超高電阻/超低電流測(cè)量的 Keithley 靜電計(jì)
從三個(gè)敏感選項(xiàng)中選擇,實(shí)現(xiàn)精確的高阻抗和低電流測(cè)量。5? 位 6514 型和 6517B 型靜電計(jì)提供 1fA 靈敏度,輸入阻抗 >200TΩ 的電壓測(cè)量,以及低至 10fC 的電荷測(cè)量。6? 位 6430 型亞 fA 遠(yuǎn)程 SourceMeter SMU 儀器能夠以 1aA 的靈敏度測(cè)量電流。其噪聲低、偏差小,非常適用于研究單電子器件、高電阻納米線和納米管、聚合物以及電化學(xué)應(yīng)用。
吉時(shí)利5位半6517B靜電計(jì)/高阻表提供的精 度和靈敏度指標(biāo)高于其他同類型儀表。它還具有 完備的功能,使測(cè)量高阻和絕緣材料電阻率變得 簡(jiǎn)單。6517B具有425讀數(shù)/秒的測(cè)試速率,比同 類型的靜電計(jì)快很多,可以提供快速、簡(jiǎn)易的弱 電流測(cè)量能力測(cè)量弱電流。
主要特點(diǎn):
電阻測(cè)量可達(dá)1016 Ω
電流測(cè)量范圍1fA - 20mA
最小電流量程輸入端壓降<>
200TΩ 輸入阻抗
<3fa>3fa>
測(cè)試速率高達(dá)425 rdgs/s
噪聲0.75fA p-p
內(nèi)置±1kV電壓源
的高電阻測(cè)量電壓反接方法
可選的插件式掃描卡
出眾的性能指標(biāo)
半機(jī)架型6517B靜電計(jì)/高阻表具有特殊的低 電流輸入放大器,其輸入偏置電流<3fa,噪聲僅 0.75fa="" p-p="" (峰-峰)="">3fa,噪聲僅><20μv。對(duì)于 接近理想的電路負(fù)載,其電壓和電阻測(cè)量的輸入="" 阻抗是200tω。這些性能指標(biāo)確保物理、光學(xué)、納米技術(shù)和材料科學(xué)等研究領(lǐng)域低電流和高阻抗電壓、電阻和電荷測(cè)量所需的準(zhǔn)確="" 度和靈敏度。內(nèi)置±1kv的電壓源具有掃描能力,從而簡(jiǎn)化漏流測(cè)試、擊穿電壓測(cè)試="" 和電阻測(cè)試,以及絕緣材料的體電阻率(ω-cm)="" 及表面電阻率(ω/square)="">20μv。對(duì)于>
測(cè)量范圍寬
6517B型靜電計(jì)/高阻表具有全自動(dòng)量程,超過電流、電阻、電壓和電荷測(cè)量滿量程:
? 電流測(cè)量范圍:1fA - 20mA
? 電壓測(cè)量范圍:10μV - 200V
? 電阻測(cè)量范圍:50Ω - 1016Ω
? 電荷測(cè)量范圍:10fC - 2μC
改進(jìn)的高靈敏度測(cè)量
許多測(cè)試應(yīng)用要求測(cè)量高級(jí)別材料的電阻率(面電阻率和體電阻率)。傳統(tǒng)測(cè) 量方法是對(duì)樣本施加足夠高的電壓,測(cè)量流經(jīng)樣本的電流,然后利用歐姆定律(R=V /I)計(jì)算其電阻。雖然高阻材料和器件產(chǎn)生很小的電流,很難準(zhǔn)確進(jìn)行測(cè)量,但利用 吉時(shí)利靜電計(jì)和皮安計(jì)則可以成功地進(jìn)行這種測(cè)量。
即使利用高精度儀器,材料中固有的背景電流使得進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量較為 困難。由于壓電效應(yīng)、電容效應(yīng)和偏振效應(yīng),絕緣材料、聚合物和塑料通 常都顯示出背景電流。這些背景電流一般等于或大于施加電壓產(chǎn)生的電流。 在這些情況下,其測(cè)量結(jié)果往往是不穩(wěn)定的,生成不準(zhǔn)確的電阻或電阻率 讀數(shù)甚至錯(cuò)誤的負(fù)值。吉時(shí)利6517B型靜電計(jì)/高阻表旨在解決這些問題, 并為各種材料和元件提供一致、可重復(fù)和精準(zhǔn)的測(cè)量,特別是與8009型電 阻測(cè)試夾具一起使用時(shí)。
變換極性法
