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【技術大咖測試筆記系列】之六:曲線追蹤儀與I-V曲線追蹤儀軟件

2021-09-14
作者:泰克科技技術大咖 Joseph Gorley
來源:泰克科技

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    兩臺儀器放在一起,就是時代的見證。追溯歷史,泰克在1955年推出業內第一臺曲線追蹤儀,顯示真空管的特征曲線。此后,泰克發布了更加復雜、更加完善的曲線追蹤儀,用來測試晶體管、二極管和其他固態器件。

  曲線追蹤儀是一種基礎電子測試設備,通過分析半導體器件(如二極管、晶體管、晶閘管等)的特點,用來執行I-V曲線追蹤。它們通常用于器件可靠性應用中,如故障分析和參數表征。

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  泰克Type 576曲線追蹤儀于1969年問世,獲得業界廣泛認可。vintageTEK泰克古董博物館使用它在修復室里作維修。

  對經典曲線追蹤儀的需求

  不管是過去還是現在,這些早期型號在故障分析和教育應用中仍有很大需求。這些早期型號之所以流行,在一定程度上是因為現代曲線追蹤儀不能復現簡單的交互模型,包括“旋轉一個旋鈕”就能在屏幕上顯示曲線這樣簡單的用戶體驗。由于這些老式泰克曲線追蹤儀已經不再生產,所以持續保留下來的需求導致了強勁的二手傳統曲線追蹤儀市場,翻新的370Bs在網上拍出20,000美元以上的高價。

  對于喜歡繼續使用傳統曲線追蹤儀的實驗室,對精致古董儀器的依賴必然也給其帶來了一些障礙。考慮到可用舊儀器的成本,實驗室通常會在讓所有故障分析工程師共享一臺設備。老儀器想運行,需要采購和存儲舊的替換組件,而這將在有限的實驗室空間中占用相當大的空間。另外它們捕獲和分享數據也不容易。

  現代I-V曲線追蹤儀配置

  正是意識到市場對更接近經典泰克曲線追蹤儀的儀器需求,泰克和吉時利推出了兩種解決方案。第一種即Keithley PCT (參數曲線追蹤儀配置),也就是I-V曲線追蹤儀配置,包括表征工程師開發完整測試系統所需的一切功能。由于這些配置都是模塊化的,因此它們可以隨著時間升級,各個“積木式”儀器如源測量單元,可以在需要時單獨用于其他應用。盡管這些配置是最接近經典曲線追蹤儀的硬件等效產品,但它們的投資也相當大。根據實驗室的需求,現在出現了一種更簡單的解決方案。

  I-V曲線追蹤儀軟件

  吉時利最近推出I-V曲線追蹤儀軟件,允許故障分析工程師使用Keithley SourceMeter?源測量單元(SMU)運行原來經典曲線追蹤儀為兩端子器件完成的測試。由于SMU能夠在測量電壓和電流的同時提供電壓或電流,因此它的硬件質量與曲線追蹤儀相同。

  這種新推出的I-V曲線追蹤儀軟件采用2400系列圖形SMUs直觀的觸摸屏界面,為低功率兩端子器件重建曲線追蹤儀熟悉的用戶體驗。I-V曲線追蹤儀軟件利用其支持的SMU的全部功能,包括2461的雙高速數字化器,執行曲線示圖功能,支持AC極性和脈沖式DC以及標準DC極性。例如,這與576對映,其擁有+DC、-DC和AC極性,輸出可以是+電壓、-電壓或同時+和-電壓。

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  吉時利I-V追蹤儀軟件采用2400系列圖形SMU的觸摸屏界面,為低功率兩端子器件重建曲線追蹤儀熟悉的用戶體驗。

  經濟的I-V曲線示圖方式

  實驗室現在不用再匯聚資源共享過時的設備,而是可以為各個工程師配備自己的I-V曲線追蹤儀。吉時利SMUs便于攜帶,可以簡便地放到測試臺上,其與370B的尺寸對比在開篇圖片中即可一目了然,裝有Keithley I-V Tracer軟件的SMU的尺寸只是經典曲線追蹤儀的幾分之一。此外,用戶仍可以擁有吉時利SMU的所有源、接收和測量功能,只需點擊(或輕觸)幾下,就能實現曲線追蹤儀功能。用戶還可以簡便地導出曲線或截屏,無需再到網上淘換備件。

  吉時利I-V追蹤儀軟件與SMU相結合,提供了一種經濟的方式,既可以實現經典曲線追蹤儀的易用性,又沒有維護古董儀器帶來的負擔。

  I-V曲線追蹤儀軟件的應用

  在對半導體器件進行故障分析方面,I-V曲線追蹤儀非常流行,這在一定程度上因為它們提供了精密控制和直接結果。如果為器件提供的功率過多,可能會破壞直指故障根源的靈敏證據。I-V曲線追蹤儀直接控制輸出電平,仿真這一功能,允許故障分析(FA)工程師慢慢爬升到異常的I-V曲線,然后無縫深入其行為,源輸出上支持最低500 nV (或500 fA)分辨率。

  除故障分析外,曲線追蹤儀一直被視為工程教學的必備設備,因為它們非常簡單,學生可以把所學的知識直接應用到電氣設備中。I-V曲線追蹤儀軟件及SMU提供了同樣的優勢,學生可以獲得實時直接控制功能,可以實驗和鞏固各種電子器件知識。

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  如果想為應用找到適當的解決方案,請體驗我們的I-V曲線追蹤儀配置或進一步了解吉時利I-V曲線追蹤儀軟件 和圖形SMUs 。


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