泰克Keithley 2650 系列高功率 SourceMeter? SMU 儀器

2650 系列大功率 SourceMeter SMU 儀器專(zhuān)為高電壓/電流電子產(chǎn)品和功率半導(dǎo)體元件（例如二極管、FET 和 IGBT、高亮度 LED、直流至直流轉(zhuǎn)換器、電池、太陽(yáng)能電池及其他高功率材料、組件、模塊和部件）的檢定和測(cè)試而設(shè)計(jì)。 它們提供前所未有的功率、精度、速度、靈活性和易用性，可提高研發(fā)、生產(chǎn)測(cè)試和可靠性環(huán)境中的效率。 有兩種儀器可用，提供高達(dá) 3000V 或高達(dá) 2000W 的脈沖電流功率。

大功率2651A 型數(shù)字源表進(jìn)一步豐富了2600A 系列產(chǎn)品。該源表專(zhuān)門(mén)針對(duì)大功率電子器 件的特性分析和測(cè)試而優(yōu)化設(shè)計(jì)，可幫助用戶在研發(fā)、可靠性及生產(chǎn)領(lǐng)域提高生產(chǎn)力，包 括高亮度LED、功率半導(dǎo)體、DC/DC 轉(zhuǎn)換器、電池，以及其他大功率材料、元件、模塊 和組件的特性分析和測(cè)試。

與2600A 系列產(chǎn)品的每個(gè)成員一樣，2651A 具有高靈活性、四象限電壓和電流源/負(fù)載， 組合了精密電壓和電流表。該源表可作為：

? 半導(dǎo)體特征分析儀
? 電壓或電流波形發(fā)生器
? 電壓或電流脈沖發(fā)生器
? 精密電源
? 真電流源
? 數(shù)字多用表(直流電壓，直流電流，電阻和功率，分辨率達(dá)5?位)
? 精密電子負(fù)載

2651A 型可輸出或吸入高達(dá)±40V 和50A。

主要特性：

? 源或阱：
- 2,000W脈沖功率(±40V，±50A);
- 200W直流功率(±10V@±20A、±20V@±10A、±40V@±5A)
? 方便地連接兩個(gè)單元(串聯(lián)或并聯(lián))形成±100A 或±80V 解決方案
? 1pA 分辨率，可精密測(cè)量極低的漏電流
? 1μs/點(diǎn)(1MHz)，連續(xù)18 位A/O 轉(zhuǎn)換器，精確的瞬態(tài)特性分析
? 1%至100%脈沖占空比，適用于脈寬調(diào)制(PWM)驅(qū)動(dòng)型器件和特殊驅(qū)動(dòng)類(lèi)型期間的激勵(lì)
? 組合了精密電壓源、電流源、數(shù)字多用表、任意波形發(fā)生器、電壓或電流脈沖發(fā)生器及測(cè)量、電子負(fù)載及觸發(fā)控制器——多功能一體的儀器
? 包括TSP?Express 特性分析軟件、LabVIEW?驅(qū)動(dòng)，以及吉時(shí)利的Test Script Builder(測(cè)試腳本編輯器)軟件開(kāi)關(guān)環(huán)境。

典型應(yīng)用：

? 功率半導(dǎo)體、HBLED 和光器件特性分析和測(cè)試
? GaN、SIC 及其他復(fù)合材料和
器件的特性分析
? 半導(dǎo)體結(jié)溫度特性分析
? 高速、高精度數(shù)字化
? 電遷移研究
? 大電流、大功率器件測(cè)試

兩種測(cè)量模式：數(shù)字化或積分

2651A 型有兩種測(cè)量模式可對(duì)瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)行為進(jìn)行精密地特性分析，包括快速變化的熱 效應(yīng)。每種模式均由其獨(dú)立的模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器定義。

在數(shù)字化測(cè)量模式下，連續(xù)進(jìn)行1μs/點(diǎn)采樣，每秒可捕獲1,000,000 個(gè)讀數(shù)。其18 位 A/D 轉(zhuǎn)換器使用戶能夠精密測(cè)量瞬態(tài)特性。對(duì)于更準(zhǔn)確的測(cè)量，可利用基于22 位A/D 轉(zhuǎn) 換器的積分測(cè)量模式。全部2600A 系列儀器均具有積分測(cè)量模式。