6517B型靜電計(jì)/高阻表使用變換電極法,實(shí)際上消除了樣本的背景電 流。并剔除背景電流的級(jí)和第二級(jí)漂移。變換電極法施加一個(gè)正極性 電壓,然后在延遲(測(cè)量時(shí)間)后測(cè)量電流。接著,改變電壓極性, 使用相同的延遲,重新測(cè)量電流。連續(xù)重復(fù)這個(gè)過程,并根據(jù)4個(gè)電 流測(cè)量結(jié)果的加權(quán)平均值計(jì)算出電阻。對(duì)大多數(shù)材料來說,通過7次反轉(zhuǎn)(即 舍棄前三個(gè)讀數(shù)),這個(gè)方法通常生成可高度重復(fù)、準(zhǔn)確的電阻(或電阻 率)測(cè)量結(jié)果。例如,利用8009型測(cè)試夾具0.3%的重復(fù)度,可對(duì)1mm厚 的1014Ω-cm材料樣本進(jìn)行測(cè)量,在15秒測(cè)試周期內(nèi)其背景電流低于200fA。
與數(shù)字多用表類似的簡(jiǎn)單操作
6517B型靜電計(jì)/高阻表采用與數(shù) 字多用表類似的簡(jiǎn)易操作,可通過前 面板,利用單一按鈕控制電阻測(cè)量等 重要功能。還可以通過內(nèi)置IEEE-488 接口實(shí)施控制,因此,可利用計(jì)算機(jī) 控制器通過總線對(duì)所有功能進(jìn)行編程。
高精度高阻測(cè)量
6517B型靜電計(jì)/高阻表的諸多特 性和能力有助于確保高阻測(cè)量應(yīng)用的 準(zhǔn)確度。例如,其內(nèi)置電壓源簡(jiǎn)化了 絕緣器電阻率和所用電源電壓電平之 間關(guān)系的確定。它還非常適合電容器 泄漏和絕緣電阻測(cè)量、印刷電路板表 面絕緣電阻測(cè)試、電阻器電壓系數(shù)測(cè) 試以及二極管泄漏特性分析。
溫度和濕度測(cè)試
濕度和溫度可能嚴(yán)重影響材料的 電阻率值。為了幫助您準(zhǔn)確比較在不 同情況下測(cè)得的讀數(shù),6517B型靜電 計(jì)/高阻表提供內(nèi)置K型熱電偶和一個(gè) 可選的6517-RH型相對(duì)濕度探頭。其 內(nèi)置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)緩沖器允許記錄和調(diào)用 具有時(shí)間、溫度和相對(duì)濕度Stamping 的讀數(shù)。
附件擴(kuò)展測(cè)量能力
利用多種可選附件,可以擴(kuò)展 6517B型靜電計(jì)/高阻表的應(yīng)用,并改 進(jìn)其性能。
掃描卡。利用兩張掃描卡,可以簡(jiǎn)化 多個(gè)信號(hào)的掃描。每張卡都可以輕松 插入儀器后面板的插槽。6521型掃描 卡提供10個(gè)低電平電流掃描通道。 6522型掃描卡提供10個(gè)高阻抗電壓開 關(guān)或低電流開關(guān)通道。
測(cè)試夾具。8009型電阻率夾具是一款 受保護(hù)的測(cè)試夾具,用于樣本材料的 體電阻率和表明電阻率測(cè)量。它包括 按ASTM標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的不銹鋼電極。該 夾具的電極尺寸已在6517B型靜電計(jì) /高阻表預(yù)編程,因此無需計(jì)算其數(shù) 值,可以稍后手動(dòng)輸入。這個(gè)附件旨 在保護(hù)用戶避免接觸潛在的危險(xiǎn)電壓 ——自動(dòng)開啟夾具蓋,關(guān)閉6517B型 靜電計(jì)/高阻表電壓源輸出。
應(yīng)用
6517B型靜電計(jì)/高阻表非常適合物 理、光學(xué)、納米技術(shù)和材料科學(xué)等研究 領(lǐng)域的低電流和高阻抗電壓、電阻和電 荷測(cè)量。其極低的電壓降非常適合太陽(yáng) 能電池測(cè)量,其內(nèi)置電壓源和低電流靈 敏度使之成為基于聚合物的納米線等高 阻測(cè)量的出眾解決方案。其高速和易用 性使之成為質(zhì)量控制、產(chǎn)品工程和生產(chǎn) 測(cè)試(包括漏流、擊穿和電阻測(cè)試)應(yīng) 用的選擇。利用6517B型靜電計(jì)/高 阻表的電壓反轉(zhuǎn)方法,可以大幅改進(jìn)對(duì) 絕緣材料的體電阻率和表面電阻率測(cè)量。 6517B型靜電計(jì)/高阻表還非常適合電化 學(xué)應(yīng)用,如離子選擇性電極和pH測(cè)量、 電導(dǎo)電池和電勢(shì)測(cè)定。
改進(jìn)型6517B靜電計(jì)/高阻表
