什么是 Keithley 2400 系列源表
Keithley 2400 系列是吉时利(Keithley)的经典单通道源测量单元(SourceMeter SMU,国内常称"源表")。它的核心思路是把一台精密直流电源和一台 6½ 位仪器级数字万用表集成在同一台机器里,也就是常说的"五合一"——电压源、电流源、电压表、电流表、欧姆表共用一套端子与量程,支持四象限源/阱工作(既能对外输出,也能吸收功率)。对做 I-V 特性测试的实验室来说,一台源表可以替代"电源 + 万用表"两台设备,接线与编程都更简单。
需要先区分一个容易混淆的点:2400 系列与后来推出的"2400 图形化系列"(2450/2460/2461/2470,带触摸屏)是两条不同的产品线,接口、编程方式和价格都不同。本文介绍的是经典 2400 系列;图形化系列可参考 Keithley 2400 图形化系列源表 页面的说明。
七款主机型号与量程差异
经典 2400 系列共 7 款主机型号,全系列内部结构相同——6½ 位分辨率、基本测量精度 0.012%、四象限源/阱工作,差别主要在电压、电流、功率覆盖的档位:
| 型号 | 定位 | 最大电压 | 最大电流 | 最大功率 | 电流测量分辨率 | 供货状态 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2400 | 标准型 | ±200 V | ±1 A | 20 W | 1 pA | 在售(Legacy) |
| 2401 | 低压教学型 | ±20 V | ±1 A | 20 W | 1 pA | 在售(Legacy) |
| 2410 | 高压型 | ±1100 V | ±1 A | 20 W | 1 pA | 在售(Legacy) |
| 2420 | 大电流型 | ±60 V | ±3 A | 60 W | 10 pA | 已停产 |
| 2425 | 100 W 高功率型 | ±100 V | ±3 A | 100 W | 10 pA | Legacy |
| 2430 | 1 kW 脉冲型 | ±100 V | ±10 A(脉冲) | 1000 W(脉冲) | 10 pA | Legacy |
| 2440 | 大电流型 | ±40 V | ±5 A | 50 W | 10 pA | 已停产 |
其中 2400、2401、2410 沿用官方 Legacy 产品线,目前仍在售;部分型号另有带接触检查(Contact Check)功能的 -C 工厂选件。
按电压、电流、功率三个维度选型
选型时通常先确认三个数:需要多大电压、多大电流、多大功率。
- 常规器件 I-V 测试、一般材料表征:2400(±200 V / ±1 A / 20 W),这是系列里的标准档;
- 高压二极管、压敏电阻、击穿与漏电测试:2410(±1100 V);
- 大电流功率器件:2420 或 2440,但这两种型号已停产,新需求可考虑图形化系列的 2460/2461;
- 脉冲或堆叠器件测试:2430(±10 A 脉冲、1000 W 脉冲功率);
- 预算有限或教学用途:2401(±20 V 低压型,无可编程数字 I/O,配置精简)。
2400 系列的量程、精度与接口细节可在 Keithley 2400 系列源表 页面查看,单型号信息见 Keithley 2400 源表 等对应产品页。
接口与编程方式
这一代机型的接口是经典配置:GPIB(IEEE-488)+ RS-232 + Keithley Trigger Link,标配 SCPI 编程;支持线性、对数与自定义扫描,配合 Source-Memory 列表最多可脱机运行 100 组测试;读数缓存 5000 点,4½ 位下经 GPIB 约 1700 读数/秒。
有一点在实际使用中比较关键:经典 2400 系列没有 USB 和以太网接口。现代 PC 大多已不带 GPIB,联机需要配 GPIB 卡或 USB-GPIB 适配器(如 KUSB-488B)。如果项目要求即插即用的 USB/LAN 连接,就要考虑新一代图形化机型;这也是经典 2400 系列与 2450 等新机型在选型上最主要的区别之一。
典型应用场景
- 半导体器件与分立器件的 I-V 特性曲线测量;
- 二极管、三极管、MOSFET 的漏电流与击穿电压测试;
- 传感器、电阻、压敏元件的电阻-电压特性表征;
- 材料研究中的电导率与伏安特性测试;
- 高校实验室教学与基础科研。
供货状态与替代关系
选型时要留意停产与替代情况:2400、2401、2410 属官方 Legacy 产品线,目前仍在售;2420、2440 已于 2022 年 8 月 31 日停止供应;2425、2430 已被新一代图形化系列取代(2425 → 2460,2430 → 2461)。已停产的型号原厂不再供货,市面流通的以二手设备为主,这也是这类型号在二手市场相对常见的原因。
销售 / 租赁 / 维修 / 回收
冠汇仪器供应 2400 系列各型号,全新与二手设备均可选,并提供配套服务:
- 销售:全新/二手可选,配置与成色不同,规格以实物为准;
- 租赁:按月计费、长租更优惠,不接受按天短租,适合项目制测试;
- 维修:检测后确认维修方案,维修完成后做校准验证;
- 回收:闲置的 2400 系列仪器可评估回收。
