美國Tektronix泰克直流電流源交流和直流電流源（6221）

美國Tektronix泰克直流電流源交流和直流電流源（6221）產品介紹：

產品型號：6221
產品品牌：Tektronix 泰克

6220型直流電流源和6221型交流/直流電流源系列，是非常易于使用，且噪聲極低的微電流源。微電流的產生在許多研發和產品測量應用中是關鍵的儀器，尤其是在半導體、納米技術和超導等方面。快速、和內置的控制功能，使得6220/6221系列成為下列應用的理想選擇，例如霍爾測量、Delta模式電阻測量、脈沖式測量、以及微分電導的測量等。

美國Tektronix泰克直流電流源交流和直流電流源（6221）產品特點：

6220和6221的特點:

• 源和阱（可編程負載）100fA～ 100mA

• 1014Ω輸出阻抗確保能為各種負 載提供穩定的電流源

• 65000點源存儲容量允許直接從 電流源執行測試電流掃描

• 內建RS-232、GPIB、觸發鏈路和 數字I/O接口

• 可重配置三同軸輸出，便于帶防 護功能的應用需求

• 220型仿真模式無需對現有應用 重新編程

6221特點:

• 4pA～210mA峰峰值交流電流源， 用于元件和材料的交流特性分 析。6221的10MHz輸出更新速率 能夠產生100kHz的光滑正弦波

• 內建1mHz～100kHz頻率范圍的標 準波形和任意波形。應用領域包 括復雜可編程負載或傳感器信號 以及噪聲仿真

• 短至5μs的可編程脈寬，能夠 限制元件的功耗。當配合 2182A納伏表使用時，能測量 窄50μs的脈沖I-V

• 內置以太網接口，無需GPIB控制 卡即可輕松實現遠程控制

• 納米技術
  -微分電導
  -脈沖式信號源與電阻

• 光電應用
  -脈沖式I-V

• 替換交流電阻橋（當結合2182A使用時）
  -低功率電阻測量

• 替換鎖定放大器（當結合2182A使用時）
  -低噪聲電阻測量

對、低電流源的需求。對當今小型和高功率效率電子器件的測試和特性分 析需要輸出低電平電流，這需要采用的低電流源。較低的激勵電流在器件兩端 產生較低（因而更難測量）的電壓。將6220或6221與2182A納伏表組合可以妥善地處 理這兩方面的挑戰。

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美國Tektronix泰克直流電流源交流和直流電流源（6221）產品應用：

6220直流電流源和6221交流/直流電流源是非常易于使用的電流噪聲電流 源。低電流的產生在從許多研發到生產，尤其是在半導體、納米技術和超導行業方 面的測試環境應用非常重要。高準確度的源和內建控制功能使6220和6221成為霍爾 測量、使用delta模式的電阻測量、脈沖測量和微分電導測量等應用的理想選擇。

交流電流源和電流源波形發生器。6221是市面上唯——款低電流交流電流源。 在推出6221之前，研究人員和工程師不得不自己搭建交流電流源。這款經濟 源在準確度、一致性、可靠性和魯棒性方面比“自制”方案更好。6221也是 市面 有售的電流源波形發生器，它能簡化創建和輸出復雜波形。

編程簡單。這兩款電流源可以從前面板控件或從外部控制器通過RS-232或 GPIB接口進行完全編程；6221還具有以太網接口，可以通過任何以太網連接進行遠 程控制。這兩款儀器能輸出100fA～105mA的直 流電流；6221還能輸出4pA～210mA峰峰值的 交流電流。這兩款電流源能以10mV步長設置 0.1V～105V的輸出電壓 電壓（電流源輸出 電流時能達到的電壓極限）的重要性在于應用 中過壓可能損壞被測器件（DUT）。

直接替換220型電流源。6220和6221構建在 吉時利很受歡迎的220型可編程電流源之上； 在現有應用中，用6220/6221替換220型就能很 容易地實現220型的仿真模式，無需重寫控制 代碼。

容易設定和執行電流掃描。6220和6221都 提供設定電流斜波的工具，并且通過使用觸發 器或定時器以步進式輸出多達65,536種輸出值 的預定義序列。這兩款電流源都支持線性、對 數和自定義方式掃描。

