定义

内置扫描生成能力

精密脉冲定时和直流偏置开启序列

在二极管结温测量中

其他重要特性/改进

与外部仪器的通信和同步

程序命令兼容

数据存储变化

各色各样的变化

定义

在2600系列[1]和2600A系列数字源表之间高度的命令兼容性，使得测试工程师在维持现有测试平台的同时，仍可以不断投资新技术。工程师在测试过程中，可以随时开启2600A系列数字源表[2]的新能力。这些改进的能力将带来的有益结果：吞吐量增加，源和测量动作的精密定时，动态测试配置以及改进的并行测试能力。

从2600系列数字源表®到2600A系列数字源表　更短的产品周期和新增的技术，满足为实现投资最大化的制造商们对可配置测试系统的迫切需求。2600A系统数字源表是对现有2600系列数字源表[3]的改进，可以满足当今测试工程师并行测试以及时间关键应用的需求。

新的仪表都有哪些改进呢？表1对2600A系统和2600系列数字源表[4]之间的主要区别进行了对比。

表1 2600系列和2600A[5]系统数字源表特性/能力比较

特性特性　能力/性能

2600系列(非-A)　2600A系列

内置扫描生成　仅使用工厂脚本 　内置ICL，可以配置线性、日志和清单扫描。直接与触发模型连接，实现精密定时控制。

灵活的触发模型　否　是

精密脉冲定时　最小脉宽= 200μs。脉冲同步只限于两个通道。SMUA脉宽必须比SMUB脉宽宽40μs。　最小脉宽=100μs。能够从多个节点输出同步脉冲，与脉宽无关。

在扩展操作区域进行脉宽调制　仅2611、2612两个型号　所有型号都具有10A脉冲能力

并行测试　仅使用多个TSP-Link网络。只有通过数字I/O端口之间的外部线缆，才有可能实现同步。　在单个TSP-Link网络中，可以实现异步和同步并行测试。同步操作不需要额外线缆。

单一测量到内存的读数速率　10000读数/秒　20000读数/秒

USB内存　否　是

较低的宽带源噪声 　源噪声因型号而异。2601/02/11/12 型噪声比2635/36型噪声高。 　2601A/02A/11A/12A型源噪声较低，满足2635/36规范。所有型号的源噪声都低于20mVp-p （典型值）。

LAN接口，具有LXI软件触发功能　不可用　是

基于web的嵌入式软件，实现快速、简易测试　不可用　是，而且免费！

目前，2600系列数字源表的用户发现：将应用转向2600A系列数字源表将更容易。2600A系列数字源表的所有命令几乎都是后向兼容的，因此现有程序不必修改或只需稍加修改，就可以运行。值得一提的是，为支持新触发模型而对某些代码修改后，2600A系列数字源表将为用户提供更大的吞吐量，并实现多个设备之间源和测量操作的同步。

为了突出2600A系列数字源表的优势，这个应用笔记将从常见的半导体测试应用角度对其新特性进行说明。

内置扫描生成能力

灵活性已经成为2600A系列数字源表的优势之一。这种灵活性部分源自其对刚性触发模型[6]的独立性，这在基于SCPI的仪器中是常见的。不过，使用触发模型代表着对源和测量操作的更精密定时控制。与2600A系列数字源表一道，吉时利推出了新的触发模型，同吉时利其他产品和竞争产品的触发模型相比，新触发模型具有更大的灵活性和更佳的定时控制。2600A系列数字源表[7]的出发延迟(也就是，从接到输入启动到源变化的周期) 可以低于10µs。此外，用户可以在单一设备源变化之间实现亚微秒同步，也可以在通过TSP-Link[8]连接的多设备网络源变化之间实现亚微秒同步。同时，仍保持编程灵活性，因为用户还可以选择操作外部触发模型。