6517B型靜電計(jì)/高阻表是一款升 級(jí)型號(hào),用于取代1996年推出的6517A 型儀器。利用SCPI指令為6517A型儀器 建造的軟件應(yīng)用程序無需任何修改即可 用于6517B型靜電計(jì)/高阻表。不過,同 早期的6517A設(shè)計(jì)相比,6517B型靜電 計(jì)/高阻表進(jìn)行了一些改進(jìn)。其內(nèi)部電 池供電的內(nèi)存緩存可存儲(chǔ)高達(dá)50,000個(gè) 讀數(shù),允許用戶更長(zhǎng)時(shí)間地記錄測(cè)試結(jié) 果,并存儲(chǔ)更多與讀數(shù)有關(guān)的數(shù)據(jù)。該 新型儀器還為內(nèi)部緩存提供更快的讀取 速度(高達(dá)425讀數(shù)/秒),還可通過IEEE 總線存入外部存儲(chǔ)器(速度高達(dá)400讀數(shù) /秒)。為了滿足現(xiàn)代連接和安全需求, 6517B型還連接器進(jìn)行了幾處改動(dòng)。
電壓
5?位量程 | 分辨率 | 準(zhǔn)確度 (1年)1 18° - 28°C ±(%讀數(shù)+計(jì)數(shù)) | 溫度系數(shù) 0° - 18°C & 28° - 50°C ±(%讀數(shù)+計(jì)數(shù)) / °C |
2 V | 10 μV | 0.025 + 4 | 0.003 + 2 |
20 V | 100 μV | 0.025 + 3 | 0.002 + 1 |
200 V | 1 mV | 0.06 + 3 | 0.002 + 1 |
常模抑制比(NMRR):2V和20V量程>60dB, 200V量程>55dB。
50Hz或60Hz2。
共態(tài)抑制比(CMRR):直流時(shí)>120dB,50Hz或60Hz。
輸入阻抗:>200TΩ,并聯(lián)20pF電容,保護(hù)電容<>
前置放大器輸出端的小信號(hào)帶寬: 典型值100kHz (–3dB)。
注:
1. 適當(dāng)歸零時(shí),5?位,1個(gè)PLC (電力線周期),中值濾波器開啟, 數(shù)字濾波器 = 10個(gè)讀數(shù)。
2. 線路同步。
電流
5?位量程 | 分辨率 | 準(zhǔn)確度 (1年)1 18° - 28°C ±(%讀數(shù)+計(jì)數(shù)) | 溫度系數(shù) 0° - 18°C & 28° - 50°C ±(%讀數(shù)+計(jì)數(shù)) / °C |
20 pA | 100 aA2 | 1 + 30 | 0.1 + 5 |
200 pA | 1 fA2 | 1 + 5 | 0.1 + 1 |
2 nA | 10 fA | 0.2 + 30 | 0.1 + 2 |
20 nA | 100 fA | 0.2 + 5 | 0.03 + 1 |
200 nA | 1 pA | 0.2 + 5 | 0.03+ 1 |
2 μA | 10 pA | 0.1 + 10 | 0.005 + 2 |
20 μA | 10 pA | 0.1 + 5 | 0.005 + 1 |
200 μA | 1 nA | 0.1 + 5 | 0.005 + 1 |
2 mA | 10 nA | 0.1 + 10 | 0.008 + 2 |
20 mA | 100 nA | 0.1 + 5 | 0.008 + 1 |
輸入偏置電流:<>
溫度系數(shù) = 0.5fA/°C,20pA量程。
輸入偏置電流噪聲:<750aa p-p="" (capped="" input),帶寬0.1hz~10hz,="" 阻尼。數(shù)字濾波器="">750aa>
輸入電壓降(典型溫度±1°C):
在20pA, 2nA, 20nA, 2μA與20μA量程時(shí),<>
在200pA, 200nA與200μA量程時(shí),<>
在2mA量程時(shí),<><>
輸入電壓降溫度系數(shù):在pA, nA與μA量程時(shí),<10μv>10μv>
前置放大器建立時(shí)間(達(dá)到最終值10%)典型值:在pA量程時(shí), 為0.5s (阻尼關(guān)閉)和2.0 s (阻尼開啟)。在nA量程時(shí),為15ms (阻尼關(guān)閉);在μA量程時(shí),為1ms (阻尼關(guān)閉);在mA量程時(shí), 為500μs (阻尼關(guān)閉)。
常模抑制比(NMRR):在50Hz或60Hz3時(shí),在各個(gè)量程均>60dB。
