Keithley 6517B 静电计 / 高阻表

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Keithley 6517B 静电计 / 高阻表是全球科研实验室灵敏测量的标准。吉时利在弱电测量方面拥有 60 多年的专业经验，吉时利静电计能够可靠地测量最低 10 aA (10×10-18A) 电流、最低 1 fC 电荷，并支持最高 10¹⁸Ω 的电阻测量。6517B 还能够测量高达 200 V 的最大电压范围，输入阻抗超过 200 TΩ。所有这些性能都融合在一台仪器中，操作起来像数字万用表一样简便。

主要特点

• 测量高达 10¹⁸ Ω的电阻
• 10 aA (10×10^-18 A) 电流测量分辨率
• 6517B、8009 电阻率测试夹具和 KickStart 高电阻率应用相结合，为 ASTM D257 高电阻率测量提供完整的硬件和软件解决方案
• <3 fA 输入偏置电流
• 6 位半高准确度测量模式
• 最低电流范围上 <20μV 压降
• 高达 200 V 电压测量，>200Ω 输入阻抗
• 内置 ±1000 V 电压源
• 独有高阻测量交换电极电压源和测量方法
• 内置测试序列，支持四种不同器件表征测试、表面和体电阻率、表面绝缘电阻和电压扫描
• 选配插入式扫描卡，可使用一个测试设置测试最多 10个器件或材料样本
• GPIB 和 RS-232 接口

杰出的性能指标

6517B 把吉时利数十年的弱电测量技术知识融汇到创新的低电流输入放大器中，输入偏置电流 <3 fA，噪声仅 0.75fA p-p，最低电流范围上压降 <20 μV。对近似理想的电路 负荷，电压电路输入阻抗超过 200 TΩ。这些指标保证了所需的准确度和灵敏度，可以在物理、光学、纳米科技和材料科学等领域准确地进行低电流和高阻抗电压、电阻和电荷测 量。内置 ±1 kV 电压源拥有扫描功能，简化了绝缘材料上的漏流、击穿和电阻测试及体电阻率 (W-cm) 和表面电阻率(W/square) 测量工作。

宽测量范围

6517B 在电流、电阻、电压和电荷测量量程的整个频宽上提供了自动量程功能。6517B 融合了以下测量功能：

• 超灵敏电流表，可测量 10 aA ~ 20 mA 电流
• 阻抗最高的电压表，可测量 1mV ~ 200 V 电压
• 超高范围电阻表，可测量 1Ω ~ 10¹⁸ Ω 电阻
• 灵敏的电量计，可测量 1 fC ~ 2μC 电荷

交换电极电压源方法消除了材料中背景电流的影响，可以进行可重复的、准确的高阻和电阻率测量。

改进高电阻率测量

许多测试应用要求材料有高电阻率 ( 表面或体积 )。传统测量方法对样本应用足够大的电压，测量流经样本的电流，然后使用欧姆定律 (R=V/I) 算出电阻。尽管高阻材料和器件产 生的电流很小，很难准确测量，但吉时利静电计和皮安计可以成功地完成这些测量。

即使使用的是优质仪器，材料中固有的背景电流仍可能使其 很难准确地执行测量。由于压电效应、静电对电容元件充电 及偏振效应，绝缘材料、聚合物和塑料一般都有背景电流。 背景电流通常大于等于应用的电压产生的电流。在这些情况 下，结果通常会不稳定，提供的电阻读数或电阻率读数不准， 甚至会产生错误的负值。吉时利 6517B 就是为解决这些问 题而设计的，可以一致地、可重复地、准确地测量各种材料 和元件，特别是在与 8009 电阻率测试夹具结合使用时。

交换电极高电阻率测量方法

6517B 采用交换电极方法，几乎消除了样本中任何背景电 流的影响，另外也抵消了背景电流的一级和二级漂移。交换 电极方法应用正极性电压，然后在指定延迟 ( 测量时间 ) 后 测量电流。然后颠倒极性，使用相同的延迟再次测量电流。 这一过程一直重复，最后根据四个最新电流测量的加权平均 值计算出电阻。 在大多数材料上，通过 7 次反转 ( 即舍弃 前三个读数 )，这种方法一般可以得出高度可重复的、准确 的电阻 ( 或电阻率 ) 测量数据。例如，在 8009 电阻率测试 夹具中，可以以 0.3% 的可重复率测量 1mm 厚的 10¹⁴ Ω-cm 材料样本，在 15 秒周期内得到 <200 fA 的背景电流变化。

与内置源增强高阻测量准确度

湿度和温度会明显影响材料的电阻率值。为帮助您准确比较 在变化条件下采集的读数，6517B 提供了一个内置 K 型热 电耦，并可以选配 6517-RH 相对湿度探头。内置 50,000 个读数的数据存储缓冲器可以记录和调用测量数据，包括测 量时间、温度和相对湿度戳记。

