泰克Keithley 2650 系列高功率 SourceMeter® SMU 仪器

泰克Keithley 2650 系列高功率 SourceMeter® SMU 仪器

2650 系列大功率 SourceMeter SMU 仪器专为高电压/电流电子产品和功率半导体元件（例如二极管、FET 和 IGBT、高亮度 LED、直流至直流转换器、电池、太阳能电池及其他高功率材料、组件、模块和部件）的检定和测试而设计。 它们提供的功率、精度、速度、灵活性和易用性，可提高研发、生产测试和可靠性环境中的效率。 有两种仪器可用，提供高达 3000V 或高达 2000W 的脉冲电流功率。

大功率2651A 型数字源表进一步丰富了2600A 系列产品。该源表专门针对大功率电子器 件的特性分析和测试而优化设计，可帮助用户在研发、可靠性及生产领域提高生产力，包 括高亮度LED、功率半导体、DC/DC 转换器、电池，以及其他大功率材料、元件、模块 和组件的特性分析和测试。

与2600A 系列产品的每个成员一样，2651A 具有高灵活性、四象限电压和电流源/负载， 组合了精密电压和电流表。该源表可作为：

• 半导体特征分析仪
• 电压或电流波形发生器
• 电压或电流脉冲发生器
• 精密电源
• 真电流源
• 数字多用表(直流电压，直流电流，电阻和功率，分辨率达5½位)
• 精密电子负载

2651A 型可输出或吸入高达±40V 和50A。

主要特性：

• 源或阱：
- 2,000W脉冲功率(±40V，±50A);
- 200W直流功率(±10V@±20A、±20V@±10A、±40V@±5A)
• 方便地连接两个单元(串联或并联)形成±100A 或±80V 解决方案
• 1pA 分辨率，可精密测量极低的漏电流
• 1μs/点(1MHz)，连续18 位A/O 转换器，精确的瞬态特性分析
• 1%至99%脉冲占空比，适用于脉宽调制(PWM)驱动型器件和特殊驱动类型期间的激励
• 组合了精密电压源、电流源、数字多用表、任意波形发生器、电压或电流脉冲发生器及测量、电子负载及触发控制器——多功能一体的仪器
• 包括TSP®Express 特性分析软件、LabVIEW®驱动，以及吉时利的Test Script Builder(测试脚本编辑器)软件开关环境。

典型应用：

• 功率半导体、HBLED 和光器件特性分析和测试
• GaN、SIC 及其他复合材料和
器件的特性分析
• 半导体结温度特性分析
• 高速、高精度数字化
• 电迁移研究
• 大电流、大功率器件测试

两种测量模式：数字化或积分

2651A 型有两种测量模式可对瞬态和稳态行为进行精密地特性分析，包括快速变化的热 效应。每种模式均由其独立的模/数(A/D)转换器定义。

在数字化测量模式下，连续进行1μs/点采样，每秒可捕获1,000,000 个读数。其18 位 A/D 转换器使用户能够精密测量瞬态特性。对于更准确的测量，可利用基于22 位A/D 转 换器的积分测量模式。全部2600A 系列仪器均具有积分测量模式。

每种测量模式下使用两个A/D 转换器(一个 用于电流，另一个用于电压)，可同时运行 用于准确源读回，不会影响测试效率。

双数字化A/D 转换器以高达1μs/点速率进行连 续采样，同时对电流和电压波形进行特性分析。

高速脉冲

2651A 型能够准确输出和测量短至100μs 的脉冲，将测试期间的自热效应影响降至 。更大的控制灵活性使用户能够在 100μs 至DC 范围内编程脉宽，在1%至 99%范围内编程占空比。单台仪器可输出 高达50A 电流脉冲，两台组合可输出高达 100A 电流脉冲。

扩展能力

利用TSP-Link®，可将多台2651A 和其 他2600A 系列仪器组合在一起，形成最 多64 路通道的更大集成系统。利用内置 500ns 触发控制器，确保精密定时和严 格通道同步。源表仪器的隔离、独 立通道确保了真正的SMU-per-pin 测试。

