吉時利6514型靜電計是一款專門用于測量極高阻抗和極微弱電流的頂級儀器。它被譽為靜電計/高阻計的行業(yè)標準，其核心價值在于能夠測量傳統(tǒng)數(shù)字萬用表完全無法觸及的微弱信號。

　　可以將6514理解為一個具有極低電流輸入 burden(等效輸入阻抗極高，>200 TΩ) 和極低電流測量噪聲的超級萬用表。

　　吉時利6514型靜電計具有靈活的接口性能，其電流靈敏度、電荷測量能力、分辨率和速度都優(yōu)于我們之前的靜電計。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、高速系統(tǒng)，用于低電平測試。

　　KEITHLEY吉時利6514型靜電計特點：

　　(1)<1fA 噪聲;

　　(2)電壓測量時，輸入阻抗>200TΩ;

　　(3)電荷測量范圍：10fC-20μC;

　　(4)速度可達1200個讀數(shù)/秒;

　　(5)簡易的用戶界面提供開關(guān)，計算機以及元件處理器;

　　(6)主動消除電壓與電流的偏移。

　　吉時利6514型號主要技術(shù)指標

　　電流測量：<1fA(包含噪聲)～20mA。

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

　　電阻測量：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測量，通過加電壓測電流或加電流測電壓實現(xiàn)，不直接顯示阻值)。

　　電荷測量：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。

　　吉時利6514型靜電計測量能力

　　理解其應(yīng)用前，先了解它能直接測量什么：

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

　　●極高電阻： 通過施加電壓并測量產(chǎn)生的電流，可以計算高達 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)，在測量高內(nèi)阻源(如電容、壓電材料)的電壓時，幾乎不會對被測電路造成負載效應(yīng)。

　　●電荷： 通過測量電壓在已知電容上的變化，可以計算出電荷量。

　　主要測試應(yīng)用領(lǐng)域

　　基于上述超凡的測量能力，6514被廣泛應(yīng)用于需要測量皮安級甚至飛安級電流的尖端領(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，主要用于測量各種“漏電流”和絕緣性能。

　　晶體管與集成電路的漏電流測試：

　　MOSFET的柵極漏電流： 測量IGSS，這對于評估現(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/電阻率測量：

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

　　介電材料評估：

　　測量電容器介質(zhì)的絕緣電阻。

　　評估半導(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能夠精確測量其溝道電流，用于研究其導(dǎo)電性、場效應(yīng)特性等。

　　分子電子學(xué)：

　　測量通過單個分子或分子結(jié)的微小電流，是研究分子器件的基礎(chǔ)。

　　3. 光電與探測器表征

　　光電二極管暗電流：

　　在無光照條件下，測量光電二極管的反向偏置漏電流。暗電流是決定光電探測器靈敏度和噪聲的關(guān)鍵參數(shù)，通常極小，必須使用6514級別的靜電計才能準確測量。

　　圖像傳感器：

　　測量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)實驗中。

　　電容器的漏電流：

　　特別是對超級電容器、電解電容器等，評估其自放電速率。

　　5. 靜電相關(guān)測量

　　顧名思義，“靜電計”與靜電測量密不可分。

　　靜電放電研究：

　　測量ESD事件后殘留的電荷或微小電流。

　　表面電勢/電荷映射：

　　配合振動物電容探頭，可以非接觸地測量晶圓、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：

　　通過測量電離室產(chǎn)生的微小電流來檢測輻射強度。

　　為什么這些測量如此困難且需要6514?

　　以測量10 GΩ電阻為例：

　　●如果施加10V電壓，根據(jù)歐姆定律，流過的電流僅為 1 nA。

　　●如果測量1 TΩ電阻，同樣施加10V，電流只有 10 pA。

　　●測量1 PΩ電阻，電流則小到 10 fA。

　　普通萬用表的電流檔輸入阻抗和噪聲水平根本無法穩(wěn)定、準確地測量pA級以下的電流。而6514通過以下技術(shù)實現(xiàn)了這一目標：

　　●靜電計級別的輸入級： 采用特殊的設(shè)計和材料，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： 為高阻測量提供極其穩(wěn)定的電壓源。

　　吉時利6514適合哪些用戶?

　　吉時利6514靜電計是面向極端微弱電信號測量領(lǐng)域的專業(yè)工具。它的用戶通常是：

　　●高級半導(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。

　　●光電探測器研發(fā)工程師： 設(shè)計和驗證高靈敏度光電探測器。

　　●高可靠性元件質(zhì)量檢驗員： 對航天、醫(yī)療等領(lǐng)域使用的電容器、電阻器進行最高標準的絕緣性能測試。

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

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