每種測(cè)量模式下使用兩個(gè)A/D 轉(zhuǎn)換器(一個(gè) 用于電流，另一個(gè)用于電壓)，可同時(shí)運(yùn)行 用于準(zhǔn)確源讀回，不會(huì)影響測(cè)試效率。

雙數(shù)字化A/D 轉(zhuǎn)換器以高達(dá)1μs/點(diǎn)速率進(jìn)行連 續(xù)采樣，同時(shí)對(duì)電流和電壓波形進(jìn)行特性分析。

高速脈沖

2651A 型能夠準(zhǔn)確輸出和測(cè)量短至100μs 的脈沖，將測(cè)試期間的自熱效應(yīng)影響降至 最低。更大的控制靈活性使用戶能夠在 100μs 至DC 范圍內(nèi)編程脈寬，在1%至 100%范圍內(nèi)編程占空比。單臺(tái)儀器可輸出 高達(dá)50A 電流脈沖，兩臺(tái)組合可輸出高達(dá) 100A 電流脈沖。

擴(kuò)展能力

利用TSP-Link?，可將多臺(tái)2651A 和其 他2600A 系列儀器組合在一起，形成最 多64 路通道的更大集成系統(tǒng)。利用內(nèi)置 500ns 觸發(fā)控制器，確保精密定時(shí)和嚴(yán) 格通道同步。源表儀器的完全隔離、獨(dú) 立通道確保了真正的SMU-per-pin 測(cè)試。

吉時(shí)利的TSP 和TSP-Link 技術(shù)確保實(shí)現(xiàn)真 正的SMU-per-pin 測(cè)試，不存在基于主機(jī)系 統(tǒng)的功率和/或通道限制。

此外，兩臺(tái)2651A 型采用TSP-Link 并 聯(lián)時(shí)，電流量程從50A 擴(kuò)展至100A。 當(dāng)兩個(gè)單元串聯(lián)時(shí)，電壓范圍從40V 擴(kuò) 展至80V。內(nèi)置智能特性使多個(gè)單元可 作為單臺(tái)儀器進(jìn)行尋址，簡(jiǎn)化了測(cè)試， 由此形成業(yè)內(nèi)最佳的動(dòng)態(tài)范圍(100A 至 1pA)。這種能力確保用戶可測(cè)試各種各 樣的功率半導(dǎo)體和其他器件。

高達(dá)50A (2 個(gè)單元可達(dá)100A)的精密測(cè)量確 保更完善和準(zhǔn)確的特性分析。

1μV 測(cè)量分辨率和高達(dá)50A (2 個(gè)單元可達(dá) 100A)的電流源輸出確保低電平Rds 測(cè)量，支 持新一代器件。

2600A 系列儀器的標(biāo)準(zhǔn)能力

每款2651A 均具備其他2600A 系列儀器 提供的全部特性和能力，包括：

? 既可作為臺(tái)式I-V 特性分析工具，又可 作為多通道I-V 測(cè)試系統(tǒng)的組成部分。
? 無(wú)需編程或安裝，TSP Express 軟件 即可快速、簡(jiǎn)便地執(zhí)行常見(jiàn)的I-V 測(cè)試。
? ACS 基本版軟件，用于半導(dǎo)體元器件 特性分析(選件)。ACS 基本版軟件現(xiàn) 在具備一種Trace 模式，用于產(chǎn)生一 套特性曲線。
? 吉時(shí)利的TSP?(測(cè)試腳本處理器)軟件， 能夠創(chuàng)建用戶自定義測(cè)試腳本，實(shí)現(xiàn) 自動(dòng)化程度更高的測(cè)試，并且支持創(chuàng) 建編程序列，使儀器在沒(méi)有PC 直接控 制的情況下異步工作。
? 多臺(tái)2600A 系列儀器連接在一個(gè)系統(tǒng) 中，實(shí)現(xiàn)并行測(cè)試和精密定時(shí)。
? 符合LXI class C 標(biāo)準(zhǔn)。
? 14 位I/O 線，與探針臺(tái)、元件裝卸裝 置或其他自動(dòng)化工具直接交互。
? USB 端口，利用USB 存儲(chǔ)裝置實(shí)現(xiàn)更 大的數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)空間。