吉时利的TSP 和TSP-Link 技术确保实现真 正的SMU-per-pin 测试，不存在基于主机系 统的功率和/或通道限制。

此外，两台2651A 型采用TSP-Link 并 联时，电流量程从50A 扩展至100A。 当两个单元串联时，电压范围从40V 扩 展至80V。内置智能特性使多个单元可 作为单台仪器进行寻址，简化了测试， 由此形成业内的动态范围(100A 至 1pA)。这种能力确保用户可测试各种各 样的功率半导体和其他器件。

高达50A (2 个单元可达100A)的精密测量确 保更完善和准确的特性分析。

1μV 测量分辨率和高达50A (2 个单元可达 100A)的电流源输出确保低电平Rds 测量，支 持新一代器件。

2600A 系列仪器的标准能力

每款2651A 均具备其他2600A 系列仪器 提供的全部特性和能力，包括：

• 既可作为台式I-V 特性分析工具，又可 作为多通道I-V 测试系统的组成部分。
• 无需编程或安装，TSP Express 软件 即可快速、简便地执行常见的I-V 测试。
• ACS 基本版软件，用于半导体元器件 特性分析(选件)。ACS 基本版软件现 在具备一种Trace 模式，用于产生一 套特性曲线。
• 吉时利的TSP®(测试脚本处理器)软件， 能够创建用户自定义测试脚本，实现 自动化程度更高的测试，并且支持创 建编程序列，使仪器在没有PC 直接控 制的情况下异步工作。
• 多台2600A 系列仪器连接在一个系统 中，实现并行测试和精密定时。
• 符合LXI class C 标准。
• 14 位I/O 线，与探针台、元件装卸装 置或其他自动化工具直接交互。
• USB 端口，利用USB 存储装置实现更 大的数据和程序存储空间。

简明技术指标

电压准确度

其他源技术指标

噪声(10Hz–20MHz)：<100mv 峰-峰值(典型=""><30mv rms="">
过冲：电压：<±(0.1% +="">
电流：<>
远端检测工作范围：
HI 和SENSE HI 之间的电压 = 3V。
LO 和SENSE LO 之间的电压 = 3V。
电压源输出建立时间：<50μs>
电流源输出建立时间：<80μs>
每路源引线的阻抗：阻抗受限于远端
检测工作范围的3V 压降。
电阻 = 3V/源电流值(A)。
3V = L di/dt。

其他测量技术指标

负载阻抗：
常规模式：10nF(典型值)，3μH(典型值)。
大电容模式：50μF(典型值)，3μH(典型值)。
测量输入阻抗：>10GΩ。
共模电压：250 VDC。
接触检查：内置。

功率技术指标

输出功率和源/阱限值：

电流和电压量程扩展：两台2651A 可通过串联或并联扩展某些应用下的工作量程和功率性能。请参见网站.cn 的应用指南。

>

有源负载操作：注意：当2651A 配合另一台系统源表仪器或其他任何有源负载工作时，需要将2651A 的输出关闭 模式设置为“OUTPUT_ACTIVE_LOAD”。更多详细信息请参考2651A 的参考手册。

脉冲技术指标

最小可编程脉宽：100μs。 脉宽编程分辨率：1μs。 从脉冲起点至关闭时间起点测得：

最小脉冲上升时间：

占空比：1%–99%

测量速度技术指标

扫描速率(操作/秒)，60Hz (50Hz)：

单次测量速率(操作/秒)，60Hz (50Hz)：

测量量程变化：143 μs
源量程变化：2.5 ms
源功能量程变化：1.0 ms

高速ADC 脉冲串测量速率：

触发和同步技术指标

触发：触发输入至触发输出：0.5μs，典型值。
同步：单或多节点同步源变化：<>

编程

测试脚本编辑器(TSB)：集成开发环境，用于创建、运行和管理TSP 脚本。
TSP Express(嵌入式)：无需编程或安装，即可快速、简便地执行常见的IV 测试。
其他软件接口：TSP Express(嵌入式)、Direct GPIB/VISA、Read/Write， 利用VB、VC/C++、VC#、LabVIEW、LabWindows/CVI 等读/写。

