高電流 SourceMeter® 源 測量單元(SMU)儀器

2461 數字源表 概述

Model 2461 高電流 SourceMeter? 源 測量單元 (SMU) 儀器把*的 Touch, Test, Invent 技術(shù)放到您的手中。它把創(chuàng )新的圖形用戶(hù)界面(GUI)與容性觸摸屏技術(shù)結合在一起，使測試變得異常直觀(guān)，幫助工程師和科學(xué)家學(xué)習更快速，工作更明智，創(chuàng )造更容易。Model 2461 融合10A/1000W脈沖電流和7A/100W DC 電流功能與雙 18 位 1MS/s 模數轉 換器，并經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)優(yōu)化，可以檢定和 測試高功率材料、器件和模塊，如碳 化硅 (SiC)、氮化鎵 (GaN)、DC-DC 轉換器、電路保護裝置、太陽(yáng)能電池和電池板、 高亮度 LED 和照明系統、電化學(xué)電池和蓄電池、等等。這些新功能與吉時(shí)利在高精 度、高度 SMU 儀器中的知識相結合，使得 Model 2461 將在未來(lái)幾年內成 為實(shí)驗室和機架中高電流提供應用和高速測量應用的“儀器"。

• 高電流 SourceMeter® 源 測量單元(SMU)儀器曲線(xiàn)分析儀和 I-V 特性分析系統

• 100V / 10A 脈沖功率 1000W

• 雙 1MS/s 模數轉換器，支持快速 采樣測量

• 5 英寸高清容性觸摸屏 GUI

• 0.012% DCV 度，6? 位分辨 率

• 源和阱 (4 象限 ) 操作

• 4 種“Quickset"模式，支持快速 設置和測量

• 上下文相關(guān)幫助功能

• 前面板輸入香蕉插孔；后面板平衡 螺釘連接

• SCPI和測試腳本處理程序(TSP?) 編程模式

• 前面板 USB 2.0 存儲 I/O 端口， 用來(lái)傳送數據、測試腳本或測試配置

高電流 SourceMeter® 源 測量單元(SMU)儀器學(xué)習更快速，工作更智能，創(chuàng )造更容易
 Model 2461采用5英寸全彩高清觸摸屏，支持直觀(guān)操作，幫助操作人員迅速熟悉 儀器，優(yōu)化整體速度和生 產(chǎn)效率。簡(jiǎn)單的基于圖 標的菜單結構使配置測試 所需的步驟數量減少達 50%，消除了軟鍵儀器上 一般使用的煩瑣的多層菜 單結構。內部上下文相關(guān) 幫助操作直觀(guān)，盡量減少翻閱單獨手冊的需求。 這些特點(diǎn)與Model 2461的多功能相結合，簡(jiǎn)化了基本測量和測 量應用中的操作，易于使用。
     
 Model 2461 主屏使得測試異常直觀(guān)，幫助新用戶(hù)把學(xué)習周期縮短。

     
 SMU基于圖標的圖形菜單結構幫助新用戶(hù)迅速地、自信地配 置測試。

內置雙 1MS/s 模數轉換器，捕獲待測器件特性
 憑借 Model 2461 的數字化功能，捕獲和顯示待測器件操作、波形和瞬態(tài)波形變得 異常簡(jiǎn)便。兩個(gè)內置 1MS/s、18 位模數轉換器可以同時(shí)采集電壓波形和電流波形， 而不需使用單獨的儀器。數字化功能采用的 DC 電壓和電流量程與標準模數轉換器 相同。此外，電壓數字化功能采用相同的 DC 電壓 10GW 輸入阻抗，明顯降低了被 測器件 (DUT) 上的負載。

     
 高速數字化功能可以同時(shí)捕獲和顯示電壓測量和電流測量

全內置 SMU 儀器
 作為吉時(shí)利第四代源表 SMU 的成員，Model 2461 繼承和發(fā)揚原 Series 2400 源表 SMU 儀器經(jīng)過(guò)驗證的功能，如 Model 2420、2425、2430 和 2440。SMU 儀器提 供了高度靈活的四象限電壓和電流源 / 負載以及精密電壓和電流測量功能。這種全 內部?jì)x器提供了下述儀器的功能：