簡(jiǎn)明技術(shù)指標(biāo)

電壓準(zhǔn)確度

其他源技術(shù)指標(biāo)

噪聲(10Hz–20MHz)：<100mV 峰-峰值(典型 值)，<30mV RMS (典型值)。
過(guò)沖：電壓：<±(0.1% + 10mV)(典型值)。
電流：<±0.1%(典型值)。
遠(yuǎn)端檢測(cè)工作范圍：
HI 和SENSE HI 之間的最大電壓 = 3V。
LO 和SENSE LO 之間的最大電壓 = 3V。
電壓源輸出建立時(shí)間：<50μs 最佳量程。
電流源輸出建立時(shí)間：<80μs 最佳量程。
每路源引線的最大阻抗：最大阻抗受限于遠(yuǎn)端
檢測(cè)工作范圍的3V 壓降。
最大電阻 = 3V/源電流值(A)。
3V = L di/dt。

其他測(cè)量技術(shù)指標(biāo)

最大負(fù)載阻抗：
常規(guī)模式：10nF(典型值)，3μH(典型值)。
大電容模式：50μF(典型值)，3μH(典型值)。
測(cè)量輸入阻抗：>10GΩ。
共模電壓：250 VDC。
接觸檢查：內(nèi)置。

功率技術(shù)指標(biāo)

最大輸出功率和源/阱限值：

電流和電壓量程擴(kuò)展：兩臺(tái)2651A 可通過(guò)串聯(lián)或并聯(lián)擴(kuò)展某些應(yīng)用下的工作量程和功率性能。請(qǐng)參見(jiàn)網(wǎng)站www.tek.com.cn 的應(yīng)用指南。

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有源負(fù)載操作：注意：當(dāng)2651A 配合另一臺(tái)系統(tǒng)源表儀器或其他任何有源負(fù)載工作時(shí)，需要將2651A 的輸出關(guān)閉 模式設(shè)置為“OUTPUT_ACTIVE_LOAD”。更多詳細(xì)信息請(qǐng)參考2651A 的參考手冊(cè)。

脈沖技術(shù)指標(biāo)

最小可編程脈寬：100μs。 脈寬編程分辨率：1μs。 從脈沖起點(diǎn)至關(guān)閉時(shí)間起點(diǎn)測(cè)得：

最小脈沖上升時(shí)間：

占空比：1%–100%

測(cè)量速度技術(shù)指標(biāo)

最大掃描速率(操作/秒)，60Hz (50Hz)：

最大單次測(cè)量速率(操作/秒)，60Hz (50Hz)：

最大測(cè)量量程變化：143 μs
最大源量程變化：2.5 ms
最大源功能量程變化：1.0 ms

高速ADC 脈沖串測(cè)量速率：

觸發(fā)和同步技術(shù)指標(biāo)

觸發(fā)：觸發(fā)輸入至觸發(fā)輸出：0.5μs，典型值。
同步：?jiǎn)位蚨喙?jié)點(diǎn)同步源變化：<0.5μs，典型值。

編程

測(cè)試腳本編輯器(TSB)：集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，用于創(chuàng)建、運(yùn)行和管理TSP 腳本。
TSP Express(嵌入式)：無(wú)需編程或安裝，即可快速、簡(jiǎn)便地執(zhí)行常見(jiàn)的IV 測(cè)試。
其他軟件接口：TSP Express(嵌入式)、Direct GPIB/VISA、Read/Write， 利用VB、VC/C++、VC#、LabVIEW、LabWindows/CVI 等讀/寫(xiě)。

