）。对于四线测量，HCUR和HPOT端连接到DUT的一端，LCUR和LPOT端连接到DUT的另一端，以进行更精确的电压测量。
2. Clarius+软件配置
   在Clarius软件中，首先选择库中的fF电容测量项目。创建项目后，在测试设置窗口中配置测量参数，包括电流测量范围、交流驱动电压和测试频率。对于极低电容测量，推荐使用1µA的电流测量范围、1V的交流驱动电压和约1MHz的测试频率。
   调整定时设置以优化测量精度和噪声水平。使用自定义速度模式设置测量窗口时间，较长的测量时间可以减少噪声。通过计算电容测量值的标准偏差来评估噪声水平，并使用Clarius软件中的公式编辑器自动完成计算。
 
3. 执行测量
   在配置好硬件和软件后，执行测量。预热4200ASCS至少一个小时以获得稳定的结果。按照以下步骤进行补偿测量：
    测量器件的电容，选择capmeasuncompensated测试并运行。
    测量开路情况，选择openmeas测试并断开CVH电缆，运行开路测试。
    在分析视图中查看结果，使用公式自动计算补偿后的电容测量值。
    重复测量以验证结果的稳定性，并根据需要定期重复开路测量以更新补偿数据。
 

结论

通过使用4215CVU和适当的测量技术，结合Clarius+软件的配置，可以精准测量fF级别的超低电容。适当设置测量窗口和参数，可以实现极低噪声水平的电容测量，满足特殊应用的需求。我司有各种型号数字万用表及配件，欢迎各位朋友来电咨询。