高电流 SourceMeter® 源 测量单元(SMU)仪器

2461 数字源表 概述

Model 2461 高电流 SourceMeter? 源 测量单元 (SMU) 仪器把*的 Touch, Test, Invent 技术放到您的手中。它把创新的图形用户界面(GUI)与容性触摸屏技术结合在一起，使测试变得异常直观，帮助工程师和科学家学习更快速，工作更明智，创造更容易。Model 2461 融合10A/1000W脉冲电流和7A/100W DC 电流功能与双 18 位 1MS/s 模数转 换器，并经过专门优化，可以检定和 测试高功率材料、器件和模块，如碳 化硅 (SiC)、氮化镓 (GaN)、DC-DC 转换器、电路保护装置、太阳能电池和电池板、 高亮度 LED 和照明系统、电化学电池和蓄电池、等等。这些新功能与吉时利在高精 度、高准确度 SMU 仪器中的专业知识相结合，使得 Model 2461 将在未来几年内成 为实验室和机架中高电流提供应用和高速测量应用的“万能仪器"。

• 高电流 SourceMeter® 源 测量单元(SMU)仪器曲线分析仪和 I-V 特性分析系统

• 100V / 10A 脉冲功率 1000W

• 双 1MS/s 模数转换器，支持快速 采样测量

• 5 英寸高清容性触摸屏 GUI

• 0.012% DCV 准确度，6? 位分辨 率

• 源和阱 (4 象限 ) 操作

• 4 种“Quickset"模式，支持快速 设置和测量

• 上下文相关帮助功能

• 前面板输入香蕉插孔；后面板平衡 螺钉连接

• SCPI和测试脚本处理程序(TSP?) 编程模式

• 前面板 USB 2.0 存储 I/O 端口， 用来传送数据、测试脚本或测试配置

高电流 SourceMeter® 源 测量单元(SMU)仪器学习更快速，工作更智能，创造更容易
 Model 2461采用5英寸全彩高清触摸屏，支持直观操作，帮助操作人员迅速熟悉 仪器，优化整体速度和生 产效率。简单的基于图 标的菜单结构使配置测试 所需的步骤数量减少达 50%，消除了软键仪器上 一般使用的烦琐的多层菜 单结构。内部上下文相关 帮助操作直观，尽量减少翻阅单独手册的需求。 这些特点与Model 2461的多功能相结合，简化了基本测量和高级测 量应用中的操作，易于使用。
     
 Model 2461 主屏使得测试异常直观，帮助新用户把学习周期缩短。

     
 SMU基于图标的图形菜单结构帮助新用户迅速地、自信地配 置测试。

内置双 1MS/s 模数转换器，捕获待测器件特性
 凭借 Model 2461 的数字化功能，捕获和显示待测器件操作、波形和瞬态波形变得 异常简便。两个内置 1MS/s、18 位模数转换器可以同时采集电压波形和电流波形， 而不需使用单独的仪器。数字化功能采用的 DC 电压和电流量程与标准模数转换器 相同。此外，电压数字化功能采用相同的 DC 电压 10GW 输入阻抗，明显降低了被 测器件 (DUT) 上的负载。

     
 高速数字化功能可以同时捕获和显示电压测量和电流测量

全内置 SMU 仪器
 作为吉时利第四代源表 SMU 的成员，Model 2461 继承和发扬原 Series 2400 源表 SMU 仪器经过验证的功能，如 Model 2420、2425、2430 和 2440。SMU 仪器提 供了高度灵活的四象限电压和电流源 / 负载以及精密电压和电流测量功能。这种全 内部仪器提供了下述仪器的功能：

• 精密电源，带有电压和电流读数功能

• 真实电流源

• 数字万用表(DCV、DCI、阻抗和功率，6-1/2 分辨率 )

• 精密电子负载

• 脉冲发生器

• 触发控制器

  
  

