2182A/J 2182A型纳伏表电压电阻测量仪

Keithley 2182A/J 2182A型纳伏表电压电阻测量仪介绍：

双通道2182A型纳伏表适合进行稳定的低噪声电压测量，以及适合可靠且重复地检定低阻材料和器件。相比其他低电压测量解决方案，其测量速度更快，噪声性能显著提高。它提供简化的增量模式，适用于结合反向电流源（如6220或6221型号）进行电阻测量。

特点：

1nV灵敏度

1s响应时间下的噪声通常只有15nVp-p，60ms下噪声为40–50nV p-p

双通道

测量周期与电源线交流周期同步

内置热电偶线性化和冷接点补偿

内部极性反转测量技术

适合用于6220/6221型电流源

与6220或6221结合使用时，支持增量模式电流反向测量技术

2182A/6221组合将信号脉冲与测量同步

优势：

提供精确的超低电压测量

确保在广泛的有用响应时间下实现低噪声电平

支持测量电压、温度或未知电阻与参考电阻的比值

最小化由于线路周期不同阶段的起始读数导致的变化。其结果是线路抗扰能力非常高，基本或根本不需要进行屏蔽或滤波

简化了进行精确温度测量的过程

消除热误差源

进行微分电导、脉冲和电阻测量时，允许将这两台仪器作为一台单独的仪器来运行

支持低至10nΩ的电阻测量

将温度敏感型DUT的功耗降至较低

双通道2182A型纳电压表经过优化，可进行稳定、低噪声的电压测量，并可可靠、可重复地表征低电阻材料和器件。与其他低压测量解决方案相比，它提供了更高的测量速度和显着更好的噪声性能。

2182A型代表了基时利纳米电压表技术的下一步，取代了原来的2182型，并提供增强的功能，包括脉冲能力，更低的测量噪声，更快的电流反转以及简化的增量模式，用于与反转电流源(如6220型或6221型)相结合进行电阻测量。

进行低噪声测量

高速，通常只有15nV

灵活，有效的速度/噪音权衡

P-p噪声在1s响应时间

40-50nV-p噪声在60ms

Delta模式坐标

测量带反转

2182A型可以轻松选择速度/滤波器组合，以满足特定应用的响应时间和噪声水平要求。从广泛的响应时间中进行选择的能力允许优化速度/噪声权衡。在广泛的有效响应时间范围内确保低噪声水平，例如，典型的15毫秒时的15nV p-p噪声和60毫秒时的40-50nV p-p噪声。

图1显示了2182A型的噪声性能

图1所示，比较2182A型和纳伏/微欧姆表的直流噪声性能。所有显示的数据都是以每秒10个读数的速度进行的，并对输入端施加了低热短路。

纳伏表

可靠的结果

在纳伏水平上，电力线噪声会显著影响测量精度。2182A型通过将其测量周期与线路同步来减少这种干扰，从而最大限度地减少由于在线路周期的不同阶段开始的读数引起的变化。其结果是对线路干扰具有非常高的抗扰性，几乎或根本不需要屏蔽和滤波。

优化用于6220/6221型电流源

当今非常小且节能的电子设备的设备测试和特性要求采购低电流水平，这要求使用精确的低电流源。较低的刺激电流会在设备上产生较低且难以测量的电压。将2182A型纳电压表与6220型或6221型电流源连接起来，可以在一个易于使用的配置中解决这两个挑战。

连接后，型号2182A和型号6220或6221可以像单个仪器一样操作。它们简单的连接消除了困扰其他解决方案的隔离和噪声电流问题。模型2182A/622X组合允许进行增量模式和差分电导测量比原来的模型2182设计允许更快，噪音更小。

2182A型还可以与6221型一起工作，进行脉冲模式测量。

2182A/622X组合是各种应用的理想选择，包括电阻测量、脉冲I-V测量和差分电导测量，与锁相放大器或交流电阻桥等早期解决方案相比，具有显著优势。2182A/622X组合也非常适合许多纳米技术应用，因为它可以测量电阻，而不会在被测设备(DUT)中耗散太多功率，否则会使结果无效甚至破坏DUT。