注:
1. 適當(dāng)歸零時(shí),5?位,1個(gè)PLC (電力線周期),中值濾波器開啟, 數(shù)字濾波器 = 10個(gè)讀數(shù)。
2. aA = 10-18A,fA = 10-15A
3. 線路同步。
電阻(常規(guī)方法)
量程 | 5?位分辨率 | 準(zhǔn)確度 (10-99%量程) 18° - 28°C(1年) ±(%讀數(shù)+計(jì)數(shù)) | 溫度系數(shù) (10-99%量程) 0° - 18°C & 28° - 50°C ±(%讀數(shù)+計(jì)數(shù)) / °C | 自動(dòng)電壓源 | 電流量程 |
2 MΩ | 10 ? | 0.125 + 1 | 0.01 + 1 | 40 V | 200 µ A |
20 MΩ | 100 ? | 0.125 + 1 | 0.01 + 1 | 40 V | 20 µ A |
200 MΩ | 1 k ? | 0.15 + 1 | 0.015 + 1 | 40 V | 2 µ A |
2 GΩ | 10 k ? | 0.225 + 1 | 0.035 + 1 | 40 V | 200 n A |
20 GΩ | 100 k ? | 0.225 + 1 | 0.035 + 1 | 40 V | 20 n A |
200 GΩ | 1 M? | 0.35 + 1 | 0.110 + 1 | 40 V | 2 n A |
2 TΩ | 10 M? | 0.35 + 1 | 0.110 + 1 | 400 V | 2 n A |
20 TΩ | 100 M? | 1.025 + 1 | 0.105 + 1 | 400 V | 200 pA |
200 TΩ | 1 G? | 1.15 + 1 | 0.125 + 1 | 400 V | 20 pA |
注:
1. 自動(dòng)電壓源歐姆性能指標(biāo),適當(dāng)歸零時(shí),5?位,1個(gè)PLC (電力線周期),中值濾波器開啟, 數(shù)字濾波器 = 10個(gè)讀數(shù)。如果需要用戶可選電壓,請(qǐng)使用手動(dòng)模式。手動(dòng)模式顯示通過測(cè) 得電流計(jì)算出的電阻(高達(dá)1018Ω)。其準(zhǔn)確度等同于電壓源準(zhǔn)確度加選定電流量程的準(zhǔn)確度。
前置放大器建立時(shí)間:在電流性能指標(biāo)中,為前置放大器建立時(shí)間增加電壓源建立時(shí)間。
超過20GΩ的范圍需要根據(jù)載荷特性額外設(shè)定。
電阻(變換極性法)
變換極性序列可以補(bǔ)償待測(cè)材料或期間的背景(偏移)電流。容許偏移為所用電流量程 的滿刻度。
使用吉時(shí)利8009夾具
可靠性:ΔIBG × R/VALT + 0.1% (1σ) (儀器溫度常數(shù)±1°C)。
準(zhǔn)確度:(VSRCErr + IMEASErr × R)/VALT
其中:ΔIBG是測(cè)量得到的來自樣本和測(cè)試夾具的典型背景電流噪聲。
VALT是使用的變換極性電壓。
VSRCErr是使用VALT作為設(shè)置的電壓源準(zhǔn)確度(單位:V) 。
IMEASErr是使用作為VALT /R讀數(shù)的電流計(jì)準(zhǔn)確度(單位:A)。
電壓源
量程 | 5?位分辨率 | 準(zhǔn)確度 (1年) 18° - 28°C ±(%讀數(shù)+計(jì)數(shù)) | 溫度系數(shù) 0° - 18°C & 28° - 50°C ±(%讀數(shù)+計(jì)數(shù)) / °C |
100V | 5 mV | 0.15 + 10 mV | 0.005 + 1 mV |
1000V | 50 mV | 0.15 + 100 mV | 0.005 + 10 mV |
輸出電流:
100V量程:±10mA, 在<>
1000V量程:±1mA, 在<>
建立時(shí)間:
100V量程:到達(dá)額定準(zhǔn)確度<8m>8m>
1000V量程:到達(dá)額定準(zhǔn)確度<>
噪聲(典型值):
100V量程:<2.6mv>2.6mv>
1000V量程:<2.9mv>2.9mv>
電荷
量程 | 5?位分辨率 | 準(zhǔn)確度 (1年)1,2 18° - 28°C ±(%讀數(shù)+計(jì)數(shù)) | 溫度系數(shù) 0° - 18°C & 28° - 50°C ±(%讀數(shù)+計(jì)數(shù)) / °C |
