吉时利（Keithley）2400 系列源测量单元是进行I-V特性测试的行业标杆仪器。它既可以作为精密电源，也可以作为高精度测量表，能够输出并同步测量电压和电流，非常适合半导体器件、材料、传感器等的I-V曲线测试。下面是安泰测试科技整理的从基础连接到详细步骤的完整教程。

一、核心概念

在I-V测试中，2400通常工作在其 “源电压，测电流” 或 “源电流，测电压” 模式。最常用的是 “源电压，测电流” 模式来生成I-V曲线：

X轴（电压 V）：由2400输出并扫描一系列电压值。

Y轴（电流 I）：在每一个电压点上，2400同步测量流过被测器件的电流。

二、测量教程

第一部分：硬件连接与安全准备

1. 连接方式（至关重要！）

根据被测器件的特性（电阻大小、是否易受噪声干扰）选择二线制或四线制。

二线制连接（默认，适用于一般电阻测量）：

将2400前面板的 Force HI 和 Sense HI 用短接片或导线连接。

将 Force LO 和 Sense LO 用短接片或导线连接。

然后通过一对测试线（如开尔文夹）连接到被测器件。

优点：接线简单。

缺点：无法消除引线电阻的影响，测量小电阻时误差大。

四线制（开尔文）连接（适用于低电阻、高精度测量）：

移除所有 Force 与 Sense 之间的短接片。

使用两对独立的测试线：

一对电流线：从 Force HI 和 Force LO 引出，连接到器件两端。负责提供激励电流。

一对电压感应线：从 Sense HI 和 Sense LO 引出，尽可能靠近器件两端进行连接。负责高阻抗测量器件两端的真实电压。

优点：彻底消除引线电阻和接触电阻的影响，测量精度极高。

缺点：接线稍复杂。

2. 安全设置（防止损坏贵重器件）

在进行扫描前，必须设置保护限值。

进入限值菜单：按前面板 MENU -> 选择 LIMITS。

设置电压/电流限值：

在 “源电压，测电流” 模式下，需要设置 电流合规限值 (Current Compliance)。例如，测量一个二极管，可将电流限值设为 100mA。当电流达到100mA时，仪器将停止增加电压（进入COMPLIANCE状态），保护二极管不被烧毁。

在 “源电流，测电压” 模式下，需要设置 电压合规限值 (Voltage Compliance)。

确保被测器件的最大耐受值大于你设置的扫描范围和限值。

第二部分：前面板操作步骤（手动生成I-V曲线）

场景示例：测量一个二极管的I-V曲线（源电压，测电流）

复位与模式选择：

按 MENU -> SYSTEM -> RESET 恢复默认设置。

按前面板 SOURCE 键，选择 VOLTAGE 作为输出源。

按 MEASURE 键，确认测量的是 CURRENT。

设置扫描参数：

按 MENU -> SWEEP（或直接按 SWEEP 软键）。

配置扫描：

SWEEP CONFIG: 选择 LINEAR STAIRCASE（线性阶梯扫描）。

SOURCE RANGE: 选择 AUTO 或 FIXED（如 10V）。

START V: 设置扫描起始电压，例如 0V。

STOP V: 设置扫描终止电压，例如 2V（正向偏压）。

STEP V: 设置步进电压，例如 0.01V（步长越小，曲线越平滑）。

SOURCE DELAY: 设置源延迟（在每个电压点稳定后等待的时间），例如 0.01s。对于电容性器件或需要稳定的情况，适当增加。

按 SAVE 保存扫描配置。

设置测量与触发：

按 MENU -> TRIGGER。

TRIGGER COUNT: 设置为 SWEEP POINTS（由扫描的起止点和步长自动计算点数）。

ARM LAYER: 确认设置为 IMMEDIATE。

设置合规限值（安全！）：

按前面板 LIMIT 键。

将电流上限 I LIMIT 设为 0.1（即100mA），按 ENTER。

执行扫描与查看数据：

按前面板 OUTPUT ON/OFF 键，打开输出（仪器显示 WAIT 状态，等待触发）。

按 MENU -> SWEEP -> OPERATE 或直接按前面板 TRIGGER 键，开始扫描。

仪器将自动从0V步进到2V，并在每个点测量电流。屏幕会实时显示当前电压和电流值。

扫描完成后，按 OUTPUT ON/OFF 关闭输出。

读取数据（手动记录）：

扫描后，数据会自动存储在仪器的读缓冲区中。

按 MENU -> DATA BUFFER -> VIEW，可以上下翻看每个扫描点的电压和电流值。

（推荐） 使用 DATA BUFFER -> PRINT 功能，通过USB或GPIB接口将数据发送到电脑或打印机。

第三部分：使用电脑软件（推荐，用于自动化与绘图）

手动操作繁琐且不易绘图。使用电脑软件是标准做法。

推荐软件：

Keithley KickStart：官方免费软件，图形化界面，无需编程，可快速配置测试、实时绘图、导出数据。强烈推荐初学者和常规测试使用。

Keithley LabTracer 2.0：另一款免费软件，专为I-V曲线测试优化。

National Instruments LabVIEW 或 Python：通过SCPI命令编程控制，灵活性最高。

使用 KickStart 的基本流程：

连接与识别：用USB/GPIB/LAN线连接2400和电脑。打开KickStart，创建新项目，选择“SMU Instrument”，软件会自动发现仪器。

配置测试：

在“Project”面板添加一个 “I-V Sweep” 应用。

在弹出的配置窗口中：

Source：选择 Voltage。

Sweep Type：选择 Linear。

设置 Start, Stop, Step 电压（如 0V， 2V， 0.01V）。

设置 Compliance（限流，如 100mA）。

设置 Points Delay（源延迟，如 0.01s）。

运行与可视化：

点击 RUN 按钮。软件会自动控制2400执行扫描，并将数据实时传输到电脑，自动绘制出I-V曲线图。

数据分析与导出：

在图表上可以直接使用光标工具测量特定点的电压、电流值。

点击 Export Data 将数据保存为CSV或TXT文件，方便导入Excel、Origin等软件进行进一步分析。

第四部分：基础SCPI命令示例（供编程参考）

如果你想用LabVIEW、Python或任何支持串口/网口的终端控制，以下是核心SCPI命令流程：

scpi

*RST ; 复位仪器

:SOUR:FUNC VOLT ; 源电压模式

:SOUR:VOLT:MODE SWE ; 设置电压为扫描模式

:SOUR:VOLT:START 0 ; 起始电压 0V

:SOUR:VOLT:STOP 2 ; 停止电压 2V

:SOUR:VOLT:STEP 0.01 ; 步进 0.01V

:SOUR:SWE:SPAC LIN ; 线性扫描

:SOUR:SWE:POIN 201 ; 扫描点数 ( (2-0)/0.01 + 1 = 201 )

:SOUR:DEL 0.01 ; 源延迟 0.01秒

:SENS:FUNC "CURR" ; 测量电流

:SENS:CURR:PROT 0.1 ; 设置电流合规限值 0.1A

:FORM:ELEM VOLT,CURR ; 设定输出数据格式包含电压和电流

:TRIG:COUN 201 ; 触发计数等于扫描点数

:OUTP ON ; 打开输出

:INIT ; 启动扫描

:FETC? ; 从缓冲区读取所有数据（将返回一长串电压，电流，电压，电流...的数据）

:OUTP OFF ; 关闭输出

如果在具体操作中遇到问题，欢迎咨询我们18682985902（同微信）。