吉時(shí)利6514型靜電計(jì)有什么應(yīng)用

　　吉時(shí)利6514型靜電計(jì)是一款專門(mén)用于測(cè)量極高阻抗和極微弱電流的頂級(jí)儀器。它被譽(yù)為靜電計(jì)/高阻計(jì)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其核心價(jià)值在于能夠測(cè)量傳統(tǒng)數(shù)字萬(wàn)用表完全無(wú)法觸及的微弱信號(hào)。

　　可以將6514理解為一個(gè)具有極低電流輸入 burden(等效輸入阻抗極高，>200 TΩ) 和極低電流測(cè)量噪聲的超級(jí)萬(wàn)用表。

　　吉時(shí)利6514型靜電計(jì)具有靈活的接口性能，其電流靈敏度、電荷測(cè)量能力、分辨率和速度都優(yōu)于我們之前的靜電計(jì)。內(nèi)置式IEEE-488、RS-232與數(shù)字式I/O接口使它可以很容易地配置為全自動(dòng)、高速系統(tǒng)，用于低電平測(cè)試。

　　KEITHLEY吉時(shí)利6514型靜電計(jì)特點(diǎn)：

　　(1)<1fA 噪聲;

　　(2)電壓測(cè)量時(shí)，輸入阻抗>200TΩ;

　　(3)電荷測(cè)量范圍：10fC-20μC;

　　(4)速度可達(dá)1200個(gè)讀數(shù)/秒;

　　(5)簡(jiǎn)易的用戶界面提供開(kāi)關(guān)，計(jì)算機(jī)以及元件處理器;

　　(6)主動(dòng)消除電壓與電流的偏移。

　　吉時(shí)利6514型號(hào)主要技術(shù)指標(biāo)

　　電流測(cè)量：<1fA(包含噪聲)～20mA。

　　電壓測(cè)量：10μV(數(shù)字分辨率極限，可能含有噪聲)～200V。

　　電阻測(cè)量：10Ω～200GΩ;最低電阻精度優(yōu)于1%，最高電阻精度優(yōu)于10%;(使用236、237、238測(cè)量，通過(guò)加電壓測(cè)電流或加電流測(cè)電壓實(shí)現(xiàn)，不直接顯示阻值)。

　　電荷測(cè)量：10fC(數(shù)字分辨率極限，可能含有噪聲)～20μC。

　　特性插頭：3 Slot Triax

　　IEEE-488：有

　　RS-232： 有

　　Guard ：有

　　CE ：有

　　其它：5 1/2精度，替代6512、617-HIQ。

　　吉時(shí)利6514型靜電計(jì)測(cè)量能力

　　理解其應(yīng)用前，先了解它能直接測(cè)量什么：

　　●極微弱電流： 測(cè)量低至 0.1 fA(0.0001 pA) 的電流。這是其最核心、最強(qiáng)大的能力。

　　●極高電阻： 通過(guò)施加電壓并測(cè)量產(chǎn)生的電流，可以計(jì)算高達(dá) 10 PΩ(10^16 Ω) 的電阻。

　　●高阻上的電壓： 由于其輸入阻抗極高(>200 TΩ)，在測(cè)量高內(nèi)阻源(如電容、壓電材料)的電壓時(shí)，幾乎不會(huì)對(duì)被測(cè)電路造成負(fù)載效應(yīng)。

　　●電荷： 通過(guò)測(cè)量電壓在已知電容上的變化，可以計(jì)算出電荷量。

　　主要測(cè)試應(yīng)用領(lǐng)域

　　基于上述超凡的測(cè)量能力，6514被廣泛應(yīng)用于需要測(cè)量皮安級(jí)甚至飛安級(jí)電流的尖端領(lǐng)域。

　　1. 半導(dǎo)體器件與材料特性分析

　　這是6514最經(jīng)典的應(yīng)用領(lǐng)域，主要用于測(cè)量各種“漏電流”和絕緣性能。

　　晶體管與集成電路的漏電流測(cè)試：

　　MOSFET的柵極漏電流： 測(cè)量IGSS，這對(duì)于評(píng)估現(xiàn)代CMOS工藝中超薄柵氧的完整性至關(guān)重要。

　　PN結(jié)反向漏電流。

　　半導(dǎo)體材料的電阻率/電阻率測(cè)量：

　　使用“高阻計(jì)”模式，配合測(cè)試夾具，測(cè)量硅、砷化鎵等半導(dǎo)體晶圓的體電阻率和表面電阻率。這對(duì)于材料分類和質(zhì)量控制非常關(guān)鍵。