一种易于使用的Delta模式

Keithley最初创建了用于测量2182型电压和电阻的delta模式方法和可触发的外部电流源，如Model 2400 SourceMeter®SMU仪器。基本上，delta模式自动触发电流源交替信号极性，然后触发每个极性的纳伏特表读数。这种电流反转技术

图2，2182A/6220型号使用增量模式测量10mW电阻，测试电流为20μa

抵消任何恒定的热电偏置，因此结果反映被测电压的真实值。2182A型和622X型电流源的改进增量模式使用相同的基本技术，但其实现方式已大大简化。新技术可以消除随时间漂移的热电偏移(不仅仅是静态偏移)，产生结果的时间是原始技术的一半，并允许电流源控制和配置型号2182A。设置测量所需的全部工作就是按两个键。改进的对消和更高的读取速率将测量噪声降低到1nV。

差分电导测量  

表征非线性隧道器件和低温器件通常需要测量差分电导(器件的I-V曲线的导数)。当与622X型电流源一起使用时，2182A型是业界快，完整的差分电导测量解决方案，与其他仪器选项相比，速度提高10倍，噪音显着降低。不需要对多次扫描的结果进行平均，因为数据可以在一次测量通过中获得，从而减少了测试时间并最大限度地减少了测量误差的可能性。

使用6221型进行脉冲测试

在测量小型设备时，即使向DUT中引入微量的热量也会使其温度升高，使测试结果扭曲，甚至损坏设备。当与2182A型一起使用时，6221型的脉冲能力最大限度地减少了DUT耗散的功率。2182A型/6221组合同步脉冲和测量。在6221型施加脉冲后16μs即可开始测量。整个脉冲，包括一个完整的纳伏测量，可以短至50μs。

在delta、差分电导和脉冲模式下，2182A型几乎不产生瞬态电流，因此非常适合表征容易被电流尖峰干扰的器件。

计量的应用程序

2182A型将数字万用表的精度与高速低噪声相结合，适用于高精度计量应用。它的低噪声，高信号观察时间，快速测量速率和2ppm精度为当今电压标准的相互比较和电阻标准的直接测量等应用提供了成本效益的仪表。

纳米技术应用

2182A型与622X型电流源或2400系列SourceMeter®SMU仪器相结合，是一种高度精确和可重复的解决方案，用于测量碳纳米管基材料和硅纳米线的电阻。

2182A/J 2182A型纳伏表电压电阻测量仪测量纳伏特的三种方法：

直流纳伏表。直流纳伏特表和灵敏的数字万用表都通过使用长积分时间和高滤波读数来最大限度地减少直流附近的带宽，从而提供低噪声直流电压测量。不幸的是，这种方法有局限性，特别是在样品中产生热电压并且连接变化，因此长积分时间并不能提高测量精度。2182A型噪声规格仅为6nV p-p，是噪声较低的数字纳米电压表。

AC技术。长积分和滤波读数技术的局限性导致许多人使用AC技术来测量低电阻和电压。在该方法中，对样品施加AC励磁，并以同一频率和最佳相位同步检测电压。虽然该技术消除了变化的直流分量，但在许多高频实验中，用户可能会遇到与杂散电容或L/R时间常数引起的相移相关的问题。在低频时，由于降低AC频率以最小化相移，放大器噪声增加。

电流反转法。2182A模型针对电流反转法进行了优化，该方法结合了两种方法的优点。在这种技术中，将直流测试电流进行反转，然后确定由于电流差而导致的电压差。通常，这种测量是在几赫兹的频率下进行的(这个频率刚好高到足以在热电压发生变化之前将电流反转)。2182A型在几百毫秒到几秒钟的测量时间内具有低噪声性能，这意味着与样品和连接的热时间常数相比，反转周期可以设置得相当小，有效地降低了热电压的影响。