系统扩展

利用TSP-Link 扩展接口，使支持TSP 的仪器之间能够进行触发和通信。

通用技术指标

USB：USB 2.1 主机控制器，支持外部数据存储。
接触检查：1ms 最小测量时间；5%基本准确度。
PC 接口：IEEE-488.1 和.2；LXI Class C Ethernet；RS-232。
数字I/O 接口：输入/输出引脚：14 位 I/O。5.25V。
电源：100 V 至250 VAC，50 Hz – 60 Hz(自动检测)，550 VA
制冷：强制风冷。侧面和顶部吸入，后背板排出。
EMC：符合欧盟EMC 指令。
安全：UL 认证，符合UL61010-1:2004 标准符合欧盟低电压指令。
质保：1 年。
尺寸：89mm 高× 435mm 宽× 549mm 深(3.5 in × 17.1 in × 21.6 in)。台式配置(含把 手和支脚)：104mm 高× 483mm 宽× 620mm 深(4.1 in × 19 in × 24.4 in)
重量：9.98kg (22 lbs).
环境：室内使用。
校准周期：1 年。

2657A是一种高电压、高功率、低电流源测量单元（SMU），具有迄今为止的功率、 精度、速度、灵活性和易用性，能够大大提高研发、生产测试和可靠性环境的测试效 率。2657A是专门针对高压电子和功率半导体器件的特征分析与测试而设计的，例如 二极管、FET和IGBT，以及其它一些需要高电压、快速响应和精确测量电压和电流的元 件和材料。2657A是吉时利功率半导体特征分析和测试解决方案的2600A系列产品，具 有业界的功率和的低电流性能。这些用户可配置的解决方案采用了业界大的参数式特征分析软件平台，能够随着用户应用的发展进行升级。

2657A与其它2600A系列数字源表一样，具有高度灵活的四象限电压和电流源/负载， 并配置了精密电压和电流计。它可以用作：

• 半导体特征分析仪
• 电压或电流波形发生器
• 电压或电流脉冲发生器
• 支持电压和电流读回的精密电源
• 真电流源
• 数字万用表（DCV、DCI、欧姆 和六位半分辨率电源）
• 精密电子负载

2657A能够提供或吸收高达3000V@20mA或1500V@120mA的电源

主要特性：

• 提供或吸收高达180W的直流或脉冲电 源（±3000V@20mA，±1500V@120mA）
• 1fA低电流分辨率
• 用于高精度和高速瞬态捕获的双22位 精度ADC和每点双18位1μs数字转换器
• 易于与其它2600A数字源表进行系统集 成的全TSP®兼容能力
• 单台仪器内集成了精密电源、电流 源、DMM、任意波形发生器、电压或电 流脉冲发生器、电子18位负载和触发 控制器

• 内含TSP® Express特征分析软 件、LabVIEW ®驱动和吉时利的Test Script Builder软件开发环

典型应用：

• 功率半导体器件特征分析与测试
• GaN、SiC和其它一些复合材料与器件 的特征分析
• 高达3kV的击穿与漏流测试
• 亚毫秒瞬态特征分析

两种测量模式：数字式或积分式 利用2657A的两种测量模式，可以对器件的瞬态和稳态特性进行精确的特征分析，包括快 速改变热效应。每种模式是由其独立的模数（A/D）转换器决定的。

数字式测量模式能够实现高达1μs的采样速度。利用其双18位数字转换器能够同时捕获 电压和电流瞬态。在积分式测量模式下，利用其双22位积分式模数转换器能够实现更精 确的电压与电流测量。每种测量模式都使用两个A/D转换器，一个用于电流，另一个用于 电压，两个转换器同时工作可以实现精确的电源读回，且不影响测试产能。

双高速A/D转换器能够实现每点1μs的采样速度，支持电压和电流的全同时特征分析。

扩展功能

通过TSP-Link®技术，2657A能够与其它2600A系列仪器连接在一起，构成更大的具有 32个节点的集成式系统。内置的500ns触发控制器能够确保精确定时与紧密通道同步功 能。利用隔离且独立的数字源表通道可以进行真正的每pin脚SMU测试。

