26.04.23 ee 1

Gruppe: SensorkennlinienGruppe: Sensorkennlinien Gruppenmitglieder: Lukas

Buchmann, Samuel Nueesch, Nina Franz, Eveline Eisenring

Gruppen-”Chef”: F. Lehner unterstuetzt durch Christina

Aufgabe: I/V und C/V Kennlinien erarbeiten

26.04.23 ee 2

IV-Messung: AufbauIV-Messung: Aufbau Verbindung: Keithley –

Pruefspitze – Sensor – Untersuchungstisch - Keithley

Standardeinstellungen: – Luftfeuchtigkeit: < 30 %

(Box, Druckluft)– Mit Vakuum– Spannung: 0 – 500 V – Schrittgroesse: 5 V– dT: 3s

26.04.23 ee 3

IV-Messung: MessungenIV-Messung: Messungen

IV-Kennlinie

0.00E+00

5.00E-06

1.00E-05

1.50E-05

2.00E-05

2.50E-05

0 100 200 300 400 500 600

U [V]

I [uA]

Aufgaben: – I messen und graphisch

auswerten (I vs V)– I bei 100 V, 300 V und 500 V

notieren– Breakdown bestimmen

Was ist der Breakdown?– Ort, an dem der Graph zu

steigen beginnt Total 80 Sensoren gemessen

26.04.23 ee 4

IV-Messung: Resultate IV-Messung: Resultate

Vergleich: “gut - schlecht”– Rot: tiefe Stroeme– Blau: hohe Stroeme

beste Ergebnisse: – 100 V: 0.2 - 0.3 uA– 500 V: 1 – 2 uA (!)

Schlechteste Ergebnisse:– 100 V: 0.6 – 0.7 uA– 500 V: 28 – 39 uA

Niedrige Stroeme: kein Breakdown ersichtlich

I/V-Messung: graphischer Vergleich "gut - schlecht"

-1.00E-05

0.00E+00

1.00E-05

2.00E-05

3.00E-05

4.00E-05

5.00E-05

0.00E+00 1.00E+02 2.00E+02 3.00E+02 4.00E+02 5.00E+02 6.00E+02

Spannung [V]

Stro

m [u

A]

26.04.23 ee 5

IV-Messung: I @ 100 VIV-Messung: I @ 100 V

I/V-Messung: Strom @ 100 V

0

5

10

15

Strom [uA]

Häu

figkeit

Häufigkeit 0 4 10 7 11 13 10 6 7 3 1 1 0 0 0 0

0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 und

0.2 uA < x < 0.75 uA Max. Haeufigkeit:

0.4 uA < x < 0.45 uA Hauptfeld: 0.25 uA – 0.6uA

26.04.23 ee 6

IV-Messung: I @ 300 VIV-Messung: I @ 300 V X > 9 uA: 0 Max. Haeufigkeit:

0 uA < x < 1 uA

I/V-Messung: Strom @300 V

0

10

20

30

Strom [uA]

Häu

figke

it

Häufigkeit 28 17 9 5 14 1 3 2 1 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 und

26.04.23 ee 7

IV-Messung: I @ 500 VIV-Messung: I @ 500 V > 40 uA: 1 Max. Haeufigkeit:

0 uA < x < 5 uA (!) Knapp 2/3 erreicht Stroeme

unter 20 uA.

I/V-Messung: Strom @ 500 V

0

5

10

15

20

Strom [uA]

Häu

figke

it

Häufigkeit 19 12 12 11 6 8 4 6 1

5 10 15 20 25 30 35 40und

größer

26.04.23 ee 8

CV-Messung: AufbauCV-Messung: Aufbau Aufbau

– Gleich wie bei IV, zusaetzlich noch eine 2. Nadelspitze, welche Kontakt zwischen LCR-Meter und Sensor herstellt

26.04.23 ee 9

CV-Messung: AufgabenCV-Messung: Aufgaben

CV-Kennlinie

0

0.0000001

0.0000002

0.0000003

0.0000004

0 50 100 150 200 250 300

U [V]

1/C

2 [pF

-2]

Einstellungen:– Spannung: 0 – 300 V– Schrittgroesse: 3 V– dT: 5s

Aufgaben: – Kapazitaet C messen– Plot: 1/C^2 vs V – Depletionsspannung

bestimmen Was ist die

Depletionsspannung?– Punkt, in dem der Graph flach

wird und nicht mehr steigt

26.04.23 ee 10

CV-Messung: Depl.-spannungCV-Messung: Depl.-spannung

C/V - Messung: Deplationsspannung

0

5

10

15

20

Deplationsspannung [V]

Häufigkeit

Häufigkeit 0 3 6 11 12 10 15 8 6 3 1 1 1 2 0 0 0

150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 und

Genauigkeit: +/- 20 V Max.Haeufigkeit: 210 V < 150 V: 0 > 280 V: 0 180 V – 220 V 80 Sensoren gemessen – bei

79 Depletionsspannung bestimmt

26.04.23 ee 11

Gruppe: SensorkennlinienGruppe: Sensorkennlinien