2 nC | 10 fC | 0.4 + 5 | 0.04 + 3 |
20 nC | 100 fC | 0.4 + 5 | 0.04 + 1 |
200 nC | 1 pC | 0.4 + 5 | 0.04 + 1 |
2 μC | 10 pC | 0.4 + 5 | 0.04 + 1 |
注:
1. 性能指標(biāo)適用于電荷剛采集后。增加
|QAV| (4fA + _____ ) TA RC 其中,TA = 電荷歸零與測(cè)量之間的時(shí)間周期(單位:秒)
QAV = 在TA周期測(cè)得的平均電荷,RC = 300,000(典型值)。
2. 適當(dāng)歸零時(shí),5?位,1個(gè)PLC (電力線周期),中值濾波器開啟, 數(shù)字濾波器 = 10個(gè)讀數(shù)。
輸入偏置電流: 典型值時(shí),<4fa。溫度系數(shù)=>4fa。溫度系數(shù)=>
溫度(熱電偶)
熱電偶種 類 | 量程 | 準(zhǔn)確度 (1年)1 18° - 28°C ±(%讀數(shù)+計(jì)數(shù)) |
K | –25°C ~ 150°C | ±(0.3% + 1.5°C) |
注:1. 不包括探測(cè)誤差,Tcal ± 5°C, 1 PLC積分時(shí)間。
濕度
量程 | 準(zhǔn)確度 (1年)1 18° - 28°C ±(%讀數(shù)+%RH)) |
0 - 99% | ±(0.3% + 1.5°C) |
注: 1. 必須增加濕度探測(cè)準(zhǔn)確度。對(duì)于6517-RH型,為±3% RH,探測(cè)環(huán)境溫度高達(dá)65°C, 不超過85°C。
6517B型靜電計(jì)/高阻表后面板
IEEE-488總線實(shí)現(xiàn)
實(shí)現(xiàn):SCPI (IEEE-488.2, SCPI-1999.0)。
從觸發(fā)到完成讀數(shù):150ms典型值,包括外部觸發(fā)器。
RS-232實(shí)現(xiàn):支持:SCPI 1991.0。波特率: 300, 600, 1200, 2400,4800, 9600, 19.2k, 38.4k, 57.6k與115.2k。
流程控制:無,Xon/Xoff。
連接器:DB-9 TXD/RXD/GND。
公共指標(biāo)
過量程指示:當(dāng)讀數(shù)>105%量程時(shí),顯示讀數(shù) “OVERFLOW”(超額)。對(duì)于 嚴(yán)重過量程情況,顯示 “OUT OF LIMIT”(超限)。
量程設(shè)置:自動(dòng)或手動(dòng)。
轉(zhuǎn)換時(shí)間:可選擇0.01PLC至10PLC。
輸入:250V峰值,直流至60Hz正弦波;對(duì)于mA量程,每分鐘值10s。
共模電壓(直流至60Hz正弦波):靜電計(jì),500V峰值;電壓源,750V峰值。
隔離(儀表公共端至底盤):>1010Ω,<>
輸入連接器:后面板包含3個(gè)三同軸電纜連接器。
2V模擬輸出:對(duì)滿量程輸入,為2V。在電壓模式下非反相,測(cè)量電流、電阻 或電荷時(shí)反相。輸出阻抗10kΩ。
峰值輸出:為電壓測(cè)量提供保護(hù)輸出。在電流和電荷模式下可以用作反相輸出 或外部反饋。
外部觸發(fā)器:TTL兼容的外部觸發(fā)器與靜電計(jì)。
保護(hù):切換至可用電壓保護(hù)。
數(shù)字I/O與觸發(fā)線路:可用,參見使用手冊(cè)。
EMC:符合歐盟指令89/336/EEC, EN 61326-1。
安全:符合歐盟指令73/23/EEC, EN 61010-1。
讀數(shù)存儲(chǔ):50,000。
讀數(shù)率:
至內(nèi)部緩存:425 讀數(shù)/秒1
至IEEE-488總線:400讀數(shù)/秒1,2
總線傳輸:3300讀數(shù)/秒2
1. 0.01PLC,數(shù)字濾波器關(guān)閉,前面板關(guān)閉,溫度+ RH關(guān)閉,線路同步關(guān)閉。
2.二進(jìn)制傳輸模式。
數(shù)字濾波器 :中值 和平均。
環(huán)境:工 作:0 ~ 50°C;相對(duì)濕度70%非冷凝,35°C。