• 精密電源，帶有電壓和電流讀數功能

• 真實(shí)電流源

• 數字萬(wàn)用表(DCV、DCI、阻抗和功率，6-1/2 分辨率 )

• 精密電子負載

• 脈沖發(fā)生器

• 觸發(fā)控制器

  
  

Model 2461 與原來(lái)的 Model 2420、2425、2430、2440 對比

   
2461 功率包絡(luò )

簡(jiǎn)便易用，遠不止是觸摸屏
 除了 5 英寸彩色觸摸屏外，2461 圖形源表前面板提供了多種功能，增強了速度、界面友好性和學(xué)習能力，包括一個(gè) USB 2.0 存儲 I/O 端口、一個(gè) HELP 幫助鍵、一個(gè)旋轉導航 / 控制旋鈕、一個(gè)前 / 后輸入選擇裝置按鈕以及多個(gè)用于基本臺式應用的香 蕉插座。USB 2.0 存儲端口簡(jiǎn)化了存儲測試結果和儀器配置、把測試腳本上傳到儀器中以及安裝系統升級程序的工作。所有前 面板按鈕都帶有背燈，增強了低亮度環(huán)境中的可視能力。

 四種“Quickset"模式簡(jiǎn)化了儀器設置。只需輕輕觸擊，就可以迅速把儀器配置成各種工作模式，而不需為這種操作間接配置儀器。

   
 Model 2461 的高清容性觸摸屏和前面板控件使操作非常直觀(guān)，即使對新用戶(hù)也不例外。

     
 Model 2461 后面板連接為保持信號完整性和加快系統設置而優(yōu)化。

完善的內置連接功能
 后面板提供了輸入連接器、遠程控制接口(GPIB、USB 2.0 和 LXI/ 以太網(wǎng) )、D-sub 9 針數字 I/O 端口 ( 用于內部 / 外部 觸發(fā)信號和處理裝置控制)、儀器互鎖控制和TSP-Link?插座， 可以簡(jiǎn)便地配置多個(gè)儀器測試解決方案，而不需要購買(mǎi)額外 的適配器附件。把原始數據轉換成信息，全圖形繪圖窗口把原始數據轉換為有用信息，并立即顯示， 如半導體I-V曲線(xiàn)和數字化波形。觸摸屏界面支持簡(jiǎn)單的“推 拉縮放"功能，可以簡(jiǎn)便地觀(guān)察、交互和考察測量數據。通 過(guò)使用內置圖表光標，您無(wú)需PC就可以立即分析數據。所 有圖形屏幕都可以保存到 U 盤(pán)，包含在報告或日志中。通過(guò) 使用圖形 SMU 的 Sheet 視圖，還可 以以表格方式顯示測試數據。儀器 支持把數據導出到電子表格中，進(jìn) 一步進(jìn)行分析，明顯改善科研、平 臺測試、器件質(zhì)檢和調試的生產(chǎn)效 率。高性能與高度易用性相結合， 可以以的方式查看測試結果。多種內置功能如實(shí)時(shí)圖表、繪圖、類(lèi)似示波器的光標及用于導出的數據顯示電子表格，可以簡(jiǎn)便地 把測試結果轉換成有用信息。

典型應用
 特別適合對當前現代電子和器件執 行電流/電壓(I-V)檢定和功能測 試，包括：

• 功率半導體和材料

• SiC，GaN

• IGBTs，功率 MOSFETs

• HBLED

• 晶閘管

• 功率管理保護裝置

• 電信功率管理芯片組

• DC-DC 轉換器

• 金屬氧化物可變電阻器(MOV)， 瞬態(tài)電壓抑制器 (TVS)

• 電化學(xué)

• 電流循環(huán)

• 循環(huán)伏安法

• 電淀積

 Model 2461 采用吉時(shí)利 TriggerFlow 觸發(fā)系統，用戶(hù)可以控 制儀器執行。TriggerFlow 對話(huà)框的創(chuàng )建方式在很大程度上與 流程圖開(kāi)發(fā)方式一致，都采用了四個(gè)基礎構件類(lèi)型：