Model 2461 与原来的 Model 2420、2425、2430、2440 对比

   
2461 功率包络

简便易用，远不止是触摸屏
 除了 5 英寸彩色触摸屏外，2461 图形源表前面板提供了多种功能，增强了速度、界面友好性和学习能力，包括一个 USB 2.0 存储 I/O 端口、一个 HELP 帮助键、一个旋转导航 / 控制旋钮、一个前 / 后输入选择装置按钮以及多个用于基本台式应用的香 蕉插座。USB 2.0 存储端口简化了存储测试结果和仪器配置、把测试脚本上传到仪器中以及安装系统升级程序的工作。所有前 面板按钮都带有背灯，增强了低亮度环境中的可视能力。

 四种“Quickset"模式简化了仪器设置。只需轻轻触击，就可以迅速把仪器配置成各种工作模式，而不需为这种操作间接配置仪器。

   
 Model 2461 的高清容性触摸屏和前面板控件使操作非常直观，即使对新用户也不例外。

     
 Model 2461 后面板连接为保持信号完整性和加快系统设置而优化。

完善的内置连接功能
 后面板提供了输入连接器、远程控制接口(GPIB、USB 2.0 和 LXI/ 以太网 )、D-sub 9 针数字 I/O 端口 ( 用于内部 / 外部 触发信号和处理装置控制)、仪器互锁控制和TSP-Link?插座， 可以简便地配置多个仪器测试解决方案，而不需要购买额外 的适配器附件。把原始数据转换成信息，全图形绘图窗口把原始数据转换为有用信息，并立即显示， 如半导体I-V曲线和数字化波形。触摸屏界面支持简单的“推 拉缩放"功能，可以简便地观察、交互和考察测量数据。通 过使用内置图表光标，您无需PC就可以立即分析数据。所 有图形屏幕都可以保存到 U 盘，包含在报告或日志中。通过 使用图形 SMU 的 Sheet 视图，还可 以以表格方式显示测试数据。仪器 支持把数据导出到电子表格中，进 一步进行分析，明显改善科研、平 台测试、器件质检和调试的生产效 率。高性能与高度易用性相结合， 可以以的方式查看测试结果。多种内置功能如实时图表、绘图、类似示波器的光标及用于导出的数据显示电子表格，可以简便地 把测试结果转换成有用信息。

典型应用
 特别适合对当前现代电子和器件执 行电流/电压(I-V)检定和功能测 试，包括：

• 功率半导体和材料

• SiC，GaN

• IGBTs，功率 MOSFETs

• HBLED

• 晶闸管

• 功率管理保护装置

• 电信功率管理芯片组

• DC-DC 转换器

• 金属氧化物可变电阻器(MOV)， 瞬态电压抑制器 (TVS)

• 电化学

• 电流循环

• 循环伏安法

• 电淀积

 Model 2461 采用吉时利 TriggerFlow 触发系统，用户可以控 制仪器执行。TriggerFlow 对话框的创建方式在很大程度上与 流程图开发方式一致，都采用了四个基础构件类型：

• 等待 - 等待事件发生后继续执行流程

• 分支 - 在满足条件时执行分支

• 操作 - 在仪器中发起操作，如测量、供电、延迟、设置数 字 I/O、等等

• 通知 - 通知其他设备发生了事件

可以从前面板或通过发送远程命令，综合使用这些构件创 建 TriggerFlow 模型。通过 TriggerFlow 系统，用户可以使 用最多 255 个模块构建从异常简单到异常复杂的触发模型。 Model 2461 还包括基本触发功能，如直接触发、定时器触发 和手动触发。
     
 TriggerFlow 构件可以创建从异常简单到异常复杂的各种触发模型

接触检查功能
 接触检查功能可以在开始自动测试序列前，迅速简便地检验 连接是否正确，消除与接触疲劳、中断、杂质、连接松开或 断开、中继器故障等有关的测量误差和误判。其中部分功能 包括：

