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吉时利(Keithley)6430系列静电计

从三个敏感选项中选择,实现精确的高阻抗和低电流测量。5½ 位 6514 型和 6517B 型静电计提供 1fA 灵敏度,输入阻抗 >200TΩ 的电压测量,以及低至 10fC 的电荷测量。6½ 位 6430 型亚 fA 远程 SourceMeter SMU 仪器能够以 1aA 的灵敏度测量电流。其噪声低、偏差小,非常适用于研究单电子器件、高电阻纳米线和纳米管、聚合物以及电化学应用。6430
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产品功能与应用
品牌 吉时利(KEITHLEY) 型号 6430系列

特点:

超低噪声(6430为0.4fA p-p ,6517B和6514<1fA),高达1016 Ω的电阻测量 (6517B),远程预放大器可以位于信号源 (6430),低输入端压降,内置 ±1kV 电压源,提供扫描功能 (6517B),适用于测量试样材料的体积和表面电阻的选配8009型电阻率测试盒 (6517B),即使在低电平信号上也能实现高测量速度,可编程数字 I/O 和内置接口,

优势:

确保对设备和材料研究中常见的超低电流实现更精确的测量,精确测量超高电阻材料和绝缘体,允许直接或短暂连接到信号源,较大限度地减少电缆噪声等噪声源,消除影响低电流测量精度的误差,简化了执行泄漏、击穿和电阻测试,以及对高电阻率材料执行体积 (Ω-cm) 和表面电阻率 (Ω/square) 测量的过程,防止您接触潜在危险电压 — 打开测试盒盖子时自动关闭仪器的电压源,支持更快的低电平元器件测试,简化构建自动化元器件测试系统的过程。

430亚fA程控源表集合了吉时利源表 和源测量单元(SMU)产品的电压源和电流源及测量功能,比静电计灵敏度更高,噪声更低,输入阻抗更高。这种独特的性能是通过6430远端前置放大器实现的,它提供非常灵敏的双向放大器,用于测量或产生被测试器件的电流。远端前置放大器输出的高电平信号通过一条2米长的线缆发送到控制主机上。这使得用户可以直接, 或者近距离连接该信号,减少线缆噪声的影响。

主要特点:

  • 0.4fA p-p (4E-16A)噪声

  • 远端前置放大器可以位于信号源处以减少线缆噪声

  • 电压测量的输入阻抗>1016Ω

  • 高速——达2000读数/秒

  • 分辨率达6位半

  • 快速元件特性分析,带可编程数字I/O和接口

6430按照静电计无法达到的速度测量 电压、电流与电阻。它可以每秒读取最多2000源/测量读数,读入内部存储器中。可以测量快速小电流,100nA量程可响应短至5ms的信号,较大量程可响应几百微秒的信号。6430的独特特点包括其优秀的低电流灵敏度和远端前置放大器,这通过避免长输入线缆发挥了灵敏度的作用。远端前置放大器是6430反馈测量系统的主要部分,虽然通过长达2米,带载高电平信号的连接线缆它能离开主机一段距离但是它不能独立于测量主机工作。

应用

6430的功能使其同样适于在测试实验室的研究工作和复杂元件的评估,结合其它源测量仪器或SMU用于在较高电平上进行低电流、高电阻或高灵敏度的半导体测量。6430的低噪声和漂移性能也非常适合高阻性纳米线和其它高阻纳米材料的研究。

高速数据处理

6430能以超过2000个读数/秒的速度 读至其内存缓冲器。IEEE-488总线输出能每秒发送达75个源/测量读数至外部计算机控制器,包括通过/失效指示。


6430能提供达2.2W的4象限源, 以及低至亚fA和微伏电平的测量 灵敏度。在高达20V,它能测量从1pA量程(仅0.4fA峰峰值噪声)至100mA量程的电流。可提供200mV至200V的电压范围。电流和电压量程 设置定义了源或阱电压或电流的最大值。

典型应用:

半导体测量基于FET元件中的栅极漏电或沟道漏电会在 MOSFET、FET、模拟开关和许多其它电路中产生误差。通过允许研究人员测量极低电平的电流和电压,6430能帮助他们了解这些元件的设计 局限以及研究替代器件的结 构或材料。


测量FET的栅极漏电和沟道电

SET研究

6430具有的优秀低电流测量能力(<0.4fA峰峰值)使其对于单电子晶体管(SET)和量子点研究非常有用。使用类似于锁定的技术,6430能以1aA灵敏度测量 电流(10–18A=6电子/秒)。

低噪声和漂移

下图的数据表明6430在5小时期间内稳定性非常突出,而且短期的低噪声性能优秀。使用6430的AUTOFILTER以5秒上升时间在1pA量程上实现微弱信号采集。插图中的细节是滤波信号的截图,显示了6430型在最开始的100秒期间的低噪声性能 (仅200aA峰峰值)。在温度变化约1°C的实验室环境下提取数据,其中6430的IN/ OUT HI和SENSE引线接防护罩。







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6430说明书.pdf


浓缩的测量指标1

电压测量准确度(4线感测)3

温度系数(0°C~18°C & 28°C~40°C):±(0.15×规定的准确度)/°C。附加的测量指标

附加的测量指标

输出建立时间(典型值为最终值的10%):<2s,1pA和10pA量程;<50ms,100pA至10nA量程;<5ms,100nA至100mA量程。电流噪声:在1分钟间隔观察时,90%的间隔中峰峰值噪声在400aA以内,在使用Autofilter(5s 10% -90%的上升时间),使用三同轴连接器防护罩,Autozero OFF、Source Delay=0,使用1pA量程至少3分钟的条件下。

