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。 它们提供前所未有的功率、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100%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 最低。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 100%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。源表仪器的完全隔离、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， 由此形成业内最佳的动态范围(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 值)，<30mV RMS (典型值)。
过冲：电压：<±(0.1% + 10mV)(典型值)。
电流：<±0.1%(典型值)。
远端检测工作范围：
HI 和SENSE HI 之间的最大电压 = 3V。
LO 和SENSE LO 之间的最大电压 = 3V。
电压源输出建立时间：<50μs 最佳量程。
电流源输出建立时间：<80μs 最佳量程。
每路源引线的最大阻抗：最大阻抗受限于远端
检测工作范围的3V 压降。
最大电阻 = 3V/源电流值(A)。
3V = L di/dt。

其他测量技术指标

最大负载阻抗：
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

最大输出功率和源/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www.tek.com.cn 的应用指南。

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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%–100%

测量速度技术指标

最大扫描速率(操作/秒)，60Hz (50Hz)：

最大单次测量速率(操作/秒)，60Hz (50Hz)：

最大测量量程变化：143 μs
最大源量程变化：2.5 ms
最大源功能量程变化：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：<0.5μs，典型值。

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。最大5.25V。
电源：100 V 至250 VAC，50 Hz – 60 Hz(自动检测)，最大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：仅限室内使用。
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），具有迄今为止最高的功率、 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 有业界最高的功率和最佳的低电流性能。这些用户可配置的解决方案采用了业界最 强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转换器能够实现最快每点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，构成更大的具有最高 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。利用完全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<1因增加了误差项而降低了精度指标。对于阻性负载使用下表适当增加量程项的百分比。

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：<1ms到200V，<7ms到3000V。
典型电流源设置：<5ms到120MA，<200ms到1µA。
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：<0.5μs，典型值。

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。最大5.25V。
电源：100V到250V交流，50HZ–60HZ（自动检测），最大功率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