存儲(chǔ):–25 ~ +65°C。
海拔:高出海 平面2000 m,符合EN 61010-1標(biāo)準(zhǔn)。
預(yù)熱:1小時(shí)至額定準(zhǔn)確度(關(guān)于推薦的程序,參見手冊(cè))。
電源:用戶可選擇100, 120, 220, 240VAC ±10%; 50/60Hz, 100VA值。
外形:箱體尺寸:90mm 高× 214mm 寬 × 369mm 長(zhǎng)(3? in. × 8? in.× 14? in .)。
工作尺寸:從殼體前面到后面(包括電源線和IEEE-488連接器):15.5 in。
凈重:5.4kg (11.8 lbs.)。
毛重:6.9kg (15.11 lbs.)。
6430亞fA程控源表集合了吉時(shí)利源表 和源測(cè)量單元(SMU)產(chǎn)品的電壓源和電流 源及測(cè)量功能,比靜電計(jì)靈敏度更高,噪 聲更低,輸入阻抗更高。這種的性能 是通過6430遠(yuǎn)端前置放大器實(shí)現(xiàn)的,它提 供非常靈敏的雙向放大器,用于測(cè)量或產(chǎn) 生被測(cè)試器件的電流。遠(yuǎn)端前置放大器輸 出的高電平信號(hào)通過一條2米長(zhǎng)的線纜發(fā) 送到控制主機(jī)上。這使得用戶可以直接, 或者近距離連接該信號(hào),減少線纜噪聲 的影響。
主要特點(diǎn):
0.4fA p-p (4E-16A)噪聲
遠(yuǎn)端前置放大器可以位于信號(hào)源處以減少線纜噪聲
電壓測(cè)量的輸入阻抗>1016Ω
高速——達(dá)2000讀數(shù)/秒
分辨率達(dá)6位半
快速元件特性分析,帶可編程數(shù)字I/O和接口
6430按照靜電計(jì)無法達(dá)到的速度測(cè)量 電壓、電流與電阻。它可以每秒讀取最多 2000源/測(cè)量讀數(shù),讀入內(nèi)部存儲(chǔ)器中。 可以測(cè)量快速小電流,100nA量程可響應(yīng) 短至5ms的信號(hào),較大量程可響應(yīng)幾百微 秒的信號(hào)。
6430的特點(diǎn)包括其優(yōu)秀的低電 流靈敏度和遠(yuǎn)端前置放大器,這通過避 免長(zhǎng)輸入線纜發(fā)揮了靈敏度的作用。遠(yuǎn) 端前置放大器是6430反饋測(cè)量系統(tǒng)的主 要部分,雖然通過長(zhǎng)達(dá)2米,帶載高電平 信號(hào)的連接線纜它能離開主機(jī)一段距離 但是它不能獨(dú)立于測(cè)量主機(jī)工作。
應(yīng)用
6430的功能使其同樣適于在測(cè)試實(shí) 驗(yàn)室的研究工作和復(fù)雜元件的評(píng)估,結(jié) 合其它源測(cè)量?jī)x器或SMU用于在較高電平 上進(jìn)行低電流、高電阻或高靈敏度的半 導(dǎo)體測(cè)量。6430的低噪聲和漂移性能也非 常適合高阻性納米線和其它高阻納米材 料的研究。
高速數(shù)據(jù)處理
6430能以超過2000個(gè)讀數(shù)/秒的速度 讀至其內(nèi)存緩沖器。IEEE-488總線輸出能 每秒發(fā)送達(dá)75個(gè)源/測(cè)量讀數(shù)至外部計(jì)算 機(jī)控制器,包括通過/失效指示。
6430能提供達(dá)2.2W的4象限源, 以及低至亞fA和微伏電平的測(cè)量 靈敏度。在高達(dá)20V,它能測(cè)量從 1pA量程(僅0.4fA峰峰值噪聲)至 100mA量程的電流??商峁?00mV至 200V的電壓范圍。電流和電壓量程 設(shè)置定義了源或阱電壓或電流的 值。
典型應(yīng)用:
半導(dǎo)體測(cè)量
基于FET元件中的柵 極漏電或溝道漏電會(huì)在 MOSFET、FET、模擬開關(guān)和許 多其它電路中產(chǎn)生誤差。通 過允許研究人員測(cè)量極低電 平的電流和電壓,6430能幫 助他們了解這些元件的設(shè)計(jì) 局限以及研究替代器件的結(jié) 構(gòu)或材料。
測(cè)量FET的柵極漏電和溝道電
SET研究
6430具有的優(yōu)秀低電流測(cè)量能力(<0.4fa峰峰值)使其對(duì)于單電子晶體管 (set)和量子點(diǎn)研究非常有用。使用類似于鎖定的技術(shù),6430能以1aa靈敏度測(cè)量="" 電流(10–18a="">0.4fa峰峰值)使其對(duì)于單電子晶體管>