电流测量准确度(2线或4线感测)4

温度系数(0°C-18°C & 28°C-40°C):±[(0.15×规定的准确度)+1fA]/°C。
输入电流:<3fA@23°C,<40%相对湿度;通常为±0.5fA/°C在23°C左右,<40% 相对湿度。

电阻测量准确度(4线感测带远端前置放大器)

输出电流模式,自动电阻


温度系数(0°C~18°C & 28°C~40°C):±(0.15×规定的准确度)/°C。
输出电流模式,手动电阻:不确定度总和=电流输出准确度+电压测量准确度 (四线测量)。
输出电压模式:不确定度总和=电压输出准确度+电流测量准确度(四线测量)。
6线电阻模式:可使用有源电阻防护和防护检测(仅主机后面板)。防护输出电流最大值:50mA。准确度取决于负载。查阅手册获取计算公式。
主机防护输出电阻:0.1Ω,电阻模式。

注解:

1.速度=10PLC,Autofilter ON,正确归零和稳定。
2.输出电流模式,I=0。
3.电压测量准确度不受远端前置放大器的影响。
4.电流测量准确度不受远端前置放大器影响;然而,1pA~100nA量程仅当使用前置放大器时可用。
5.四线模式。
6.仅手动电阻模式。
7.激活源回读,失调补偿开。源时延必须设置为使源完全稳定才能读数。

浓缩的系统速度

测量1

量程变化速度的最大值:75/s。
单读数工作模式的读速度(读数/秒),在60Hz(50Hz)条件下:


浓缩的源指标4

电压设置准确度(4线感测)5

温度系数(0°C~18°C & 28°C~40°C):±(0.15×规定的准确度)/°C。
最大输出功率:2.2W(4象限源或阱工作)。
源/阱极限:±21V@±105mA,±210V@±10.5mA。
电压调整率:线路调整率:量程的0.01%。负载调整率:量程的0.01%+100μV。
噪声10Hz~1MHz(峰峰值):10mV。
过压保护:用户可选择,5%公差。工厂缺省为None。
电流钳制:双极性电流极限(容限)设为一个值。量程的0.1%(最小值)。

电流设置准确度(带远端前置放大器)



温度系数(0°C~18°C & 28°C~40°C):±(0.15×规定的准确度)/°C。
最大输出功率:2.2W(4象限源或阱工作)。
源/阱极限:±10.5mA@±210V,±105mA@±21V。
电流调整率:线路调整率:量程的0.01%。负载调整率:量程的0.01%+1fA。
电压极限:双极性电压极限(容限)设为一个值。量程的0.1%(最小值)。

注解:

1.读数速率可用于电压或电流测量。关闭自稳零,关闭自动量程,关闭滤波器,关闭显示,触发延时=0,源自动清空,并且采用二进制读数格式。
2.采用上限和数学下限进行通过/失效测试。
3.包含测量之前重新设置源至新电平的时间。
4.对于阱模式,1pA~100mA量程,准确度是±(0.15%+偏移*4)。
5.电压源准确度不受远端前置放大器的影响。

综合说明


负载阻抗:稳定至20000pF在100mA至100μA量程,470pF在10μA和1μA量程,以及100pF在nA和pA量程。查阅用户手册获取大电容性负载测量的详细说明。
共模电压:±42VDC最大值。
共模隔离:>109Ω,<1000pF。
过量程:量程的105%,源和测量。
输入/输出与测量端子之间的最大压降:5V。(为满足规定的准确度用4线测量,请参阅用户手册。)
测试线电阻最大值:10Ω,对于额定准确度。
测试输入电阻:1MΩ。
主机防护偏置电压:300μV,典型值。
前置放大器防护偏置电压:1mV典型值。
前置放大器防护输出电阻:110kΩ。
源输出模式:固定直流电平,内存列表(混合功能),阶梯波扫描(线性和对数)。
源内存列表:100点(最大值)。
内存缓冲区:5,000个读数/秒@5位半(2个2,500点缓冲区)。包括所选的测量值和时间戳。锂电池备份(电池寿命超过3年)。
数字接口:
安全互锁:有源低电平输入:
处理程序接口:测试开始,测试结束,3类比特。+5V@300mA电源。
数字I/O:1触发输入、4 TTL/继电器驱动输出(33V@500mA阱、二极管钳 位)。
可编程性:IEEE-488(SCPI-1995.0),RS-232,5种用户定义的上电状态加上出厂缺省设置和*RST。
电源:100V~240V有效值,50Hz~60Hz(上电时自动检测),100VA最大值。
EMC:符合欧盟指令89/336/EEC EN 55011,EN 50082-1,EN 61000-3-2和 61000-3-3,FCC第15部分Class B。
安全性:符合欧盟指令73/23/EEC EN 61010-1。
振动:MIL-PRF-28800F,Class 3。
预热时间:1小时达到额定准确度。
规格:89mm高×213mm宽×370mm深(3 1/2 in×8 3/8 in×14 9/16 in)。
测试台尺寸配置(带手柄和支脚):104mm高×238mm宽×370mm深(4 1/8 in×9 3/8 in×14 9/16 in)。
放大器:20mm高×57mm宽×97mm深(0.783 in×2.225 in×3.75 in)。
重量:5.9公斤(13磅)。
工作环境:工作条件:0°~40°C,60%相对湿度(不凝结)至35°C。在 35°~40°C范围内,相对湿度降低5%/°C。存储条件:–25°C~65°C,不凝结的湿度。

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