高功率器件测试夹具

8010高功率器件测试夹具能够为高达3000V或100A下带封装的高功率器件的测试提供安全和 方便的连接。8010提供的连接支持一个高压数字源表（2657A）、一个或两个高电流数字源表 （2651A）、三个低功率数字源表（其它2600A系列或4200-SCS SMU）。利用这一功能，就可以 安全而准确地对双端（二极管）、三端（晶体管）甚至四端或五端器件进行特征分析。8010具 有全互锁功能最多可支持六台数字源表。8010集成了保护电路，能够保护低压数字源表免受 2657A输出高压造成的器件故障。8010内含高电流（100A）和高电压（3000V）测试测试接口。还 有可选的各种备用测试接口，包括TO-247、TO-220、轴心线，以及可以构建自定义接口的一个 空接口模块。除了标准的香蕉跳线，8010还具有背板指示器和热探针端口，可简化系统集成。

2600A系列仪器的标准功能

2每台2657A都具有其它2600A系列数字源 表所具有的特性和功能：
• 使用灵活，可用作台式I-V特征 分析工具，也可以作为多通道I-V 测试系统的组成模块；
• TSP Express软件，无需编程或安 装其它软件即可快速而方便地执 行常用的I-V测试。
• 用于半导体元件特征分析的ACS Basic Edition软件（可选）。ACS Basic Edition现在提供了“Trace” 模式，可产生一套特征曲线。
• 吉时利的Test Script Processor (TSP)技术支持创建并运行自定义 的用户测试脚本，用于实现高速自 动化测试，以及创建使测试仪能够 在没有PC直接控制的情况下进行 异步操作的程序序列。
• 当系统中多台2600A系列仪器 连接在一起时，具有并行测试 执行和精确定时功能。 • 兼容LXI Class C。
• 14位数字I/O线，用于直接连接探针 台、元件机械手或其它自动化工具。
• USB端口，用于通过USB存储器保存额 外的数据和测试程序。

2657A主要技术指标1

电流精度指标4

1.对于0°到18°C以及28°到50°C的温度，精度下降 ±(0.15 × 精度指标) °C。

2. 对于NPLC设置<>

3.18位ADC。间隔1μs的1000个样本均值。

4.对于0°到18°C以及28°到50°C的温度，精度下降 ±(0.35 × 精度指标) °C

其它特性

典型电压源噪声：量程的0.005%。
典型电流源噪声：量程的0.08%。
典型电压源设置：<><>
典型电流源设置：<><>
相关指标如有改变恕不另行通知。

触发与同步指标

触发：TRIGGER IN到TRIGGER OUT：0.5µs，典型值。
同步：单节点或多节点同步源变化：<>

编程

TEST SCRIPT BUILDER: 用于编辑、运行和管理TSP脚本的集成式开发环境。
TSP EXPRESS （内嵌的）：无需编程或安装其它软件即可使用户快速而方便地执行常见I-V测试的工具。
软件接口：TSP EXPRESS（内嵌的）、DIRECT GPIB/VISA、支持VB的读/写、VC/C++、 VC#、LABVIEW、TESTPOINT、LABWINDOWS/CVI等。

系统扩展

支持TSP功能的仪器通过TSP-Link扩展接口可以相互触发和通信。如下图所示：

2657A能够提供或吸收高达3000V@20mA或1500V@120mA的电源

一般性指标

USB：USB 2.1主控制器，支持外部数据存储。
接触检查：± 50Ω
PC接口：IEEE-488.1和.2；LXI CLASS C以太网；RS-232。
数字I/O接口：输入/输出脚：14个漏极开路I/O位。5.25V。
电源：100V到250V交流，50HZ–60HZ（自动检测），功率550VA。
冷却：强迫风冷。侧面和顶部吸气，后部排气。
EMC：符合欧盟EMC指令。
安全性：ETL列出（待确认）。符合欧盟低压指令。
质保期：1年。
尺寸：高89mm × 宽435mm × 深549mm（3.5in × 17.1in × 21.6in）。测试台配置（带手柄和腿）：高104mm × 宽483mm × 深620mm（4.1in × 19in × 24.4in）。
重量：9.98KG（22lbs）。
使用环境：仅适合室内使用。
校准周期：一年。

泰克Keithley 2650 系列高功率 SourceMeter® SMU 仪器