• <100μs 检验和通知处理时间

• 3 种测试通过 / 失败阈值: 2Ω, 15Ω和50Ω

• 通过 GPIB、USB 或以太网 (LXI) 接口远程实现

系统集成度和编程灵活性
 在Model 2461配置成多通道I-V测试系统时，其嵌入式测 试脚本处理程序 (TSP?) 可以运行测试脚本，因此用户可以用 明显更少的开发时间创建强大的测量应用。TSP 技术还提供 了通道扩展功能，而无需主机。吉时利 TSP-Link? 通道扩展 总线采用100 Base T以太网电缆，可以按主从配置连接多 台图形源表 SMUs (Model 2450, 2460, 2461) 及其他 TSP 仪 器，如吉时利 Model DMM7510 7-1/2 位图形采样万用表、 Series 2600B 系统源表 SMU 仪器和 Series 3700A 交换机 / 多表系统，并作为一个综合系统操作。TSP-Link 扩展总线每 个GPIB或IP地址支持最多32台仪器，可以简便地实现系 统扩容，满足应用的特定要求。Model 2461 还包括 SCPI 编 程模式，可以全面利用仪器的所有功能。

并行测试功能
 Model 2461中的TSP技术支持并行测试多个器件，满足器 件科研、高级半导体实验室应用、甚至高吞吐量生产测试的 需求。这种并行测试功能允许系统中每台仪器运行自己的整 个测试序列，创建*多线程的测试环境。图形化源表上可 以并行运行的测试线程数量与系统中的仪器数量一致。

免费仪器控制启动软件
 KickStart 仪器控制 / 启动软件适用于 Model 2461，用户无需编程，就可以在几分 钟内开始获取测量数据。在大多数情况下，用户只需进行某些快速测量，就可以绘 制数据图表，把数据存储到磁盘中，以后在 Excel 等软件环境中进行分析。KickStart 提供了：

• 仪器配置控制功能，执行 I-V 特性分析

• 原生 X-Y 图表、卷动和缩放功能

• 数据的电子表格 / 表格视图

• 保存和导出数据，进一步进行分析

• 保存测试设置

• 图表截屏

• 测试注释

• 发送和接收数据的命令行对话框

• HTML 帮助

• GPIB、USB 2.0、以太网一致性测试

 通过 KickStart 启动软件，用户可以在几分钟内获得测量数据随时可以使用的仪器驱动程序，简化编程工作。

2461 数字源表 技术数据

电压指标 1, 2

分辨率

测量输入电阻：>10GW，所有量程。

温度系数：±(0.10 × 准确度指标 )/℃，0° ~ 18℃和 28° ~ 50℃。

电流指标 1, 2, 6

输入端压降 8：<100mV，所有量程。

温度系数：±(0.10 × 准确度指标 )/℃，0° ~ 18℃和 28° ~ 5℃。

1. 速度 = 1 PLC。
 2. 所有指标均为输出打开时有保障的指标。
 3. 在正确清零时，准确度适用于 2 线和 4 线模式。
 4. 6.5 位测量分辨率。模数转换器的分辨率受到噪声限制。
 5. 18 位 ADC。1ms 间隔平均获得 1000 个样点。内部温度在 ±5℃以内，ACAL 一周。
 6. 在使用 Model 2461 的 Model 2460-KIT 螺丝端子附件时有保障的准确度指标。
 7. 10A 量程 DC 指标最高适用于 7.35A。>7.35A 的操作只适用于脉冲模式。适用于脉冲宽度和占空比极限。如需进一步了解脉冲操作，请参阅脉冲指标和典型脉冲性能部分。
 8. 4 线模式。

电阻测量准确度 ( 本地或远程传感 ) 9, 10, 11

提供电流、测量电阻模式：总不确定度 = 电流 提供准确度 + 电压测量准确度 (4 线远程传 感 )。

温度系数 (0° -18℃和 28° -50℃ )：±(0.10 × 精度指标 )/℃。

9. 速度 = 1 PLC。
 10. 所有指标均为输出打开时有保障的指标。
 11. 在正确清零时，准确度适用于 2 线和 4 线模式。
 12. 6.5 位测量分辨率。
 13. 启用供电读数功能。偏置补偿打开。
 14. 仅提供电流、测量电阻或提供电压、测量电阻

其他脉冲模式输出指标

最小可编程脉冲宽度：150ms。
 注：稳定和 / 或测量时间可能 会长于 150ms。
 最大扩展范围脉冲宽度：7A 及以下量程为 2.5ms，10A 量程 为 1ms。
 最大 DC 脉冲宽度：10,000 秒。
 脉冲宽度编程分辨率：可变，受到脉冲宽度和脉冲宽度抖动 限制。
 脉冲宽度抖动：<(50ms + 脉冲宽度的 10%)，典型值， Acquire Readings = OFF。
 最大脉冲占空比：20V及以下量程为10%，100V量程为5%。