• 等待 - 等待事件發(fā)生后繼續執行流程

• 分支 - 在滿(mǎn)足條件時(shí)執行分支

• 操作 - 在儀器中發(fā)起操作，如測量、供電、延遲、設置數 字 I/O、等等

• 通知 - 通知其他設備發(fā)生了事件

可以從前面板或通過(guò)發(fā)送遠程命令，綜合使用這些構件創(chuàng ) 建 TriggerFlow 模型。通過(guò) TriggerFlow 系統，用戶(hù)可以使 用多 255 個(gè)模塊構建從異常簡(jiǎn)單到異常復雜的觸發(fā)模型。 Model 2461 還包括基本觸發(fā)功能，如直接觸發(fā)、定時(shí)器觸發(fā) 和手動(dòng)觸發(fā)。
     
 TriggerFlow 構件可以創(chuàng )建從異常簡(jiǎn)單到異常復雜的各種觸發(fā)模型

接觸檢查功能
 接觸檢查功能可以在開(kāi)始自動(dòng)測試序列前，迅速簡(jiǎn)便地檢驗 連接是否正確，消除與接觸疲勞、中斷、雜質(zhì)、連接松開(kāi)或 斷開(kāi)、中繼器故障等有關(guān)的測量誤差和誤判。其中部分功能 包括：

• <100μs 檢驗和通知處理時(shí)間

• 3 種測試通過(guò) / 失敗閾值: 2Ω, 15Ω和50Ω

• 通過(guò) GPIB、USB 或以太網(wǎng) (LXI) 接口遠程實(shí)現

系統集成度和編程靈活性
 在Model 2461配置成多通道I-V測試系統時(shí)，其嵌入式測 試腳本處理程序 (TSP?) 可以運行測試腳本，因此用戶(hù)可以用 明顯更少的開(kāi)發(fā)時(shí)間創(chuàng )建強大的測量應用。TSP 技術(shù)還提供 了通道擴展功能，而無(wú)需主機。吉時(shí)利 TSP-Link? 通道擴展 總線(xiàn)采用100 Base T以太網(wǎng)電纜，可以按主從配置連接多 臺圖形源表 SMUs (Model 2450, 2460, 2461) 及其他 TSP 儀 器，如吉時(shí)利 Model DMM7510 7-1/2 位圖形采樣萬(wàn)用表、 Series 2600B 系統源表 SMU 儀器和 Series 3700A 交換機 / 多表系統，并作為一個(gè)綜合系統操作。TSP-Link 擴展總線(xiàn)每 個(gè)GPIB或IP地址支持多32臺儀器，可以簡(jiǎn)便地實(shí)現系 統擴容，滿(mǎn)足應用的特定要求。Model 2461 還包括 SCPI 編 程模式，可以利用儀器的所有功能。

并行測試功能
 Model 2461中的TSP技術(shù)支持并行測試多個(gè)器件，滿(mǎn)足器 件科研、半導體實(shí)驗室應用、甚至高吞吐量生產(chǎn)測試的 需求。這種并行測試功能允許系統中每臺儀器運行自己的整 個(gè)測試序列，創(chuàng )建*多線(xiàn)程的測試環(huán)境。圖形化源表上可 以并行運行的測試線(xiàn)程數量與系統中的儀器數量一致。

免費儀器控制啟動(dòng)軟件
 KickStart 儀器控制 / 啟動(dòng)軟件適用于 Model 2461，用戶(hù)無(wú)需編程，就可以在幾分 鐘內開(kāi)始獲取測量數據。在大多數情況下，用戶(hù)只需進(jìn)行某些快速測量，就可以繪 制數據圖表，把數據存儲到磁盤(pán)中，以后在 Excel 等軟件環(huán)境中進(jìn)行分析。KickStart 提供了：

• 儀器配置控制功能，執行 I-V 特性分析

• 原生 X-Y 圖表、卷動(dòng)和縮放功能

• 數據的電子表格 / 表格視圖

• 保存和導出數據，進(jìn)一步進(jìn)行分析

• 保存測試設置

• 圖表截屏

• 測試注釋

• 發(fā)送和接收數據的命令行對話(huà)框

• HTML 幫助

• GPIB、USB 2.0、以太網(wǎng)一致性測試

 通過(guò) KickStart 啟動(dòng)軟件，用戶(hù)可以在幾分鐘內獲得測量數據隨時(shí)可以使用的儀器驅動(dòng)程序，簡(jiǎn)化編程工作。