除了触发模型，还提供内置扫描生成功能，可以在单一命令语句中很容易地实现线性、日志、清单扫描编程。在2600系列数字源表中，也提供了类似的扫描能力，但只能使用工厂脚本功能或用户创建的环路，不利于源电平和测量。

为了理解2600A系列数字源表新触发和扫描能力的强大功能，这个应用笔记在以双极型晶体管(BJT)[9]的Gummel测试为例。图1给出简化的测试示意图。现在，我们考虑如何利用2636型数字源表进行测试。为了执行Gummel测试，需要对2636型数字源表进行编程。

图1 用于二极管结温Gummel测试的SMU配置

设置正常运行时间是为在进行扫描之前配置SMU源和测量[10]参数。因此，设置间隔只需要一次。从那以后，根据用户需要，扫描可以运行多次。在这个测试中，2636型数字源表[11]被配置为在很短的积分时间内(NPLC = 0.001)进行测量，但默认源和测量延迟则根据需要维持在设置的低电流范围内。对2636型数字源表而言，建立时间大约是78ms。测试执行时间是91.9ms。图2给出测试结果曲线图。

图2 使用2636和2636A型数字源表的Gummel测试图

同样代码还可以在2636A型数字源表上运行。在图2中也给出了相应的测试结果。注意，两个仪表生成数据的良好相关性。2636A型与2636型数字源表的建立时间和测试执行时间具有可比性。

接着，对2636A型数字源表[12]进行配置，使之利用新的扫描功能和触发模型进行Gummel测试。为了执行Gummel测试，需要对2636 A型数字源表进行编程。

在图2中也给出相应的测试结果。再次提请注意，所得数据与2636型数字源表测试结果非常相关。

使用触发模型时，2636A型数字源表的建立时间大约是88ms，比不使用这个触发模型[13]时要稍微长一些(大约长9ms)。不过，需要注意：这个建立的时间间隔是不重现的。同时，测试执行时间的缩短可以补偿建立时间的增加。在与2636型数字源表使用同样的默认源和测量延迟情况下，使用触发模型的测试执行时间是55.8ms，测试时间较少将近40%。这个例子清楚地表明：2600A型系列数字源表触发模型的速度优势，即使在小电流测试时也优势明显。

精密脉冲定时和直流偏置开启序列

在很多IC[14]和ASIC[15]中，多个电源的开启序列至关重要。同样重要的是，不同电源开启之间的定时。在2600型系列数字源表中，不同电源开启之间延迟的精度受到连续命令行命令执行的限制。要将SMUA[16]与SMUB[17]开启之间的延迟设置为200µs，可能需要以下命令序列：

reset()smua.source.levelv = 0

smub.source.levelv = 0

smua.source.output = smua.OUTPUT_ON

smub.source.output = smub.OUTPUT_ON

smua.source.levelv = 5

delay(200e-6)

smub.source.levelv = 3.5

图3给出在2602型数字源表[18]上执行前述序列的结果。实际延迟接近1.5ms，比预设值多7倍。此外，对于连接至TSP-Link网络的每个节点，命令执行时间也都有所增加。

图3 2602型数字源表的直流偏置序列。期望延迟是200µs。实际延迟是1.45ms。

2600A系列型数字源表[19]触发模型，允许用户在微秒数量级的精度对源电平和延迟时间进行编程。下面的命令序列将2602A[20]型数字源表SMUA[21]与SMUB[22]开启时间延迟设置为200µs 。

reset()

smua.trigger.source.listv({5})

smua.trigger.source.action = smua.ENABLE

smub.trigger.source.listv({3.5})

smub.trigger.source.action = smub.ENABLE

--Program timer with a delay of 200us

trigger.timer[1].delay = 200e-6

trigger.timer[1].stimulus = smua.trigger.ARMED_EVENT_ID

trigger.timer[1].count = 1

trigger.timer[1].passthrough = false

smua.trigger.source.stimulus = 0

smub.trigger.source.stimulus = trigger.timer[1].EVENT_ID

smua.trigger.endsweep.action = smua.SOURCE_HOLD

smub.trigger.endsweep.action = smub.SOURCE_HOLD

smua.source.output = smua.OUTPUT_ON

smub.source.output = smub.OUTPUT_ON

smub.trigger.initiate()

smua.trigger.initiate()

