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为什么测Crss在高频下会出现负值——C-V分析仪的矩阵开关在解决什么

2026-08-24

从MOSFET寄生电容的测试电路切入,解释Crss在MHz频段下出现负值的物理原因,以及TH511E的CrssPlus功能如何修正这个测量偏差。

测MOSFET的Crss(反向传输电容),频率升到1MHz以上,偶尔会读到负值。电容怎么会是负的?这不是器件坏了,也不是仪器故障,是测试电路中的寄生参数在高频下产生的影响。

511E (3).jpeg

一、Crss到底是什么

Crss是栅漏电容Cgd,行业里叫米勒电容。MOSFET内部存在栅源电容Cgs、栅漏电容Cgd、漏源电容Cds。三者的派生关系是:Ciss=Cgs+Cgd,Coss=Cds+Cgd,Crss=Cgd。Crss直接决定开关速度——数值越大,开关越慢。

测Cgd时,需要在栅极和漏极之间施加交流测试信号,同时施加直流偏置。测试电路中的寄生电感、寄生电容和开关矩阵的残余参数,在低频下影响很小,到了MHz频段开始显现。


二、高频下负值的来源

C-V分析仪内部的矩阵开关用于切换不同参数的测试电路。开关的导通电阻和结电容在高频下不再是理想状态。从仪器测试端到被测器件之间的线缆、夹具和开关通路,形成了一条包含寄生电感Lp和寄生电容Cp的等效电路。

当测试频率升高,Lp和Cp的谐振效应开始影响相位测量。自动平衡电桥通过电压和电流的矢量比计算阻抗,相位角的微小偏差在高频下可能让容性阻抗的相位角计算出现符号翻转,读数变成负值。


三、CrssPlus功能的修正逻辑

TH511E的CrssPlus功能针对这个问题设计。它不改变硬件电路,而是在信号处理层面识别高频下相位测量的异常条件,对计算结果进行修正。修正的依据是仪器内部的校准数据和电路模型参数。

修正后的Crss读数在高频段保持正值,与低频段的测量结果一致。这个功能不意味着高频测量“更准”,而是消除了高频测量中的伪负值现象。


四、参数解读表

参数

含义

TH511E的表现

Ciss

输入电容=Cgs+Cgd

一键测量

Coss

输出电容=Cds+Cgd

一键测量

Crss

反向传输电容=Cgd

一键测量,CrssPlus修正负值

Rg

栅极电阻

同步计算

测试频率

交流信号频率

1kHz~2MHz

VGS范围

栅极直流偏置

0~±40V

VDS范围

漏极直流偏置

0~±200V

矩阵开关

自动切换测试电路

无需手动换线


五、不适用边界

CrssPlus功能不适用于低频段(<100kHz)的Crss测量,低频下负值现象不突出。不适用于器件本身存在栅极漏电的异常情况,漏电导致的测量偏差不在修正范围内。不适用于非MOSFET结构的器件。

原理部分没看明白或想深入探讨?欢迎联系深圳银飞电子的工作人员交流。

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