6221結合了高分辨率電流源和兆赫茲的更新速率，因而它以高保真度模擬的電流 信號與模擬電流斜波很難分辨。

免費的儀器控制實例啟動軟件

電流源的儀器控制實例軟件簡化了采用吉時利2182A執行基本電流源任務以及調 整復雜的測量功能。這款在LabVIEW編程環境中開發的軟件包含一份進階測量指南， 這有助于用戶設置儀器和正確連接，以及設置基本電流源功能。此軟件包具有支持 delta模式、微分電導和脈沖模式測量等工具。使用此軟件包，用戶能打印用于任 何預編程函數的儀器指令，它提供在定制應用中包含這些函數的起點。

微分電導

微分電導測量是非線性隧道器件和低溫器件 重要和 關鍵的測量之一。數學上 的微分電導是器件I-V曲線的導數。6220或6221與2182A納伏表的結合使用是業內 完 整的微分電導測量方案。這些儀器組合也是 快的方案：比其它可選方法的速度快10 倍而且噪聲低很多。在一次測量中就能獲取數據，無需經過通過多次掃描再將結果進 行平均，這既耗時又容易產生誤差。而且，622X和2182A簡單易用，因為它們的組合可 以作為單臺測量儀器使用。它們簡單的連接消除了其它方案很難處理的隔離和噪聲電 流問題。

圖1. 運行、分析和顯示微分電導測量。

Delta模式

初，吉時利為電壓和電阻低噪聲測量開發的delta模式法需要將2182納伏表和可 觸發外部電流源結合使用。實際上，delta模式能自動觸發電流源使信號極性交替變 化，然后在每個極性上觸發納伏表讀數。此電流反向法消除了任何恒定的熱電失調， 從而確保測量結果反映了真實的電壓值。

同樣地，這種基本方法已在622X和2182A的delta模式中采用，但是此方法在實現 中已被增強和簡化。現在，此方法消除了隨時間漂移的熱電失調，只用以前方 法的一半時間就能產生結果，而且允許電流源控制和設置納伏表，因而僅需兩次按鈕 便能完成測量設置。改進的熱電失調消除和較高的讀速率可將測量噪聲降低至1n

圖2. Delta模式提供1000:1噪聲衰減

Delta模式能準確測量低電壓和小電阻。將622X和2182A正確連接后，用戶只 用按下電流源的Delta按鈕，再按下Trigger按鈕，就能啟動測試。622X和2182A能 無縫地配合工作并能通過GPIB接口（6221的GPIB或以太網接口）進行控制。622X 提供免費的控制軟件實例，包括“帶領”用戶完成delta模式設置過程的指南。

脈沖測試

即使測量過程本身引入的少量熱量也會提升DUT的溫度，從而使測試結果偏 移或甚至損壞器件。通過在脈沖測量過程中為提供用戶設置 的脈沖電流幅 度、脈沖間隔、脈沖寬度和其它脈沖參數等 靈活性，6221的脈沖測量功能使 DUT的功耗降至

6221憑借全量程微秒級上升時間使短脈沖（因而降低了熱耗散）成為可 能。6221/2182A組合使脈沖和測量同步——可以在6221施加脈沖后16μs立即開 始測量。包括納伏級電壓測量在內的整個脈沖寬度可僅為50μs。6221和 2182A之間的工頻同步消除了電力線相關的噪聲。

標準波形和任意波形發生器

6221是市面上 一款低電流電流源波形發生器。它能設置產生基本波形 （正弦波、方波、三角波和斜波）并且用支持逐點定義波形的任意波形發生器 （ARB）來定制波形。它能以10兆次采樣/秒的輸出更新速率產生1mHz～100kHz頻 率范圍的波形。

性能優于交流電阻橋和鎖定放大器

相對交流電阻器橋和鎖定放大器而言，622X/2182A組合具有許多優點，包括 噪聲低、輸出的電流更小、測量的電壓更小、到DUT的功耗更小而且低。而 且，無需電流前置放大器。

6221還能在已經采用鎖定放大器 的應用中，擴展鎖定放大器的功能。 例如，它能清潔信號并且其輸出同步 信號使其成為鎖定應用（例如測量器 件的和第三諧波響應）的理想輸 出源。

6220和6221與自制電流源比較

許多需要電流源的研究人員和工 程師嘗試用電壓源和串聯電阻器來 湊合。這是需要交流電流時的常用方 法。這是由于在6220/6221推出之前 市面上沒有交流電流源出售。然而， 自制的電流源與真電流源相比有許多 缺點：

• 自制電流源沒有 電壓。您可能 想確定在您自制的“電流源”端子 上的電壓永遠不超過某個界限（例 如，就許多光電器件來說是