图4给出前述命令序列的结果。注意，通道之间的延迟大约是196.8µs(在50% SMUA振幅到50% SMUB振幅间测量)。

图4 2602A型数字源表的直流偏置序列。期望延迟是200µs。实际延迟是196.8µs。

With Series 2600A instruments，a minimum delay time of10µs seconds is possible.

利用2600A系列数字源表，可以实现10µs的最小时间延迟。

在二极管结温测量中

采用2600A系列数字源表触发模型有可能实现高精密定时，因此在脉冲调制[23]的相关应用中具有优势。下面以二极管结温测量为例进行说明。

结温测量是将器件温度与二极管正向压降进行相关而测量的。为了采集P-N结的真实温度，要尽量避免给其增加额外热量，因此正向压降[24]一般是利用很短的电流脉冲进行测量的。如果驱动电流较高，那么短脉冲就特别重要。在高亮度LED测量中往往如此。

所有的2600A系列数字源表[25]提供10A 脉冲能力，这是最初的2601和2602 数字源表所不具备的。2600A系列数字源表还将最小脉宽缩短至2600系列数字源表的一半，使用户可以设置100µs的脉冲。此外，目前在2600A系列数字源表网络各节点已经可以及时实现脉冲的精密同步。图5和图6对2612[26]和2612A[27]数字源表的双通道脉冲性能进行了对比。

图5 进入100mW电阻器的双通道10A脉冲。图示的最小可编程脉宽是200µs和240µs，这是在Model 2612型数字源表上利用KIPulse脚本创建的。

1 为2600系列数字源表编写的采用KIPulse脚本的软件，不做改动即可在2600A系列数字源表运行。

图6 进入100mW电阻器的双通道10A脉冲。图示的最小可编程脉宽是100µs，这是在Model 2612A型数字源表上创建的。

其他重要特性/改进

异步与同步并行测试

并行脚本运行是运行TSP-Link[28]网络中远程脚本的能力。当初推出2600系列数字源表时，脚本只能在TSP-Link网络的一个节点上运行。由GPIB唯一地址定义的这个节点(主节点)，能够控制其他节点（远程节点）的源和测量动作，但这种操作只能按顺序进行。这些限制使得在单一TSP-Link网络中不可能实现真正的并行测试。因此，在并行测试应用中，很少使用TSP-Link，以支持GPIB[29]通信线缆分离至多个节点，以及通过分离至2600系列数字源表数字[30]I/O端口的连接实现触发。

2600A系列数字源表[31]通过支持TSP-Link网络远程节点脚本的运行，克服了TSP-Link并行测试的局限性。图7给出一个并行测试应用。节点可以配置为分组，组长可以通过运行脚本，来控制本组内任何节点的操作。这种按组分配是动态的，可以利用SMU组合对一个器件进行测试，然后，为了独立运行针对多个器件的测试，可以将相同的SMU重新分配给不同组。这些分配只需使用软件命令即可完成。此外，2600A系列数字源表触发模型，使得在TSP-Link连接中，利用硬件触发信号，就可以实现TSP-Link网络各节点之间源和测量动作的同步。

图7 并行脚本执行配置实例。

这种测试配置的灵活性允许测试工程师对SMU[32]进行重新分组和重新分配，迅速准备新器件的测试，实现了资源利用的最大化。动态配置，加上其履行并行测试的能力，可以将变换硬件设备的时间降到最少，并允许在所有SMU上同时运行独立测试，因此可以降低测试成本。