測(cè)量行業(yè)的噪聲和漂移
下圖的數(shù)據(jù)表明6430在5小時(shí)期間內(nèi)穩(wěn)定性非常突出,而且短期的低噪聲性能 優(yōu)秀。使用6430的AUTOFILTER以5秒上升時(shí)間在1pA量程上實(shí)現(xiàn)微弱信號(hào)采集。插 圖中的細(xì)節(jié)是濾波信號(hào)的截圖,顯示了6430型在最開始的100秒期間的低噪聲性能 (僅200aA峰峰值)。在溫度變化約1°C的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下提取數(shù)據(jù),其中6430的IN/ OUT HI和SENSE引線接防護(hù)罩。
濃縮的測(cè)量指標(biāo)1
電壓測(cè)量準(zhǔn)確度(4線感測(cè))3
溫度系數(shù)(0°C~18°C & 28°C~40°C):±(0.15×規(guī)定的準(zhǔn)確度)/°C。附加的測(cè)量指標(biāo)
附加的測(cè)量指標(biāo)
輸出建立時(shí)間(典型值為最終值的10%):<><50ms,100pa>50ms,100pa><>
電流噪聲:在1分鐘間隔觀察時(shí),90%的間隔中峰峰值噪聲在400aA以內(nèi), 在使用Autofilter(5s 10% -90%的上升時(shí)間),使用三同軸連接器防護(hù) 罩,Autozero OFF、Source Delay=0,使用1pA量程至少3分鐘的條件下。
電流測(cè)量準(zhǔn)確度(2線或4線感測(cè))4
溫度系數(shù)(0°C-18°C & 28°C-40°C):±[(0.15×規(guī)定的準(zhǔn)確度)+1fA]/°C。
輸入電流:<><40%相對(duì)濕度;通常為±0.5fa>40%相對(duì)濕度;通常為±0.5fa><40%>40%>
電阻測(cè)量準(zhǔn)確度(4線感測(cè)帶遠(yuǎn)端前置放大器)
輸出電流模式,自動(dòng)電阻
溫度系數(shù)(0°C~18°C & 28°C~40°C):±(0.15×規(guī)定的準(zhǔn)確度)/°C。
輸出電流模式,手動(dòng)電阻:不確定度總和=電流輸出準(zhǔn)確度+電壓測(cè)量準(zhǔn)確度 (四線測(cè)量)。
輸出電壓模式:不確定度總和=電壓輸出準(zhǔn)確度+電流測(cè)量準(zhǔn)確度(四線測(cè) 量)。
6線電阻模式:可使用有源電阻防護(hù)和防護(hù)檢測(cè)(僅主機(jī)后面板)。防護(hù)輸出 電流值:50mA。準(zhǔn)確度取決于負(fù)載。查閱手冊(cè)獲取計(jì)算公式。
主機(jī)防護(hù)輸出電阻:0.1Ω,電阻模式。
注解:
1.速度=10PLC,Autofilter ON,正確歸零和穩(wěn)定。
2.輸出電流模式,I=0。
3.電壓測(cè)量準(zhǔn)確度不受遠(yuǎn)端前置放大器的影響。
4.電流測(cè)量準(zhǔn)確度不受遠(yuǎn)端前置放大器影響;然而,1pA~100nA量程僅當(dāng) 使用前置放大器時(shí)可用。
5.四線模式。
6.僅手動(dòng)電阻模式。
7.激活源回讀,失調(diào)補(bǔ)償開。源時(shí)延必須設(shè)置為使源穩(wěn)定才能讀數(shù)。
濃縮的系統(tǒng)速度
測(cè)量1
量程變化速度的值:75/s。
單讀數(shù)工作模式的讀速度(讀數(shù)/秒),在60Hz(50Hz)條件下:
濃縮的源指標(biāo)4
電壓設(shè)置準(zhǔn)確度(4線感測(cè))5
溫度系數(shù)(0°C~18°C & 28°C~40°C):±(0.15×規(guī)定的準(zhǔn)確度)/°C。
輸出功率:2.2W(4象限源或阱工作)。
源/阱極限:±21V@±105mA,±210V@±10.5mA。
電壓調(diào)整率:線路調(diào)整率:量程的0.01%。負(fù)載調(diào)整率:量程的0.01%+100μV。
噪聲10Hz~1MHz(峰峰值):10mV。
過壓保護(hù):用戶可選擇,5%公差。工廠缺省為None。
電流鉗制:雙極性電流極限(容限)設(shè)為一個(gè)值。量程的0.1%(最小值)。