2461 數字源表 技術(shù)數據

電壓指標 1, 2

分辨率

測量輸入電阻：>10GW，所有量程。

溫度系數：±(0.10 × 度指標 )/℃，0° ~ 18℃和 28° ~ 50℃。

電流指標 1, 2, 6

輸入端壓降 8：<100mV，所有量程。

溫度系數：±(0.10 × 度指標 )/℃，0° ~ 18℃和 28° ~ 5℃。

1. 速度 = 1 PLC。
 2. 所有指標均為輸出打開(kāi)時(shí)有保障的指標。
 3. 在正確清零時(shí)，度適用于 2 線(xiàn)和 4 線(xiàn)模式。
 4. 6.5 位測量分辨率。模數轉換器的分辨率受到噪聲限制。
 5. 18 位 ADC。1ms 間隔平均獲得 1000 個(gè)樣點(diǎn)。內部溫度在 ±5℃以?xún)?，ACAL 一周。
 6. 在使用 Model 2461 的 Model 2460-KIT 螺絲端子附件時(shí)有保障的度指標。
 7. 10A 量程 DC 指標適用于 7.35A。>7.35A 的操作只適用于脈沖模式。適用于脈沖寬度和占空比極限。如需進(jìn)一步了解脈沖操作，請參閱脈沖指標和典型脈沖性能部分。
 8. 4 線(xiàn)模式。

電阻測量度 ( 本地或遠程傳感 ) 9, 10, 11

提供電流、測量電阻模式：總不確定度 = 電流 提供度 + 電壓測量度 (4 線(xiàn)遠程傳 感 )。

溫度系數 (0° -18℃和 28° -50℃ )：±(0.10 × 精度指標 )/℃。

9. 速度 = 1 PLC。
 10. 所有指標均為輸出打開(kāi)時(shí)有保障的指標。
 11. 在正確清零時(shí)，度適用于 2 線(xiàn)和 4 線(xiàn)模式。
 12. 6.5 位測量分辨率。
 13. 啟用供電讀數功能。偏置補償打開(kāi)。
 14. 僅提供電流、測量電阻或提供電壓、測量電阻

其他脈沖模式輸出指標

小可編程脈沖寬度：150ms。
 注：穩定和 / 或測量時(shí)間可能 會(huì )長(cháng)于 150ms。
 擴展范圍脈沖寬度：7A 及以下量程為 2.5ms，10A 量程 為 1ms。
  DC 脈沖寬度：10,000 秒。
 脈沖寬度編程分辨率：可變，受到脈沖寬度和脈沖寬度抖動(dòng) 限制。
 脈沖寬度抖動(dòng)：<(50ms + 脈沖寬度的 10%)，典型值， Acquire Readings = OFF。
 脈沖占空比：20V及以下量程為10%，100V量程為5%。

典型脈沖性能 ( 固定量程，4W 連接 )

接觸檢查

接觸檢查速度：檢驗和通知<100ms

分辨率 : 18 位。

模數轉換器特點(diǎn)

提供的測量功能：電壓測量，電流測量，同時(shí)測量電壓和電流， 電阻測量，功率測量。
 采樣率 15：可編程，1000~1M 樣點(diǎn) / 秒。
 易失性采樣存儲器，帶時(shí)間標記：27.5 M。
 小記錄時(shí)間：1ms。
 時(shí)間標記分辨率：標準或全存儲模式1ns，緊湊存儲模式 1ms。
 記錄長(cháng)度：5 M。
 量程選擇：模數轉換器測量要求固定量程。
 測量穩定時(shí)間：取決于量程和負載。
 對10mA及以下電流范圍， 度受到穩定時(shí)間限制。

補充特點(diǎn)

