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维修吉时利 2400新款 数字源表

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产品参数

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深圳市 -- 否 不保修
更新日期:2026-07-14
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常见故障

品牌与产品背景

Keithley(吉时利,现归属泰克 Tektronix)2400 是经典单通道 20W 四象限精密源测量单元(SMU),行业通用简称数字源表,集精密直流源 + 6.5 位高精度万用表五合一功能,专为半导体器件、光电器件、无源元件 IV 特性表征开发,是实验室研发、元器件产线分选、新材料电学测试标杆机型。

同系列细分:标准 2400(200V/1A/20W)、2400-C 带接触检测、2400-LV 低压版 20V 量程。

. 设备分类(填表标准口径)

  1. 独立完整有源台式精密测量整机,市电供电,内置四象限驱动电路、超低噪声基准、6.5 位 ADC、四线感应测量、程控通讯模块,无需搭配电源、万用表即可独立完成激励 + 同步采集;
  2. 不属于测试模块、探头附件、无源器件;单通道一体化源测设备,可对接探针台、自动化测试系统;
  3. 支持 SCPI 标准远程程控,兼容 LabVIEW、Tcl、Python 二次开发。

二、整机硬件结构、面板与接口

1. 机身与操作面板

半机架台式金属机身,真空荧光双行显示屏,同时显示激励源数值 + 实时测量读数;面板分区:电源开关、输出通断按键、功能模式按键、量程切换、扫描设置、比较器分选按键、编码调节旋钮;配备前置便携提手,适合桌面与机柜固定安装。

2. 测量输入端子(核心四线开尔文架构)

面板六芯端子:FORCE HI/LO 激励端、SENSE HI/LO 感应端,支持 2 线、4 线远程感应测量,彻底消除引线电阻压降误差;最大输出 ±200V、±1A,硬件内置可编程限流 / 限压保护,防止器件击穿损坏Tektronix。

3. 背板通讯与扩展接口

  • GPIB(IEEE488)高速程控总线,最高 1700 读数 / 秒上传;
  • RS232 串口、数字 IO(8 路输入输出,对接机械手、探针台自动分选);
  • 触发同步接口、电源输入、整机校准存储接口;
    多接口并行工作,适配全自动产线联动控制。

4. 环境工况参数

工作温度 10℃~40℃,存储 - 20℃~70℃;预热 30 分钟达到标称最高精度;推荐年度计量校准,支持 7×24 小时不间断老化应力测试。

维修案例

一、产品基础信息与设备归类

1. 品牌及产品定位

Keithley(吉时利,现隶属于 Tektronix 泰克)2400 是行业经典单通道一体化源测量单元(SMU,数字源表),集成精密激励源与 6.5 位高精度测量单元,一台设备等效独立直流电压源、直流电流源、数字电压表、数字电流表、四线欧姆表五台仪器。主打半导体器件、光电器件、新材料、无源元件 IV 特性测试,兼顾实验室研发曲线表征与工厂自动化批量分选,是微电子行业标准测试设备。
同系列细分型号:标准 2400(±200V/±1A,20W)、2400-LV 低压版、2400-C 带接触检测功能,硬件架构一致,仅量程与附加功能区分。

2. 设备分类(填表标准口径)

  1. 独立完整有源台式精密测量整机,市电供电,内置四象限功率驱动、超低噪声基准、6.5 位高速 ADC、四线感应采集、程控通讯、数字 IO 控制电路,无需搭配其他电源、万用表即可独立完成 “施加激励 + 同步采集参数”;
  2. 不属于测试模块、测试探头、无源器件、辅助附件;可独立桌面使用,也可接入探针台、机械手、工控机构建全自动测试系统;
  3. 支持标准 SCPI 程控指令,兼容 LabVIEW、Python、Tcl 等开发环境,配套 TestPoint 专业测试软件。

二、整机物理结构、操作面板与接口配置

1. 机身外观与操作面板

半机架工业金属台式机身,搭配前置便携提手,可桌面摆放或标准机柜固定;正面搭载双行真空荧光显示屏,同时同步显示输出激励值与实时测量读数;面板布局分区清晰:电源总开关、输出通断按键、功能模式切换键、扫描参数设置、极限比较分选按键、旋转编码调节旋钮;支持量程手动 / 自动切换、显示位数调整、读数保持。

2. 前端四线开尔文测量端子(核心硬件设计)

面板配备六芯安全接线端子,分为 FORCE HI/LO 激励输出端、SENSE HI/LO 远程感应输入端,完整支持二线测量、四线开尔文远程感应测量,消除引线、夹具接触电阻带来的压降误差;硬件内置可编程限压 VCompl、限流 ICompl 双重保护,器件击穿、短路时自动切断输出,避免样品与仪器损坏。
额定输入输出:最大 ±200V、±1A,单通道总功率 20W。