系統(tǒng)擴(kuò)展

利用TSP-Link 擴(kuò)展接口，使支持TSP 的儀器之間能夠進(jìn)行觸發(fā)和通信。

通用技術(shù)指標(biāo)

USB：USB 2.1 主機(jī)控制器，支持外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
接觸檢查：1ms 最小測(cè)量時(shí)間；5%基本準(zhǔn)確度。
PC 接口：IEEE-488.1 和.2；LXI Class C Ethernet；RS-232。
數(shù)字I/O 接口：輸入/輸出引腳：14 位 I/O。最大5.25V。
電源：100 V 至250 VAC，50 Hz – 60 Hz(自動(dòng)檢測(cè))，最大550 VA
制冷：強(qiáng)制風(fēng)冷。側(cè)面和頂部吸入，后背板排出。
EMC：符合歐盟EMC 指令。
安全：UL 認(rèn)證，符合UL61010-1:2004 標(biāo)準(zhǔn)符合歐盟低電壓指令。
質(zhì)保：1 年。
尺寸：89mm 高× 435mm 寬× 549mm 深(3.5 in × 17.1 in × 21.6 in)。臺(tái)式配置(含把 手和支腳)：104mm 高× 483mm 寬× 620mm 深(4.1 in × 19 in × 24.4 in)
重量：9.98kg (22 lbs).
環(huán)境：僅限室內(nèi)使用。
校準(zhǔn)周期：1 年。

2657A是一種高電壓、高功率、低電流源測(cè)量單元（SMU），具有迄今為止最高的功率、 精度、速度、靈活性和易用性，能夠大大提高研發(fā)、生產(chǎn)測(cè)試和可靠性環(huán)境的測(cè)試效 率。2657A是專(zhuān)門(mén)針對(duì)高壓電子和功率半導(dǎo)體器件的特征分析與測(cè)試而設(shè)計(jì)的，例如 二極管、FET和IGBT，以及其它一些需要高電壓、快速響應(yīng)和精確測(cè)量電壓和電流的元 件和材料。2657A是吉時(shí)利功率半導(dǎo)體特征分析和測(cè)試解決方案的2600A系列產(chǎn)品，具 有業(yè)界最高的功率和最佳的低電流性能。這些用戶可配置的解決方案采用了業(yè)界最 強(qiáng)大的參數(shù)式特征分析軟件平臺(tái)，能夠隨著用戶應(yīng)用的發(fā)展進(jìn)行升級(jí)。

2657A與其它2600A系列數(shù)字源表一樣，具有高度靈活的四象限電壓和電流源/負(fù)載， 并配置了精密電壓和電流計(jì)。它可以用作：

? 半導(dǎo)體特征分析儀
? 電壓或電流波形發(fā)生器
? 電壓或電流脈沖發(fā)生器
? 支持電壓和電流讀回的精密電源
? 真電流源
? 數(shù)字萬(wàn)用表（DCV、DCI、歐姆 和六位半分辨率電源）
? 精密電子負(fù)載

2657A能夠提供或吸收高達(dá)3000V@20mA或1500V@120mA的電源

主要特性：

? 提供或吸收高達(dá)180W的直流或脈沖電 源（±3000V@20mA，±1500V@120mA）
? 1fA低電流分辨率
? 用于高精度和高速瞬態(tài)捕獲的雙22位 精度ADC和每點(diǎn)雙18位1μs數(shù)字轉(zhuǎn)換器
? 易于與其它2600A數(shù)字源表進(jìn)行系統(tǒng)集 成的全TSP?兼容能力
? 單臺(tái)儀器內(nèi)集成了精密電源、電流 源、DMM、任意波形發(fā)生器、電壓或電 流脈沖發(fā)生器、電子18位負(fù)載和觸發(fā) 控制器

? 內(nèi)含TSP? Express特征分析軟 件、LabVIEW ?驅(qū)動(dòng)和吉時(shí)利的Test Script Builder軟件開(kāi)發(fā)環(huán)