輸出功率：1050W 脈沖，105W DC，四象限供電和接 收操作。
 過(guò)量程：量程的 105%，供電和測量。 穩定：電壓：工頻：量程的 0.01%。
 負載：量程的 0.01% + 100mV。 電流：工頻：量程的 0.01%。
 負載：量程的 0.01% + 100pA。
 供電極限： 電壓源電流極限：雙極電流極限用一個(gè)值設置，為量程 的 10%。
 電流源電壓極限：雙極電壓極限用一個(gè)值設置，為量程 的 10%。
 V/I極限度：在基本指標中增加讀數的 0.3% 和 ± 讀數 的 0.02%。
 過(guò)沖： 電壓供電：<0.1% 典型值。
步長(cháng) = 滿(mǎn)刻度，阻性負載，20V 量程，10mA 電流極限 )。
 電流供電：<0.1% 典型值。
步長(cháng) = 1mA 步進(jìn)，阻性負載 = 10kW，20V 量程 )
 量程變化過(guò)沖：過(guò)沖到全阻性 100kW 負載，10Hz ~ 20MHz 帶寬，相鄰量程：<250mV 典型值。
輸出穩定時(shí)間：要求時(shí)間達到終值的0.1%以?xún)龋?0 V量程， 100 mA 電流極限：<200ms 典型值。
轉換速率 : 1V/ms，100V 量程， 100mA 極限，20kW 負 載(典型值)。
 0.6V/ms，20V量程，100mA極限，20kW負載(典 型值 )。
 過(guò)壓保護：用戶(hù)可以選擇值，5% ±0.5V 容限。
 出廠(chǎng)默認值 為“none“( 無(wú) )。
 電壓供電噪聲：10Hz ~ 20MHz (RMS)：<4.5mV 典型值，阻 性負載。
共模電壓：250V DC。
 共模隔離度：>1GW，<1000pF。 噪聲抑制 ( 典型值 )：

負載阻抗 : 普通模式：

20nF 典型值。
 高電容模式：穩定到50μF典型值。
 高電容模式適用于 ≥ 100μA 量程。
 Force 端與 Sense 端之間電壓：5V。
 輸出線(xiàn)上壓降：1V。
 線(xiàn)上電阻：對額定度為 1MW。
 Sense 輸入阻抗：>10GW。
 保護偏置電壓：<300mV 典型值。

系統測量速度16

60Hz (50Hz)、腳本 (TSP?) 編程的讀取速率（每秒讀數）。

模數轉換，典型值

SCPI 編程，緩沖器為緊湊式

60Hz (50Hz)、SCPI 編程的讀取速率（每秒讀數）

16. 讀取速率適用于電壓或電流測量、自動(dòng)清零關(guān)、自動(dòng)量程關(guān)、濾波關(guān)、二進(jìn)制讀數格式和供電讀數關(guān)

整體特點(diǎn) ( 除另外指明外，均為默認模式 )