完整的高电阻率测量解决方案

可以使用以下套件，采用标准 ASTM D-257 “绝缘材料的DC 电阻或电导”规定的方法执行高电阻率测量：

• KICKSTARTFL-HRMA2 高电阻率应用，适用 KickStart仪器软件控制环境
• 6517B 静电计
• 8009 电阻率测试夹具

KickStart 高电阻率应用控制着执行所需测量的静电计和测试夹具，进行 ASTM- D-257 标准电阻率测量。它可以以高达1000V 电压测试材料，确定高达 10¹⁸ Ω-cm 的电阻率，分析电流随时间变化的阶跃响应图，确定测量要等多长时间被测材料才会稳定，分析多个读数图，确保获得稳定一致的测量。KickStart 高阻应用采用交换电极技术，消除固有的背景电流，实现最准确的电阻率测量。还可以使用这个应用，使用选配的热电偶和相对湿度探头，观测电阻率与温度和相对湿度的关联度。

ASTM-D257 标准高电阻率测试系统及 6517B 静电计、8009 电阻率测试夹具和 KickStart 高电阻率应用。

KickStart 高电阻率阶跃响应图

KickStart 高电阻率电阻率图。

内部测试序列扩展并简化应用

6517B 拥有大量的内部测试序列，协助简便地设置和执行 各种测试。器件表征序列包括二极管漏流测量、电容器漏流 测量、电缆绝缘电阻测量和电阻器电压系数测量。电阻率和 电阻测试包括体电阻率、表面电阻率和表面绝缘电阻测试。 可以使用方波和楼梯测试序列，表征参数与电压的关系。

除内置测试外，6517B 还擅长在物理学、光学和材料科学 等科研领域进行低电流、高阻抗电压、电阻和电荷测量。静 电计的超低压降，使其特别适合太阳能表征应用，其内置电 压源和低电流灵敏度则使其特别适合纳米材料高阻测量，如 基于聚合物的纳米线、其他纳米材料、陶瓷、介电膜和生物 材料。

由于快速响应测量和类似 DMM 的操作方式，6517B 特别适 合涉及漏流、击穿和电阻测试的品控工程设计和生产测试应 用。6517B 的电压反转方法专门加强了非导电材料上的体 积和表面电阻率测量。6517B 还特别适合电化学应用，如 高阻抗、离子选择电极和 pH 测量、电导池和电势分析。

典型应用

• 纳米材料表征
• 聚合物电气表征
• 波束测量
• 剂量测定
• 器件漏流测量
• 绝缘电阻测量
• 光电检测器表征
• 体积和表面电阻率

多种附件扩展测量功能

可以使用多种选配附件扩展 6517B 型静电计 / 高阻表的应 用，并改进其性能。8009 电阻率测试夹具是一款受保护的 测试夹具，用于样本材料的体电阻率和表面电阻率测量。它 包括按 ASTM 标准构建的不锈钢电极。该夹具的电极尺寸已 在 6517B 型静电计 / 高阻表预编程，因此无需计算其数值再手动输入。这个附件旨在保护用户避免接触潜在的危险电压， 一旦开启夹具盖，其将自动关闭 6517B 静电计 / 高阻表的电 压源输出。

8009 电阻率测试夹具满足美国测试材料协会 (ASTM) D257 标准规 定的绝缘材料 DC 电阻或电导标准测试方法。8009 与 6517B 相结 合，为进行优质安全的电阻率测量提供了完整的系统。8009 带有 6517B-ILC-3 安全互锁电缆、7078-TRX-3 三同轴到三同轴电缆及 8607 1 kV 源电压香蕉插口成套电缆。

6521 低电流扫描卡是一种 10 通道复用器，旨在在多点测 试应用或必须改变测试配置时切换低电流。每条通道上的偏 置电流 <1 pA，每条通道之间保持高隔离度 (>10¹⁵ Ω)。即 使在反选通道时，6521 仍保持电流路径，是真正的电流开关。 BNC 输入连接器帮助为灵敏测量提供屏蔽，扫描卡兼容低 噪声同轴电缆。6521 特别适合在半导体连接上自动进行反 向漏流测试，或在 FET 上进行栅极漏流测试。

6522 电压 / 低电流扫描卡可以提供最多 10 通道低电流、高阻抗电压、高阻或电荷切换。尽管它在许多方面与6521类似，但 6522 的输入连接器是 3 接线柱三同轴连接器。扫描卡可以通过软件配置，切换高达 200 V 的高阻抗电压。三同轴连接器则可以支持超过接地 500V 浮动电压及高达 200 V 驱动保护。