3. 背板通讯、同步与扩展接口

  1. GPIB(IEEE488)总线:高速远程程控,最高 1700 读数 / 秒采集速率,适配产线高速批量测试;
  2. RS232 串口:低成本电脑直连,用于低速数据记录与简易程序调试;
  3. 数字 IO 接口:8 路输入输出电平信号,可直接对接晶圆探针台、自动分选机械手,输出 PASS/FAIL 分拣触发信号;
  4. 外部触发同步端口:多台 2400 源表同步时序控制,用于多引脚器件同步偏置测试;
  5. 交流电源输入、整机校准存储接口、系统复位按键。

4. 环境工作参数

  • 工作温度区间:10℃~40℃;存储温度:-20℃~70℃;
  • 适用湿度:20%~80% RH,无凝露;
  • 精度达标条件:开机预热 30 分钟;建议年度计量校准;
  • 支持 7×24 小时长时间不间断恒应力老化测试。

三、核心电气量程、精度与硬件性能

1. 完整量程规格(标准 2400 机型)

  1. 电压输出 / 测量:±200mV ~ ±200V 多档,最小分辨率 0.1μV;
  2. 电流输出 / 测量:±10pA ~ ±1A 宽动态范围,覆盖飞安级微弱漏流至安培级导通电流;
  3. 电阻测量区间:200mΩ ~ 200MΩ,四线模式精准测量毫欧级小电阻;
  4. 整机最大功率:20W,四象限双向功率驱动。

2. 测量精度与噪声指标

  • 显示分辨率:6.5 位;直流 24 小时基础测量精度 0.012% 读数;
  • 低噪声硬件电路,屏蔽式信号回路,pA 级微小电流测量稳定无漂移;
  • 四象限工作特性:既可以向外输出电能(源模式),也可吸收被测器件回馈电能(阱模式),完美适配二极管反向特性、太阳能电池、可充电电池充放电测试。

3. 采集、缓存与扫描能力

  • 高速采集模式:1700 读数 / 秒,满足元器件产线快速分选;高精度低速模式抑制噪声,提升微弱信号稳定性;
  • 内置大容量本地读数缓存,单次扫描可存储上万组采样点;
  • 支持线性阶梯扫描、对数扫描、往返双向扫描,自动生成完整 IV 特性曲线。

四、全功能细分详解

(一)五大基础源测工作模式

  1. 电压源、同步测电流
    设定恒定或步进电压,实时采集回路电流;最常用模式,用于 MOS 管转移 / 输出曲线、二极管反向漏电流、存储芯片 IDDQ 静态功耗测试。
  2. 电流源、同步测电压
    输出恒定 / 步进电流激励,测量器件两端压降;用于 PN 结正向压降、功率器件导通电阻、电池内阻、热敏电阻特性测试。
  3. 独立电压表模式:仅采集电压,无激励输出,替代高精度万用表;
  4. 独立电流表模式:仅采集回路微弱电流,适合绝缘薄膜漏流检测;
  5. 四线开尔文欧姆测量:自动切换多档激励电流,消除引线电阻,精准测量分流器、MOS 导通电阻、精密低阻元件。

(二)全自动 IV 曲线扫描(研发核心功能)

支持单变量单向扫描、双向往返扫描、长时间恒应力监测:
  1. 电压扫描:连续步进输出 0~200V 电压,同步记录电流,自动绘制二极管击穿曲线、MOS 输出特性曲线;
  2. 电流扫描:连续输出阶梯电流,采集对应电压,表征稳压器件、热敏元件;
  3. 持续直流应力测试:长时间固定偏置,定时自动采集参数,用于 NBTI 负偏置稳定性、TDDB 栅介质击穿等可靠性老化实验。

(三)微弱漏电专项测量能力

硬件优化低噪声回路,电流测量下限低至 10pA,可精准捕获微小漏电信号:MOS 关态亚阈值漏电流、光电二极管暗电流、纳米薄膜超高绝缘电阻、存储单元静态微功耗、二维材料微观导电特性;搭配屏蔽测试盒、低噪声三轴线缆可进一步降低环境干扰。

(四)内置产线自动分选系统

  1. 硬件比较器:可自定义电压、电流、电阻上下限阈值,屏幕实时显示 PASS 合格 / FAIL 不良判定;
  2. 背板数字 IO 端口输出电平触发信号,直接联动分拣机械手,自动区分良品、不良品;
  3. 缓存批量存储每一件器件完整测试数据,支持数据追溯,用于工艺缺陷排查。

(五)远程自动化程控体系

  1. 完整 SCPI 标准指令集,支持 LabVIEW、Python、C、Tcl 各类开发语言二次开发;
  2. GPIB 高速总线搭建全自动晶圆探针测试系统,整片晶圆多器件批量 IV 扫描;
  3. 配套官方 TestPoint 上位软件,图形化生成 IV 曲线,自动提取关键器件参数:阈值电压 Vth、击穿电压 Vbd、导通电阻 Ron、饱和电流 Idsat、反向漏电流 Ioff 等,一键导出测试报表。

(六)辅助内置功能

开机整机自检、自动消零 Null 功能、读数保持、自动 / 手动量程锁定、数值统计(最大 / 最小 / 平均值)、硬件输出短路过流保护。

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