与外部仪器的通信和同步

如前所述，通过TSP-Link连接的2600A系列数字源表[33]，将提供增强的触发和同步能力。利用TSP-Link线缆中的3个硬件同步线路，还很容易将这种同步扩展至其他基于TSP[34]的仪器。

2600A系列触发模型还支持SMU与外部非TSP以及非吉时利仪表之间的精密触发。其实现方式有两种：(1)对数字I/O触发，采用低触发延迟；(2) LAN触发：

数字I/O触发：从数字输入触发到源或测量变换启动的触发延迟，从2600系列数字源表[35]的150µs缩短至2600A系列数字源表的10µs。这将实现SMU操作与外部仪表的操作的更精密排列。

2. LAN触发：2600A系列数字源表属LXI兼容。不过，除了基本的LXI-C规范，2600A系列数字源表还包括LAN软件触发器，可以与具有触发能力的LXI仪表[36]进行握手。

程序命令兼容

实施新测试设备成本的一个方面包括从现有稳定的软件程序转向支持新产品。当转向2600A系列数字源表时，这方面的成本将大大减少，因为这些仪表与2600系列数字源表[37]的软件程序几乎是100%的命令兼容。下面，介绍一下它们之间的微小差别。

脚本管理的变化

在2600A系列数字源表中，脚本可以存储在内部非易失性内存或者从前部面板USB端口插入的存储器件中。为了支持这个USB存储功能，脚本save()功能已经更新，允许用户指定目录和文件名。例如，可以使用以下命令，将"myscript"脚本保存至USB端口名称为"test1"的文件夹，文件名是"example1.tsp"。

在2600A系列数字源表[38]中，使用save() 功能将不可能再以不同名称保存脚本；而在2600系列数字源表中，这是可能的。为了以不同的名字保存脚本，必须对脚本进行命名，然后调用save() 功能。

2 通过分配脚本名称属性字符串，可以对脚本重新命名。下面的例子将"myscript"重新命名为"exampleScript"。

对脚本进行重新命名确实改变了以该脚本为基准的任何变量的名称。当使用加载脚本功能创建脚本时，2600/2600A系列数字源表还创建具有相同名称的全局变量。为了运行脚本，这个全局变量通常是可以访问的。因此，在前述例子中，myscript变量仍然以"exampleScript"这个新名称脚本为基准。

访问脚本源代码更加困难

有时候，编程人员想要阻止其他用户访问脚本的源代码。在2600系列[39]数据源表中，可以使用二进制发行示例脚本使得脚本源代码读取困难。不过，在2600A系列[40]数字源码中，可以删除脚本源代码，但仍然保持运行脚本的能力。为了删除脚本源代码，可以将脚本属性设置为零。然后，读取源代码只返回该代码的二进制编码版本。下面就是如何删除myScript源代码的实例。其中包括试图找回脚本源代码的结果。

myScript.source = nil

print(myScript.source)

2612A系列数字源表[41]的返回如下：

loadstring(table.concat({ "\\27LuaP\\0\\4\\4\\4\\6\\8\\9\\9\\8A}\\245\\23h\\147\\9\\182\\0\\0\\ 0\\1\\0\\0\\0"， "\\0\\0\\0\\0\\0\\2\\0\\0\\0\\12\\0\\0\\0\\1\\0\\0\\0\\1\\0\\0\\0\\1\\0\\0\\0\\2\\0\\0\\0\\2"， "\\0\\0\\0\\2\\0\\0\\0\\3\\0\\0\\0\\3\\0\\0\\0\\3\\0\\0\\0\\4\\0\\0\\0\\4\\0\\0\\0\\4\\0\\0"， "\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\8\\4\\0\\0\\0\\5smua\\0\\4\\0\\0\\0\\7source\\0\\4\\0\\0"， "\\0\\5func\\0\\3?\\240\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\4\\0\\0\\0\\7leveli\\0\\4\\0\\0\\0\\8mea"， "sure\\0\\3\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\4\\0\\0\\0\\6sense\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\12\\0"， "\\0\\0\\5\\0\\0>\\198\\0~?I\\0\\0\\0\\5\\0\\0>\\198\\0\\127?I\\0\\0\\0\\5\\0\\0?\\198"， "\\0~@\\9\\0\\0\\0\\5\\0\\128\\191I\\0\\0\\128\\27"}))()