典型脉冲性能 ( 最佳固定量程，4W 连接 )

接触检查

接触检查速度：检验和通知<100ms

最大分辨率 : 18 位。

模数转换器特点

提供的测量功能：电压测量，电流测量，同时测量电压和电流， 电阻测量，功率测量。
 采样率 15：可编程，1000~1M 样点 / 秒。
 易失性采样存储器，带时间标记：27.5 M。
 最小记录时间：1ms。
 时间标记分辨率：标准或全存储模式1ns，紧凑存储模式 1ms。
 最大记录长度：5 M。
 量程选择：模数转换器测量要求固定量程。
 测量稳定时间：取决于量程和负载。
 对10mA及以下电流范围， 准确度受到稳定时间限制。

补充特点

最大输出功率：1050W 脉冲，105W DC，四象限供电和接 收操作。
 过量程：量程的 105%，供电和测量。 稳定：电压：工频：量程的 0.01%。
 负载：量程的 0.01% + 100mV。 电流：工频：量程的 0.01%。
 负载：量程的 0.01% + 100pA。
 供电极限： 电压源电流极限：双极电流极限用一个值设置，为量程 的 10%。
 电流源电压极限：双极电压极限用一个值设置，为量程 的 10%。
 V/I极限准确度：在基本指标中增加读数的 0.3% 和 ± 读数 的 0.02%。
 过冲： 电压供电：<0.1% 典型值。
步长 = 满刻度，阻性负载，20V 量程，10mA 电流极限 )。
 电流供电：<0.1% 典型值。
步长 = 1mA 步进，阻性负载 = 10kW，20V 量程 )
 量程变化过冲：过冲到全阻性 100kW 负载，10Hz ~ 20MHz 带宽，相邻量程：<250mV 典型值。
输出稳定时间：要求时间达到最终值的0.1%以内：20 V量程， 100 mA 电流极限：<200ms 典型值。
最大转换速率 : 1V/ms，100V 量程， 100mA 极限，20kW 负 载(典型值)。
 0.6V/ms，20V量程，100mA极限，20kW负载(典 型值 )。
 过压保护：用户可以选择值，5% ±0.5V 容限。
 出厂默认值 为“none“( 无 )。
 电压供电噪声：10Hz ~ 20MHz (RMS)：<4.5mV 典型值，阻 性负载。
共模电压：250V DC。
 共模隔离度：>1GW，<1000pF。 噪声抑制 ( 典型值 )：

负载阻抗 : 普通模式：

20nF 典型值。
 高电容模式：稳定到50μF典型值。
 高电容模式适用于 ≥ 100μA 量程。
 Force 端与 Sense 端之间最大电压：5V。
 输出线上压降：1V。
 最大线上电阻：对额定准确度为 1MW。
 Sense 输入阻抗：>10GW。
 保护偏置电压：<300mV 典型值。

系统测量速度16

60Hz (50Hz)、脚本 (TSP?) 编程的读取速率（每秒读数）。

模数转换，典型值

SCPI 编程，缓冲器为紧凑式

60Hz (50Hz)、SCPI 编程的读取速率（每秒读数）

16. 读取速率适用于电压或电流测量、自动清零关、自动量程关、滤波关、二进制读数格式和供电读数关

整体特点 ( 除另外指明外，均为默认模式 )

