吉时利2450高精度SMU数字源表的详细资料

作为泰克旗下吉时利品牌第四代源测量单元（SMU）的代表机型，2450高精度SMU数字源表以“一体化测试解决方案”重塑了电子器件表征的效率与精度标准。其融合6½位分辨率的精密测量、四象限源/阱功能与智能化操作体系，既适配纳米器件、有机半导体等前沿研发场景，也满足生产测试中的高效筛选需求。与传统分立仪器相比，该设备通过集成电压源、电流源、万用表与电子负载功能，将测试空间占用减少40%以上，同步消除设备间布线带来的误差累积。从工程师实测反馈看，其在弱电测试中展现的几十皮安级噪声控制与毫秒级响应速度，已成为低功耗器件表征的标杆配置。

仪器核心技术参数与特性

（一）关键性能参数表
 

（二）核心功能优势
集成化测试架构：将精密电源、万用表、电子负载功能整合于单台设备，避免传统测试中“电源+万用表+切换开关”的复杂配置。如element14工程师在电池充放测试中，仅需2450与外部仿真器即可完成测试，电容测量误差控制在2mAh以内，远优于传统方案的9mAh误差。

低噪声信号处理：通过电路屏蔽优化与增强灵敏度模式，在香蕉引线连接下仍能将背景电流噪声压制在几十皮安级别，解决了传统设备无法精准测量几百纳安以下电流的难题。
双编程体系：兼容传统SCPI命令与吉时利专利TSP脚本技术，后者通过仪器内置处理器直接执行测试逻辑，消除电脑与设备间的数据传输时延，在生产测试中可提升效率30%以上。

测试原理深度解析

（一）基础工作机制：闭环反馈控制
2450的核心原理基于高精度闭环反馈系统，实现“源输出-实时监测-动态调整”的一体化流程（见图1逻辑示意）：
指令输入：用户通过触摸屏或编程接口设定目标电压/电流值；
信号转换：内置高分辨率DAC将数字指令转换为模拟输出信号，电压源模式下最小输出步进达1mV，电流源模式达1nA；
实时监测：输出端并联的高精度ADC同步采集实际电压/电流值，采样速率最高可达10k点/秒；
反馈调节：若实测值与设定值存在偏差（如负载变化导致电压漂移），控制算法在毫秒级内调整输出，确保偏差控制在0.012%精度范围内。
（二）关键测试技术解析
四象限源/阱技术
设备可在四个象限灵活切换工作模式：
第Ⅰ象限（+V/+I）：正向电压源输出，测正向电流（如二极管正向导通测试）；
第Ⅱ象限（+V/-I）：正向电压施加，吸收反向电流（如LED反向漏电流测试）；
第Ⅲ象限（-V/-I）：反向电压源输出，测反向电流（如MOSFET击穿测试）；
第Ⅳ象限（-V/+I）：反向电压施加，吸收正向电流（如电池放电测试）。
这种灵活性使其可覆盖半导体、新能源等多领域测试需求。
微弱信号增强技术
针对纳米器件等微弱信号场景，仪器通过三重机制提升灵敏度：
自动量程切换：根据信号强度匹配最优测量量程，避免量程过大导致的分辨率损失；
数字滤波算法：通过多次采样平均抑制环境噪声，在10nA量程下可将信噪比提升10倍；
温度补偿：内置热敏电阻实时监测环境温度，对ADC测量值进行非线性校准，抵消温漂影响。
同步源-测架构
传统设备的源输出与测量存在微秒级时序延迟，导致动态测试数据失真。2450通过硬件层面的源-测单元集成，实现电压/电流施加与测量的同步触发，在IV特性扫描中可精准捕捉器件在不同偏置下的瞬时响应，如MOSFET亚阈值区的电流变化。

典型应用场景与实测案例

（一）半导体器件表征
在MOSFET阈值电压（Vth）测试中，2450通过1mV步长的栅极电压扫描，配合10nA分辨率的漏极电流测量，精准捕捉亚阈值区的电流突变点。借助内置曲线拟合算法，自动计算Vth值，避免传统人工读数的误差。某实验室实测显示，其测量结果与高精度半导体分析仪的偏差小于0.5%。

（二）太阳能电池性能测试
工程师neuromodulator利用2450完成太阳能电池的I-V曲线扫描与最大功率点（Pmax）追踪：通过设定0~1.5V的电压扫描范围，以10kHz速率采集电流数据，仪器实时计算功率值并定位Pmax。配合光强模拟器，可在3分钟内完成单块电池的效率评估，测试效率较传统设备提升4倍。
（三）LED光电特性分析
在AMOLED像素单元测试中，2450通过“序列测试”模式预设0.1mA~10mA的电流阶梯，自动完成电流施加、电压测量与数据记录。针对100个样本的批量测试，耗时从传统设备的2小时缩短至30分钟，内置统计模块可直接输出亮度均匀性、正向电压标准差等关键指标，满足生产线品控需求。
（四）纳米材料测试
某团队在碳纳米线电阻率测试中，利用2450的20mV低电压量程与10nA电流量程，避免高偏压对纳米结构的损伤。通过自动I-V扫描功能，单次测试时间从传统方法的30分钟压缩至5分钟，效率提升6倍，且测量重复性误差控制在2%以内。

吉时利2450以“高精度、集成化、智能化”的技术特质，重新定义了源测量单元的应用边界。其0.012%的基本精度与微弱信号捕捉能力，满足了纳米器件、低功耗电路等前沿研发的需求；而TSP脚本与KickStart软件的协同，则适配了生产测试的高效诉求。从工程师实测反馈看，该设备不仅简化了测试流程、减少了空间占用，更通过数据准确性的提升降低了研发验证成本。在半导体、新能源、材料科学等领域，2450已成为连接理论仿真与实物测试的关键枢纽，持续推动电子测试技术的迭代升级。