出廠(chǎng)默認標準開(kāi)機：SCPI 模式。
 源輸出模式：固定DC電平，存儲/配置列表(混合功能)，掃描(線(xiàn) 性和對數 )，掃描 ( 雙線(xiàn)性和雙對數 )。
 存儲緩沖器：>2 M讀數，用戶(hù)可以調節。
 包括選定實(shí)測值和時(shí)間 標記。
 實(shí)時(shí)時(shí)鐘：鋰電池備份 (3 年 + 電池壽命 )。
 遠程接口： GPIB：IEEE-488.2。
 USB 設備 ( 后面板，B 型 )：2.0 全速 USBTMC。
 USB 設備 ( 前面板，A 型 )：USB 2.0，支持 U 盤(pán)。
 以太網(wǎng) : RJ-45 (10/100BT)。
 數字 I/O 接口： 線(xiàn)路：6 個(gè)輸入 / 輸出，用戶(hù)自定義。
 用于數字 I/O 或觸發(fā)。 連接器：9 針插孔 D。
 輸入信號電平：0.7V ( 邏輯值低 )，3.7V ( 小邏輯值高 )。
 輸入電壓極限：-0.25V (小值)，+5.25V (值)。
 供電電流：+2.0mA @ >2.7V ( 每針 )。
 接收電流：-50mA @ 0.7V ( 每針，固態(tài)保險保護 )。
 5V 電源引腳：限于 500mA @ >4V ( 固態(tài)保險保護 )。
 處理器接口：測試開(kāi)始，測試結束，4 種分類(lèi)位。
 編程能力：SCPI 或 TSP 命令集。
 TSP 模式：可以從任何主機接口訪(fǎng)問(wèn)嵌入式測試腳本處理程序 (TSP)。
 IP 配置：靜態(tài)或 DHCP。
 擴展接口：TSP-Link擴展接口使支持TSP的儀器能夠觸發(fā)及相互 通信。
 源輸出模式：固定DC電平，存儲/配置列表(混合功能)，掃描(線(xiàn) 性和對數 )，掃描 ( 雙線(xiàn)性和雙對數 )。
 存儲緩沖器：>2 M讀數，用戶(hù)可以調節。
 包括選定實(shí)測值和時(shí)間 標記。
 實(shí)時(shí)時(shí)鐘：鋰電池備份 (3 年 + 電池壽命 )。
 遠程接口： GPIB：IEEE-488.2。
 USB 設備 ( 后面板，B 型 )：2.0 全速 USBTMC。
 USB 設備 ( 前面板，A 型 )：USB 2.0，支持 U 盤(pán)。
 以太網(wǎng) : RJ-45 (10/100BT)。
 數字 I/O 接口： 線(xiàn)路：6 個(gè)輸入 / 輸出，用戶(hù)自定義。
 用于數字 I/O 或觸發(fā)。 連接器：9 針插孔 D。
 輸入信號電平：0.7V ( 邏輯值低 )，3.7V ( 小邏輯值高 )。
 輸入電壓極限：-0.25V (小值)，+5.25V (值)。
 供電電流：+2.0mA @ >2.7V ( 每針 )。
 接收電流：-50mA @ 0.7V ( 每針，固態(tài)保險保護 )。
 5V 電源引腳：限于 500mA @ >4V ( 固態(tài)保險保護 )。
 處理器接口：測試開(kāi)始，測試結束，4 種分類(lèi)位。
 編程能力：SCPI 或 TSP 命令集。
 TSP 模式：可以從任何主機接口訪(fǎng)問(wèn)嵌入式測試腳本處理程序 (TSP)。 IP 配置：靜態(tài)或 DHCP。
 擴展接口：TSP-Link擴展接口使支持TSP的儀器能夠觸發(fā)及相互 通信。
 LXI 標準：1.4 LXI Core 2011。
 顯示器：5 英寸容性觸摸屏彩色 TFT WVGA (800×480)，帶有 LED 背燈。
 輸入信號連接：前面：香蕉。
 后面：螺絲端子。 互鎖：有源高輸入。
 冷卻：強制通風(fēng)，變速。
 過(guò)熱保護：內部傳感到溫度過(guò)載時(shí)會(huì )把儀器置于待機模式。
 電源：100V ~ 240V RMS，50-60Hz ( 開(kāi)機自檢 )。
 VA 額定值： 350 VA。
 高度：海拔 2000 米 (6562 英尺 )。
 EMC：滿(mǎn)足歐盟 EMC 指令。
 安全：滿(mǎn)足 CE 和 NRTL 的 UL61010-1 和 UL61010-2-30 清單。
 滿(mǎn)足歐盟低壓指令。
 振動(dòng)：MIL-PRF-28800F Class 3 隨機振動(dòng)。
 預熱：預熱一小時(shí)達到額定度。
 外觀(guān)尺寸： 含把手和保險杠時(shí)：106mm 高 × 255mm 寬 × 425mm 深 (4.18 英寸 × 10.05 英寸 × 16.75 英寸 )。
 不含把手和保險杠時(shí)：88mm 高 × 213mm 寬 × 397mm 深 (3.46 英寸 × 8.39 英寸 × 15.63 英寸 )。
 重量：含保險杠和把手時(shí)：4.75 公斤 (10.5 磅 )。
 不含保險杠和把手時(shí)：4.55 公斤 (10.0 磅 )。
 環(huán)境：工作時(shí)：0°-50℃, 70%相對濕度，35℃。
 相對濕度 額定值每℃下降3%，35°-50℃，無(wú)冷凝。
 貯存時(shí)：-25℃- 65℃。