典型應(yīng)用：

? 功率半導(dǎo)體器件特征分析與測(cè)試
? GaN、SiC和其它一些復(fù)合材料與器件 的特征分析
? 高達(dá)3kV的擊穿與漏流測(cè)試
? 亞毫秒瞬態(tài)特征分析

兩種測(cè)量模式：數(shù)字式或積分式 利用2657A的兩種測(cè)量模式，可以對(duì)器件的瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)特性進(jìn)行精確的特征分析，包括快 速改變熱效應(yīng)。每種模式是由其獨(dú)立的模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器決定的。

數(shù)字式測(cè)量模式能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)1μs的采樣速度。利用其雙18位數(shù)字轉(zhuǎn)換器能夠同時(shí)捕獲 電壓和電流瞬態(tài)。在積分式測(cè)量模式下，利用其雙22位積分式模數(shù)轉(zhuǎn)換器能夠?qū)崿F(xiàn)更精 確的電壓與電流測(cè)量。每種測(cè)量模式都使用兩個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器，一個(gè)用于電流，另一個(gè)用于 電壓，兩個(gè)轉(zhuǎn)換器同時(shí)工作可以實(shí)現(xiàn)精確的電源讀回，且不影響測(cè)試產(chǎn)能。

雙高速A/D轉(zhuǎn)換器能夠?qū)崿F(xiàn)最快每點(diǎn)1μs的采樣速度，支持電壓和電流的全同時(shí)特征分析。

擴(kuò)展功能

通過(guò)TSP-Link?技術(shù)，2657A能夠與其它2600A系列儀器連接在一起，構(gòu)成更大的具有最高 32個(gè)節(jié)點(diǎn)的集成式系統(tǒng)。內(nèi)置的500ns觸發(fā)控制器能夠確保精確定時(shí)與緊密通道同步功 能。利用完全隔離且獨(dú)立的數(shù)字源表通道可以進(jìn)行真正的每pin腳SMU測(cè)試。

高功率器件測(cè)試夾具

8010高功率器件測(cè)試夾具能夠?yàn)楦哌_(dá)3000V或100A下帶封裝的高功率器件的測(cè)試提供安全和 方便的連接。8010提供的連接支持一個(gè)高壓數(shù)字源表（2657A）、一個(gè)或兩個(gè)高電流數(shù)字源表 （2651A）、三個(gè)低功率數(shù)字源表（其它2600A系列或4200-SCS SMU）。利用這一功能，就可以 安全而準(zhǔn)確地對(duì)雙端（二極管）、三端（晶體管）甚至四端或五端器件進(jìn)行特征分析。8010具 有全互鎖功能最多可支持六臺(tái)數(shù)字源表。8010集成了保護(hù)電路，能夠保護(hù)低壓數(shù)字源表免受 2657A輸出高壓造成的器件故障。8010內(nèi)含高電流（100A）和高電壓（3000V）測(cè)試測(cè)試接口。還 有可選的各種備用測(cè)試接口，包括TO-247、TO-220、軸心線，以及可以構(gòu)建自定義接口的一個(gè) 空接口模塊。除了標(biāo)準(zhǔn)的香蕉跳線，8010還具有背板指示器和熱探針端口，可簡(jiǎn)化系統(tǒng)集成。

2600A系列儀器的標(biāo)準(zhǔn)功能

2每臺(tái)2657A都具有其它2600A系列數(shù)字源 表所具有的特性和功能：
? 使用靈活，可用作臺(tái)式I-V特征 分析工具，也可以作為多通道I-V 測(cè)試系統(tǒng)的組成模塊；
? TSP Express軟件，無(wú)需編程或安 裝其它軟件即可快速而方便地執(zhí) 行常用的I-V測(cè)試。
? 用于半導(dǎo)體元件特征分析的ACS Basic Edition軟件（可選）。ACS Basic Edition現(xiàn)在提供了“Trace” 模式，可產(chǎn)生一套特征曲線。
? 吉時(shí)利的Test Script Processor (TSP)技術(shù)支持創(chuàng)建并運(yùn)行自定義 的用戶測(cè)試腳本，用于實(shí)現(xiàn)高速自 動(dòng)化測(cè)試，以及創(chuàng)建使測(cè)試儀能夠 在沒(méi)有PC直接控制的情況下進(jìn)行 異步操作的程序序列。
? 當(dāng)系統(tǒng)中多臺(tái)2600A系列儀器 連接在一起時(shí)，具有并行測(cè)試 執(zhí)行和精確定時(shí)功能。 ? 兼容LXI Class C。
? 14位數(shù)字I/O線，用于直接連接探針 臺(tái)、元件機(jī)械手或其它自動(dòng)化工具。
? USB端口，用于通過(guò)USB存儲(chǔ)器保存額 外的數(shù)據(jù)和測(cè)試程序。