　　介電材料評(píng)估：

　　測(cè)量電容器介質(zhì)的絕緣電阻。

　　評(píng)估半導(dǎo)體工藝中使用的絕緣層、鈍化層的質(zhì)量。

　　2. 納米技術(shù)與低維材料研究

　　碳納米管、石墨烯、二維材料的電學(xué)特性：

　　這些材料的本征電流非常小，6514能夠精確測(cè)量其溝道電流，用于研究其導(dǎo)電性、場(chǎng)效應(yīng)特性等。

　　分子電子學(xué)：

　　測(cè)量通過(guò)單個(gè)分子或分子結(jié)的微小電流，是研究分子器件的基礎(chǔ)。

　　3. 光電與探測(cè)器表征

　　光電二極管暗電流：

　　在無(wú)光照條件下，測(cè)量光電二極管的反向偏置漏電流。暗電流是決定光電探測(cè)器靈敏度和噪聲的關(guān)鍵參數(shù)，通常極小，必須使用6514級(jí)別的靜電計(jì)才能準(zhǔn)確測(cè)量。

　　圖像傳感器：

　　測(cè)量CCD或CMOS圖像傳感器像元的暗電流和電荷轉(zhuǎn)移效率。

　　4. 絕緣材料與化學(xué)分析

　　體材料和薄膜的絕緣電阻：

　　測(cè)試電纜絕緣層、印制電路板基材、高分子薄膜等材料的絕緣性能。

　　電化學(xué)分析：

　　用于測(cè)量電解池的極微弱電流，例如在腐蝕研究或某些生物電化學(xué)實(shí)驗(yàn)中。

　　電容器的漏電流：

　　特別是對(duì)超級(jí)電容器、電解電容器等，評(píng)估其自放電速率。

　　5. 靜電相關(guān)測(cè)量

　　顧名思義，“靜電計(jì)”與靜電測(cè)量密不可分。

　　靜電放電研究：

　　測(cè)量ESD事件后殘留的電荷或微小電流。

　　表面電勢(shì)/電荷映射：

　　配合振動(dòng)物電容探頭，可以非接觸地測(cè)量晶圓、光刻掩模版等表面的電荷分布，防止因靜電吸附灰塵或造成器件損傷。

　　放射性監(jiān)測(cè)：

　　通過(guò)測(cè)量電離室產(chǎn)生的微小電流來(lái)檢測(cè)輻射強(qiáng)度。

　　為什么這些測(cè)量如此困難且需要6514?

　　以測(cè)量10 GΩ電阻為例：

　　●如果施加10V電壓，根據(jù)歐姆定律，流過(guò)的電流僅為 1 nA。

　　●如果測(cè)量1 TΩ電阻，同樣施加10V，電流只有 10 pA。

　　●測(cè)量1 PΩ電阻，電流則小到 10 fA。

　　普通萬(wàn)用表的電流檔輸入阻抗和噪聲水平根本無(wú)法穩(wěn)定、準(zhǔn)確地測(cè)量pA級(jí)以下的電流。而6514通過(guò)以下技術(shù)實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)：

　　●靜電計(jì)級(jí)別的輸入級(jí)： 采用特殊的設(shè)計(jì)和材料，將輸入偏置電流和輸入噪聲降至最低。

　　●優(yōu)化屏蔽： 提供三同軸接口和屏蔽技術(shù)，最大限度地減少外部噪聲干擾和漏電流路徑。

　　●高穩(wěn)定性電源： 為高阻測(cè)量提供極其穩(wěn)定的電壓源。

　　吉時(shí)利6514適合哪些用戶?

　　吉時(shí)利6514靜電計(jì)是面向極端微弱電信號(hào)測(cè)量領(lǐng)域的專業(yè)工具。它的用戶通常是：

　　●高級(jí)半導(dǎo)體器件物理學(xué)家： 研究晶體管的納米尺度漏電效應(yīng)。

　　●材料科學(xué)研究員： 表征新型絕緣材料、半導(dǎo)體材料和納米材料的電學(xué)性能。

　　●光電探測(cè)器研發(fā)工程師： 設(shè)計(jì)和驗(yàn)證高靈敏度光電探測(cè)器。

　　●高可靠性元件質(zhì)量檢驗(yàn)員： 對(duì)航天、醫(yī)療等領(lǐng)域使用的電容器、電阻器進(jìn)行最高標(biāo)準(zhǔn)的絕緣性能測(cè)試。

　　●從事前沿基礎(chǔ)科學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)室： 如分子電子學(xué)、量子器件研究等。

　　總之，當(dāng)您的測(cè)量任務(wù)涉及到“漏電流”、“絕緣電阻”、“皮安/飛安電流”這些關(guān)鍵詞時(shí)，吉時(shí)利6514靜電計(jì)就是解決這些挑戰(zhàn)的權(quán)威工具。它是在電子測(cè)量領(lǐng)域觸及“極限”的標(biāo)桿性儀器之一。