与2400等单一源表不同，4200A是一个模块化、软件驱动的系统。它由主框架、源测量单元（SMU）模块、控制电脑和KTE软件组成。测量是通过在KTE软件中创建并运行测试项目来完成的，而不是在前面板上操作。

第一部分：硬件连接与初始化

1. 系统连接与上电

确认模块：确保4200A主机中已安装至少一个源测量单元（SMU）模块（如4200-SMU或4210-SMU）。

连接探针台或测试夹具：使用低噪声三同轴电缆将SMU模块的Force HI、Force LO、Sense HI、Sense LO 连接到探针台的对应针座或测试夹具上。对于四线测量，必须连接所有线。

连接电脑：确保控制电脑通过网线或GPIB与4200A主机连接正常。

上电顺序：先打开4200A主机电源，等待自检完成，再启动控制电脑和KTE软件。

2. 启动软件与识别硬件

启动 Keithley Test Environment (KTE) 软件。

软件启动后会自动尝试与4200A主机通信。在 Project Navigator 中，应能看到已安装的硬件模块（如 SMU1）。

第二部分：在KTE软件中创建I-V测试项目

这是最核心的操作部分。我们将以 “测量一个二极管的I-V曲线（源电压，测电流）” 为例。

步骤1：创建新项目与配置连接

在KTE中，选择 File -> New -> Project。

在弹出的 “新项目” 向导中：

输入项目名称（如 Diode_IV_Test）。

在 “Clb” 选项卡中，为你的SMU通道（如SMU1）分配一个连接点（Pin），例如 PinA。这代表SMU1的导线在探针台上连接的位置。

点击 “Assign” 完成分配。

**步骤2：定义测试结构（Device）

在 Project Navigator 中：

右键点击 Devices -> New Device。

给器件命名（如 DUT1）。

在 Pins 选项卡中，添加引脚。对于简单的两端器件（如二极管），添加两个引脚：Anode（阳极）和 Cathode（阴极）。

将之前配置的连接点（PinA）分配给这个器件的阳极引脚。阴极通常连接到系统的地（GND）。对于双SMU测量，可以分配两个连接点。

**步骤3：创建I-V扫描测试

这是最关键的一步。KTE提供了两种方式：使用预制测试库（推荐新手） 和 编写测试脚本（CLI）。

方法A：使用预制测试库（最快捷）

在 Project Navigator 中，右键点击 Tests -> Add Test -> From Test Library。

在弹出的库浏览器中，导航到：DC Tests -> SMU Tests。

您会看到一系列预制测试：

IvsV_sweep：源电压扫描，测量电流。

VvsI_sweep：源电流扫描，测量电压。

Pulsed IvsV：脉冲式I-V扫描，用于自热效应严重的器件。

选择 IvsV_sweep，点击 Add to Project。

在项目中出现该测试后，双击它进行参数配置。

配置 IvsV_sweep 参数：

SMU：选择用于测量的SMU通道（如 SMU1）。

Start V：扫描起始电压（如 0 V）。

Stop V：扫描终止电压（如 1 V）。

Step V：电压步进（如 0.01 V）。

Compliance：设置电流限值（如 100 mA），至关重要！

Delay：在每个电压点后的稳定延迟时间（如 0.01 s）。

Auto Range：通常设置为 On。

点击 OK 保存设置。

方法B：编写测试脚本（CLI，更灵活）

右键点击 Tests -> New Test -> CLI Test。

在弹出的编辑器中，输入类似以下的命令行脚本：

cli

* 二极管正向I-V扫描示例

smu = smu1                 -- 使用SMU1

smu.reset()               -- 复位SMU

smu.source.func = smu.FUNC_DC_VOLTAGE  -- 设置源为电压

smu.source.level = 0      -- 初始电压为0

smu.measure.rangei = 0.1  -- 设置电流量程为100mA

smu.source.limiti = 0.1   -- 设置电流合规为100mA

smu.measure.delay = 0.01  -- 设置测量延迟

-- 定义扫描参数

startv = 0

stopv = 1

stepv = 0.01

points = (stopv - startv)/stepv + 1

-- 执行扫描

smu.trigger.source.linearv(startv, stopv, points, smu.FUNC_DC_VOLTAGE)

smu.trigger.measure.i(points)

smu.trigger.initiate()

-- 读取数据

data = smu.trigger.read(points)

-- data中包含了电压和电流数组

保存脚本。

第三部分：运行测试与数据分析

1. 运行测试

在 Project Navigator 中，选中您创建好的测试（如 IvsV_sweep）。

点击工具栏上的绿色 “Run” 按钮，或按 F5。

软件会弹出运行窗口。确保探头已正确接触器件（阳极和阴极），然后点击运行窗口中的 Run。

仪器将自动执行扫描，数据会实时传输到软件。

2. 查看与绘制I-V曲线

运行结束后，数据会自动显示在 “Graph” 窗口中。默认情况下，X轴为电压，Y轴为电流，I-V曲线图会自动生成。

您可以在图形上使用光标工具、缩放工具进行详细分析。

3. 数据分析与导出

数据表格：切换到 “Data” 选项卡，可以看到每个扫描点的原始数据（电压、电流）。

导出数据：

在 Data 选项卡中，选中数据，右键选择 Export，可将数据保存为 .CSV 或 .TXT 文件。

在 Graph 选项卡中，右键选择 Export Image，可将曲线图保存为图片（如PNG格式）。

参数提取：KTE软件内置强大的分析功能。您可以通过 Analysis 菜单或右键点击曲线，进行：

提取关键参数：如二极管的开启电压、串联电阻、饱和电流等。

拟合曲线：例如，对二极管正向特性进行对数拟合。

第四部分：进阶技巧与注意事项

四线（开尔文）连接：在KTE软件中配置SMU时，默认就是远程感应（Remote Sense） 模式，即四线模式。只要硬件上正确连接了Force和Sense线，软件会自动启用，无需额外设置。

多通道测试：4200A支持多SMU同时测试。例如，可以同时用SMU1和SMU2对一个三端器件（如MOSFET）进行 Id-Vd 和 Id-Vg 测试。

脉冲测试：对于功率器件或易自热器件，务必使用 Pulsed IvsV 测试库或编写脉冲脚本，以防止器件因直流加热而特性漂移。

安全与校准：

始终先设置合规限值，这是保护昂贵器件和探头的最重要措施。

定期使用4200A的 “Quick Check” 功能或进行系统校准，以确保测量精度。

项目组织：建议为不同类型的器件（二极管、MOSFET、电阻）创建不同的测试库和项目模板，提高工作效率。

快速入门总结

硬件：连好线，开电源，启软件。

软件：New Project -> 配置连接点 (Clb)。

器件：在 Devices 下新建器件，定义引脚并分配连接点。

测试：从 Test Library 添加 IvsV_sweep 测试，双击配置扫描参数（起止电压、步长、限流）。

运行：点 Run，确保探针接触好，开始扫描。

分析：在 Graph 看曲线，在 Data 导出数据。

通过这个流程，您就可以利用吉时利4200A-SCS强大的功能进行专业级的半导体I-V特性表征了。对于更复杂的测试（如MOSFET全特性分析），可以在此基础上添加更多测试步骤和SMU通道。如果在具体操作中遇到问题，欢迎咨询我们18682985902（同微信）。