数据存储变化

在2600A系列数字源表中，对内存读取速率的最大测量值增加了两倍，必定需要更多的读数缓冲存储器。除了增加2600A系列数字源表[42]的内部数据缓冲存储器，还需要添加前部面板USB端口，以便于用户访问更多的内存。为了满足存储需求，用户现在可以从多种数据存储设备中进行选择，不限于2600A系列数字源表的内存分配。

在最初的2600系列数字源表中，在专用读数缓冲区(smua.nvbuffer1、smua.nvbuffer2、smub.nvbuffer1以及smub.nvbuffer2)中的仪表数据自动保存至非易失性内存中。2600A系列数字源表需要在专门读数缓冲区调用保存数据的专门功能。利用smuX.savebuffer功能将读数缓冲区保存至内存或USB存储器件中。利用smuX.savebuffer功能指定文件名与格式(.csv or .xml)，存储至USB存储设备中。在没有任何参数情况下调用smuX.savebuffer功能时，缓冲区保存至2600A系列数字源表内部的非易失性内存中。

同2600系列数字源表相比，2600A系列数字源表[43]的读数缓冲区还具有不同的基础时间戳。2600A系列数字源表的基础时间戳是从1970年1月1日12:00开始的以秒为单位数字。而2600系列数字源表的读数缓冲区，其基本时间戳是从仪表上电开始的以秒为单位的数字。

3 从时间戳要素来看，读数缓冲区的基本时间戳是不同的。基本时间戳是存储在读数缓冲区的第一个读数的实时基准。读数缓冲区的时间戳属性是一个时间戳排列，读数缓冲区的每个读数单位都是秒。这些时间戳是相对于基本时间戳的。因此，在缓冲区存储的第一个读数的时间戳始终是0秒。

3 The base timestamp of the reading buffer is different from timestamps element. The base timestamp is

各色各样的变化

2600系列和2600A系列数字源表之间还存在着其他几个差异：

·双精度运算：2600系列数字源表采用单精度浮点运算，而2600A系列数字源表[44]则采用双精度浮点运算。注意，如果现有软件程序的编写容易受到四舍五入或截断误差的影响，那么这一点是非常重要的。典型后果包括：

– 条件环路退出行为不同。例如，假设将一个环路设置为当电压<1.0时退出。在双精度运算中，当测量值为0.999999990时环路仍将继续，但在单精度运算中，就将退出环路。

– 计算的参数值和数学值略有不同。其中包括内插值或推断值(如阈值电压)；数字微分或斜坡计算值(如跨导)；或者数字积分值(如通过对测量电流进行积分而计算出的电流)。

·reset()命令：同2600系列数字源表中发布的reset()命令相比，在2600A系列数字源表中发布的reset()命令更加全面。某些特性具有不同的默认状态。例如，现在数字I/O线路的默认触发模式是TRIG_BYPASS，允许直接读写至数字I/O线路。在中间件1.3.4版本或更早的版本，2600系列数字源表[45]的默认触发模式是TRIG_FALLING。在2600A系列数字源表的数字I/O线路发送和接收触发时，其模式必须明确设置为支持的硬件触发模式之一。

· 更新工厂脚本[46]：在吉时利工厂脚本中创建的调用功能的任何软件程序都是后向兼容的。此外，用户可以访问所有工厂脚本的源代码，包括KI Pulse功能。为了利用2600A系列数字源表的新特性，许多工厂脚本功能是重新编写的，如触发模式。对需要为其自身应用编写类似功能和脚本的用户来说，这个源代码可以作为一个很好的例子。