Cómo trazar curvas V-I reales de semiconductores con una unidad source measure

Este artículo describe un método práctico para obtener curvas tensión-corriente (V-I) reales de dispositivos semiconductores, evitando los esquemas idealizados que abundan en libros y tutoriales. El autor necesitaba gráficos auténticos para su libro "The Secret Life of Circuits", donde la mayoría de las ilustraciones proceden de mediciones reales. Obtener las curvas de semiconductores presenta dificultades concretas: en ciertas regiones las corrientes son demasiado pequeñas para un osciloscopio, en otras la corriente se dispara y destruye el dispositivo, y la zona intermedia sufre deriva térmica incluso con corrientes de 1 mA. La solución propuesta combina un multímetro de banco (DMM) capaz de medir microamperios y microvoltios, alimentación pulsada desde una fuente de laboratorio para limitar el autocalentamiento, y un baño de aceite mineral como refrigerante no conductor. La automatización se apoya en el protocolo SCPI, disponible por RS-232, USB o Ethernet. El autor adquirió una unidad source measure (SMU) Rohde & Schwarz NGU401 de segunda mano a una fracción de su precio original (9.000 dólares), cuyo modo FastLog permite tasas de muestreo de hasta 500.000 muestras por segundo. Tras resolver problemas de corrupción de datos en USB, utiliza conexión Ethernet. El programa en C asociado captura la curva del diodo 1N4148 conmutando entre medición promediada para corrientes bajas y ráfagas de 5 ms para corrientes altas, cubriendo desde microamperios hasta 2 A. El artículo incluye la curva medida del 1N4148, en la que se aprecia que la relación exponencial solo se cumple a corrientes muy pequeñas y diverge a partir de 10 mA por efectos resistivos del sustrato. También presenta la característica I-V del MOSFET BS170, la zona de ruptura y un truco con una fuente adicional en serie para superar el límite de 20 V del SMU.