泰克Keithley SMU 2400 图形系列 SourceMeter仪器具有溯源、测量、绘图和分析功能触手可及 Keithley 的创新图形源测量单元仪器可直观使用及最大限度降低仪器学习曲线。 这些触摸屏仪器可应对低至高功率应用，例如检定新高级材料、现代半导体、电化学电池、电池、电源管理与电路保护装置、太阳能电池、高亮度 LED 等。 源和测量功能的范围为 10A 脉冲至 10fA，以及从 200V 至 10nV。 对于超出该范围的选择，或对于双通道 SMU 仪器，请考虑 2600B 或 2650 系列 SMU 仪器。

　　泰克Keithley 2400系列SourceMeter®(源测量单元，SMU)仪器是集高精度电源、电流源、电压源、电子负载和测量功能于一体的多功能设备，广泛应用于半导体、材料科学、新能源等领域的精密测试。其核心优势在于四象限输出能力(可同时输出/吸收电流和电压)和高精度测量(低至pA级电流和μV级电压分辨率)，以下是其主要测试用途及典型应用场景：

　　一、核心测试功能

　　四象限工作模式

　　象限Ⅰ(+V, +I)：作为电源输出正向电压和电流(如为器件供电)。

　　象限Ⅱ(+V, -I)：吸收电流(如测试电池充电/放电特性)。

　　象限Ⅲ(-V, -I)：输出负电压并吸收电流(如反向偏置测试)。

　　象限Ⅳ(-V, +I)：负电压下输出电流(如测试双向器件)。

　　关键参数测量

　　电压范围：±200V(型号2400)至±1000V(扩展型号)。

　　电流范围：±1A(2400)至±10A(大电流型号)。

　　分辨率：电压可达0.1μV，电流低至10fA(部分型号)。

　　二、典型测试用途

　　1. 半导体器件特性分析

　　二极管/晶体管IV曲线：

　　自动扫描正向/反向偏置电压，绘制IV曲线，提取阈值电压、漏电流、击穿电压等参数。

　　案例：测试SiC MOSFET的导通电阻(Rds(on))和反向恢复特性。

　　光电二极管/太阳能电池效率：

　　模拟光照条件(输出电流源)，测量光电流-电压特性(Isc, Voc, FF, 转换效率)。

　　存储器单元读写特性：

　　施加编程/擦除脉冲电压，测试阻变存储器(RRAM)的电阻切换特性。

　　2. 材料电阻率与霍尔效应测试

　　四探针法电阻率测量：

　　通过恒流源输出电流，测量材料电压降，计算薄层电阻(Rsq)和体电阻率。

　　霍尔效应分析：

　　在磁场中施加电流，测量霍尔电压，计算载流子浓度和迁移率。

　　3. 纳米器件与低功耗器件测试

　　纳米线/二维材料电学特性：

　　测量超低电流(pA~nA级)，分析量子点、石墨烯器件的输运特性。

　　IoT传感器功耗分析：

　　模拟电池供电，记录休眠/工作模式下的微安级电流瞬态，优化功耗设计。

　　4. 电池与能源器件测试

　　充放电循环测试：

　　作为可编程电子负载，模拟恒流充电(CC)、恒压充电(CV)及放电过程，记录容量衰减。

　　燃料电池极化曲线：

　　扫描电流密度，测量电压输出，评估催化剂性能。

　　5. 自动化生产测试(ATE)

　　晶圆级参数测试：

　　集成探针台，批量测试芯片的DC参数(如阈值电压、漏电流)。

　　功率模块静态参数测试：

　　快速测量IGBT的Vce(sat)、栅极电荷(Qg)等，满足产线高吞吐需求。

　　6. 可靠性测试与失效分析

　　TDDB(时间依赖性介电击穿)：

　　施加恒定电压，监测漏电流随时间变化，评估氧化层寿命。

　　HCI(热载流子注入)效应：

　　在高电场下测试晶体管参数漂移，预测器件可靠性。

　　三、独特优势与功能扩展

　　高精度与低噪声

　　采用Guard技术减少漏电流，支持远程Sense补偿线损，确保微弱信号测量准确性。

　　脉冲模式测试

　　支持μs级脉冲输出，避免自热效应影响器件特性(如LED瞬态效率测试)。

　　集成自动化与多通道控制

　　通过GPIB、LAN、USB接口与LabVIEW、Python等软件交互，支持多台SMU级联构建多通道测试系统。

　　案例：8通道SMU系统并行测试OLED像素单元均匀性。

　　安全与保护功能

　　过压/过流/过温保护，防止被测器件(DUT)损坏，特别适用于高价值样品测试。

　　四、典型型号对比与选型建议

　　选型指南：

　　常规半导体测试：2400系列性价比高，覆盖多数中压/中流需求。

　　高压/高阻测试：选择2410或2461(最高1100V)。

　　科研与精密测量：2450系列配备触摸屏，支持交互式IV曲线绘制。

　　五、行业应用案例

　　半导体Fab实验室：

　　使用2450测试FinFET器件的亚阈值斜率(Subthreshold Swing)，优化栅极介电层设计。

　　新能源研究院：

　　多台2400级联测试钙钛矿太阳能电池模块的串联电阻匹配。

　　汽车电子产线：

　　集成SMU到ATE系统，快速测试车规级MCU的I/O端口漏电流。

　　Keithley 2400系列SMU凭借其多功能、高精度和灵活的自动化能力，成为从研发到量产的关键测试工具。用户需根据被测器件的电压/电流范围、精度要求及测试场景(静态/瞬态)选择合适型号，并搭配探针台、温控系统等外围设备构建完整解决方案。

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