作者：泰克科技技術(shù)大咖 Joseph Gorley

兩臺(tái)儀器放在一起，就是時(shí)代的見證。追溯歷史，泰克在1955年推出業(yè)內(nèi)第一臺(tái)曲線追蹤儀，顯示真空管的特征曲線。此后，泰克發(fā)布了更加復(fù)雜、更加完善的曲線追蹤儀，用來測(cè)試晶體管、二極管和其他固態(tài)器件。

曲線追蹤儀是一種基礎(chǔ)電子測(cè)試設(shè)備，通過分析半導(dǎo)體器件（如二極管、晶體管、晶閘管等）的特點(diǎn)，用來執(zhí)行I-V曲線追蹤。它們通常用于器件可靠性應(yīng)用中，如故障分析和參數(shù)表征。

泰克Type 576曲線追蹤儀于1969年問世，獲得業(yè)界廣泛認(rèn)可。vintageTEK泰克古董博物館使用它在修復(fù)室里作維修。

對(duì)經(jīng)典曲線追蹤儀的需求

不管是過去還是現(xiàn)在，這些早期型號(hào)在故障分析和教育應(yīng)用中仍有很大需求。這些早期型號(hào)之所以流行，在一定程度上是因?yàn)楝F(xiàn)代曲線追蹤儀不能復(fù)現(xiàn)簡(jiǎn)單的交互模型，包括“旋轉(zhuǎn)一個(gè)旋鈕”就能在屏幕上顯示曲線這樣簡(jiǎn)單的用戶體驗(yàn)。由于這些老式泰克曲線追蹤儀已經(jīng)不再生產(chǎn)，所以持續(xù)保留下來的需求導(dǎo)致了強(qiáng)勁的二手傳統(tǒng)曲線追蹤儀市場(chǎng)，翻新的370Bs在網(wǎng)上拍出20，000美元以上的高價(jià)。

對(duì)于喜歡繼續(xù)使用傳統(tǒng)曲線追蹤儀的實(shí)驗(yàn)室，對(duì)精致古董儀器的依賴必然也給其帶來了一些障礙。考慮到可用舊儀器的成本，實(shí)驗(yàn)室通常會(huì)在讓所有故障分析工程師共享一臺(tái)設(shè)備。老儀器想運(yùn)行，需要采購和存儲(chǔ)舊的替換組件，而這將在有限的實(shí)驗(yàn)室空間中占用相當(dāng)大的空間。另外它們捕獲和分享數(shù)據(jù)也不容易。

現(xiàn)代I-V曲線追蹤儀配置

正是意識(shí)到市場(chǎng)對(duì)更接近經(jīng)典泰克曲線追蹤儀的儀器需求，泰克和吉時(shí)利推出了兩種解決方案。第一種即Keithley PCT （參數(shù)曲線追蹤儀配置），也就是I-V曲線追蹤儀配置，包括表征工程師開發(fā)完整測(cè)試系統(tǒng)所需的一切功能。由于這些配置都是模塊化的，因此它們可以隨著時(shí)間升級(jí)，各個(gè)“積木式”儀器如源測(cè)量單元，可以在需要時(shí)單獨(dú)用于其他應(yīng)用。盡管這些配置是最接近經(jīng)典曲線追蹤儀的硬件等效產(chǎn)品，但它們的投資也相當(dāng)大。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的需求，現(xiàn)在出現(xiàn)了一種更簡(jiǎn)單的解決方案。

I-V曲線追蹤儀軟件

吉時(shí)利最近推出I-V曲線追蹤儀軟件，允許故障分析工程師使用Keithley SourceMeter?源測(cè)量單元（SMU）運(yùn)行原來經(jīng)典曲線追蹤儀為兩端子器件完成的測(cè)試。由于SMU能夠在測(cè)量電壓和電流的同時(shí)提供電壓或電流，因此它的硬件質(zhì)量與曲線追蹤儀相同。

這種新推出的I-V曲線追蹤儀軟件采用2400系列圖形SMUs直觀的觸摸屏界面，為低功率兩端子器件重建曲線追蹤儀熟悉的用戶體驗(yàn)。I-V曲線追蹤儀軟件利用其支持的SMU的全部功能，包括2461的雙高速數(shù)字化器，執(zhí)行曲線示圖功能，支持AC極性和脈沖式DC以及標(biāo)準(zhǔn)DC極性。例如，這與576對(duì)映，其擁有+DC、-DC和AC極性，輸出可以是+電壓、-電壓或同時(shí)+和-電壓。

吉時(shí)利I-V追蹤儀軟件采用2400系列圖形SMU的觸摸屏界面，為低功率兩端子器件重建曲線追蹤儀熟悉的用戶體驗(yàn)。

經(jīng)濟(jì)的I-V曲線示圖方式

實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)在不用再匯聚資源共享過時(shí)的設(shè)備，而是可以為各個(gè)工程師配備自己的I-V曲線追蹤儀。吉時(shí)利SMUs便于攜帶，可以簡(jiǎn)便地放到測(cè)試臺(tái)上，其與370B的尺寸對(duì)比在開篇圖片中即可一目了然，裝有Keithley I-V Tracer軟件的SMU的尺寸只是經(jīng)典曲線追蹤儀的幾分之一。此外，用戶仍可以擁有吉時(shí)利SMU的所有源、接收和測(cè)量功能，只需點(diǎn)擊（或輕觸）幾下，就能實(shí)現(xiàn)曲線追蹤儀功能。用戶還可以簡(jiǎn)便地導(dǎo)出曲線或截屏，無需再到網(wǎng)上淘換備件。

吉時(shí)利I-V追蹤儀軟件與SMU相結(jié)合，提供了一種經(jīng)濟(jì)的方式，既可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)典曲線追蹤儀的易用性，又沒有維護(hù)古董儀器帶來的負(fù)擔(dān)。

I-V曲線追蹤儀軟件的應(yīng)用

在對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行故障分析方面，I-V曲線追蹤儀非常流行，這在一定程度上因?yàn)樗鼈兲峁┝司芸刂坪椭苯咏Y(jié)果。如果為器件提供的功率過多，可能會(huì)破壞直指故障根源的靈敏證據(jù)。I-V曲線追蹤儀直接控制輸出電平，仿真這一功能，允許故障分析（FA）工程師慢慢爬升到異常的I-V曲線，然后無縫深入其行為，源輸出上支持最低500 nV （或500 fA）分辨率。

除故障分析外，曲線追蹤儀一直被視為工程教學(xué)的必備設(shè)備，因?yàn)樗鼈兎浅：?jiǎn)單，學(xué)生可以把所學(xué)的知識(shí)直接應(yīng)用到電氣設(shè)備中。I-V曲線追蹤儀軟件及SMU提供了同樣的優(yōu)勢(shì)，學(xué)生可以獲得實(shí)時(shí)直接控制功能，可以實(shí)驗(yàn)和鞏固各種電子器件知識(shí)。

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