2657A主要技術(shù)指標(biāo)1

電流精度指標(biāo)4

1.對(duì)于0°到18°C以及28°到50°C的溫度，精度下降 ±(0.15 × 精度指標(biāo)) °C。

2. 對(duì)于NPLC設(shè)置<1因增加了誤差項(xiàng)而降低了精度指標(biāo)。對(duì)于阻性負(fù)載使用下表適當(dāng)增加量程項(xiàng)的百分比。

3.18位ADC。間隔1μs的1000個(gè)樣本均值。

4.對(duì)于0°到18°C以及28°到50°C的溫度，精度下降 ±(0.35 × 精度指標(biāo)) °C

其它特性

典型電壓源噪聲：量程的0.005%。
典型電流源噪聲：量程的0.08%。
典型電壓源設(shè)置：<1ms到200V，<7ms到3000V。
典型電流源設(shè)置：<5ms到120MA，<200ms到1μA。
相關(guān)指標(biāo)如有改變恕不另行通知。

觸發(fā)與同步指標(biāo)

觸發(fā)：TRIGGER IN到TRIGGER OUT：0.5μs，典型值。
同步：?jiǎn)喂?jié)點(diǎn)或多節(jié)點(diǎn)同步源變化：<0.5μs，典型值。

編程

TEST SCRIPT BUILDER: 用于編輯、運(yùn)行和管理TSP腳本的集成式開(kāi)發(fā)環(huán)境。
TSP EXPRESS （內(nèi)嵌的）：無(wú)需編程或安裝其它軟件即可使用戶快速而方便地執(zhí)行常見(jiàn)I-V測(cè)試的工具。
軟件接口：TSP EXPRESS（內(nèi)嵌的）、DIRECT GPIB/VISA、支持VB的讀/寫(xiě)、VC/C++、 VC#、LABVIEW、TESTPOINT、LABWINDOWS/CVI等。

系統(tǒng)擴(kuò)展

支持TSP功能的儀器通過(guò)TSP-Link擴(kuò)展接口可以相互觸發(fā)和通信。如下圖所示：

2657A能夠提供或吸收高達(dá)3000V@20mA或1500V@120mA的電源

一般性指標(biāo)

USB：USB 2.1主控制器，支持外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
接觸檢查：± 50Ω
PC接口：IEEE-488.1和.2；LXI CLASS C以太網(wǎng)；RS-232。
數(shù)字I/O接口：輸入/輸出腳：14個(gè)漏極開(kāi)路I/O位。最大5.25V。
電源：100V到250V交流，50HZ–60HZ（自動(dòng)檢測(cè)），最大功率550VA。
冷卻：強(qiáng)迫風(fēng)冷。側(cè)面和頂部吸氣，后部排氣。
EMC：符合歐盟EMC指令。
安全性：ETL列出（待確認(rèn)）。符合歐盟低壓指令。
質(zhì)保期：1年。
尺寸：高89mm × 寬435mm × 深549mm（3.5in × 17.1in × 21.6in）。測(cè)試臺(tái)配置（帶手柄和腿）：高104mm × 寬483mm × 深620mm（4.1in × 19in × 24.4in）。
重量：9.98KG（22lbs）。
使用環(huán)境：僅適合室內(nèi)使用。
校準(zhǔn)周期：一年。

泰克Keithley 2650 系列高功率 SourceMeter? SMU 儀器