出厂默认标准开机：SCPI 模式。
 源输出模式：固定DC电平，存储/配置列表(混合功能)，扫描(线 性和对数 )，扫描 ( 双线性和双对数 )。
 存储缓冲器：>2 M读数，用户可以调节。
 包括选定实测值和时间 标记。
 实时时钟：锂电池备份 (3 年 + 电池寿命 )。
 远程接口： GPIB：IEEE-488.2。
 USB 设备 ( 后面板，B 型 )：2.0 全速 USBTMC。
 USB 设备 ( 前面板，A 型 )：USB 2.0，支持 U 盘。
 以太网 : RJ-45 (10/100BT)。
 数字 I/O 接口： 线路：6 个输入 / 输出，用户自定义。
 用于数字 I/O 或触发。 连接器：9 针插孔 D。
 输入信号电平：0.7V ( 最大逻辑值低 )，3.7V ( 最小逻辑值高 )。
 输入电压极限：-0.25V (绝对最小值)，+5.25V (绝对最大值)。
 最大供电电流：+2.0mA @ >2.7V ( 每针 )。
 最大接收电流：-50mA @ 0.7V ( 每针，固态保险保护 )。
 5V 电源引脚：限于 500mA @ >4V ( 固态保险保护 )。
 处理器接口：测试开始，测试结束，4 种分类位。
 编程能力：SCPI 或 TSP 命令集。
 TSP 模式：可以从任何主机接口访问嵌入式测试脚本处理程序 (TSP)。
 IP 配置：静态或 DHCP。
 扩展接口：TSP-Link扩展接口使支持TSP的仪器能够触发及相互 通信。
 源输出模式：固定DC电平，存储/配置列表(混合功能)，扫描(线 性和对数 )，扫描 ( 双线性和双对数 )。
 存储缓冲器：>2 M读数，用户可以调节。
 包括选定实测值和时间 标记。
 实时时钟：锂电池备份 (3 年 + 电池寿命 )。
 远程接口： GPIB：IEEE-488.2。
 USB 设备 ( 后面板，B 型 )：2.0 全速 USBTMC。
 USB 设备 ( 前面板，A 型 )：USB 2.0，支持 U 盘。
 以太网 : RJ-45 (10/100BT)。
 数字 I/O 接口： 线路：6 个输入 / 输出，用户自定义。
 用于数字 I/O 或触发。 连接器：9 针插孔 D。
 输入信号电平：0.7V ( 最大逻辑值低 )，3.7V ( 最小逻辑值高 )。
 输入电压极限：-0.25V (绝对最小值)，+5.25V (绝对最大值)。
 最大供电电流：+2.0mA @ >2.7V ( 每针 )。
 最大接收电流：-50mA @ 0.7V ( 每针，固态保险保护 )。
 5V 电源引脚：限于 500mA @ >4V ( 固态保险保护 )。
 处理器接口：测试开始，测试结束，4 种分类位。
 编程能力：SCPI 或 TSP 命令集。
 TSP 模式：可以从任何主机接口访问嵌入式测试脚本处理程序 (TSP)。 IP 配置：静态或 DHCP。
 扩展接口：TSP-Link扩展接口使支持TSP的仪器能够触发及相互 通信。
 LXI 标准：1.4 LXI Core 2011。
 显示器：5 英寸容性触摸屏彩色 TFT WVGA (800×480)，带有 LED 背灯。
 输入信号连接：前面：香蕉。
 后面：螺丝端子。 互锁：有源高输入。
 冷却：强制通风，变速。
 过热保护：内部传感到温度过载时会把仪器置于待机模式。
 电源：100V ~ 240V RMS，50-60Hz ( 开机自检 )。
 VA 额定值：最大 350 VA。
 高度：最高海拔 2000 米 (6562 英尺 )。
 EMC：满足欧盟 EMC 指令。
 安全：满足 CE 和 NRTL 的 UL61010-1 和 UL61010-2-30 清单。
 满足欧盟低压指令。
 振动：MIL-PRF-28800F Class 3 随机振动。
 预热：预热一小时达到额定准确度。
 外观尺寸： 含把手和保险杠时：106mm 高 × 255mm 宽 × 425mm 深 (4.18 英寸 × 10.05 英寸 × 16.75 英寸 )。
 不含把手和保险杠时：88mm 高 × 213mm 宽 × 397mm 深 (3.46 英寸 × 8.39 英寸 × 15.63 英寸 )。
 重量：含保险杠和把手时：4.75 公斤 (10.5 磅 )。
 不含保险杠和把手时：4.55 公斤 (10.0 磅 )。
 环境：工作时：0°-50℃, 70%相对湿度，最高35℃。
 相对湿度 额定值每℃下降3%，35°-50℃，无冷凝。
 贮存时：-25℃- 65℃。