電流設(shè)置準(zhǔn)確度(帶遠(yuǎn)端前置放大器)
溫度系數(shù)(0°C~18°C & 28°C~40°C):±(0.15×規(guī)定的準(zhǔn)確度)/°C。
輸出功率:2.2W(4象限源或阱工作)。
源/阱極限:±10.5mA@±210V,±105mA@±21V。
電流調(diào)整率:線路調(diào)整率:量程的0.01%。負(fù)載調(diào)整率:量程的0.01%+1fA。
電壓極限:雙極性電壓極限(容限)設(shè)為一個(gè)值。量程的0.1%(最小值)。
注解:
1.讀數(shù)速率可用于電壓或電流測(cè)量。關(guān)閉自穩(wěn)零,關(guān)閉自動(dòng)量程,關(guān) 閉濾波器,關(guān)閉顯示,觸發(fā)延時(shí)=0,源自動(dòng)清空,并且采用二進(jìn)制讀 數(shù)格式。
2.采用上限和數(shù)學(xué)下限進(jìn)行通過/失效測(cè)試。
3.包含測(cè)量之前重新設(shè)置源至新電平的時(shí)間。
4.對(duì)于阱模式,1pA~100mA量程,準(zhǔn)確度是±(0.15%+偏移*4)。
5.電壓源準(zhǔn)確度不受遠(yuǎn)端前置放大器的影響。
綜合說明
負(fù)載阻抗:穩(wěn)定至20000pF在100mA至100μA量程,470pF在10μA和1μA量 程,以及100pF在nA和pA量程。查閱用戶手冊(cè)獲取大電容性負(fù)載測(cè)量的 詳細(xì)說明。
共模電壓:±42VDC值。
共模隔離:>109Ω,<>
過量程:量程的105%,源和測(cè)量。
輸入/輸出與測(cè)量端子之間的壓降:5V。(為滿足規(guī)定的準(zhǔn)確度用4線測(cè) 量,請(qǐng)參閱用戶手冊(cè)。)
測(cè)試線電阻值:10Ω,對(duì)于額定準(zhǔn)確度。
測(cè)試輸入電阻:1MΩ。
主機(jī)防護(hù)偏置電壓:300μV,典型值。
前置放大器防護(hù)偏置電壓:1mV典型值。
前置放大器防護(hù)輸出電阻:110kΩ。
源輸出模式:固定直流電平,內(nèi)存列表(混合功能),階梯波掃描(線性和 對(duì)數(shù))。
源內(nèi)存列表:100點(diǎn)(值)。
內(nèi)存緩沖區(qū):5,000個(gè)讀數(shù)/秒@5位半(2個(gè)2,500點(diǎn)緩沖區(qū))。包括所選的測(cè) 量值和時(shí)間戳。鋰電池備份(電池壽命超過3年)。
數(shù)字接口:
安全互鎖:有源低電平輸入:
處理程序接口:測(cè)試開始,測(cè)試結(jié)束,3類比特。+5V@300mA電源。
數(shù)字I/O:1觸發(fā)輸入、4 TTL/繼電器驅(qū)動(dòng)輸出(33V@500mA阱、二極管鉗 位)。
可編程性:IEEE-488(SCPI-1995.0),RS-232,5種用戶定義的上電狀態(tài)加上 出廠缺省設(shè)置和*RST。
電源:100V~240V有效值,50Hz~60Hz(上電時(shí)自動(dòng)檢測(cè)),100VA值。
EMC:符合歐盟指令89/336/EEC EN 55011,EN 50082-1,EN 61000-3-2和 61000-3-3,F(xiàn)CC第15部分Class B。
安全性:符合歐盟指令73/23/EEC EN 61010-1。
振動(dòng):MIL-PRF-28800F,Class 3。
預(yù)熱時(shí)間:1小時(shí)達(dá)到額定準(zhǔn)確度。
規(guī)格:89mm高×213mm寬×370mm深(3 1/2 in×8 3/8 in×14 9/16 in)。
測(cè)試臺(tái)尺寸配置(帶手柄和支腳):104mm高×238mm寬×370mm深(4 1/8 in×9 3/8 in×14 9/16 in)。
放大器:20mm高×57mm寬×97mm深(0.783 in×2.225 in×3.75 in)。
重量:5.9公斤(13磅)。
工作環(huán)境:工作條件:0°~40°C,60%相對(duì)濕度(不凝結(jié))至35°C。在 35°~40°C范圍內(nèi),相對(duì)濕度降低5%/°C。存儲(chǔ)條件:–25°C~65°C,不凝 結(jié)的濕度。
超高電阻/超低電流測(cè)量的 Keithley 靜電計(jì)