Ein Kennlinienschreiber ist ein grundlegendes elektronisches Testgerät, mit dem IV-Kurven verfolgt werden, indem die Eigenschaften von Halbleiterbauelementen wie Dioden, Transistoren, Thyristoren usw. analysiert werden. Sie werden häufig in Anwendungen zur Gerätezuverlässigkeit wie Fehleranalyse und parametrische Charakterisierung verwendet.
Tektronix führte 1955 den branchenweit ersten Kennlinienschreiber ein, um charakteristische Kurven für Vakuumröhren anzuzeigen. Im Laufe der Jahre wurden immer komplexere und ausgefeiltere Modelle zum Testen von Transistoren, Dioden und anderen Halbleiterbauelementen veröffentlicht.
Der Kurvenschreiber Typ 576 von Tektronix wurde 1969 eingeführt und fand breite Akzeptanz in der Industrie. Das vintageTEK Museum verwendet dieses spezielle Exemplar für Reparaturen in seinem Restaurierungsraum. Weitere Einzelheiten finden Sie hier.
Die Nachfrage nach klassischen Kennlinienschreibern
Diese frühen Modelle waren und sind immer noch gefragt für Fehleranalysen und Bildungsanwendungen. Ihre Popularität ist zum Teil auf ein einfaches Interaktionsmodell zurückzuführen, das moderne Kennlinienschreiber nicht nachbilden können, einschließlich der Benutzererfahrung, einfach „an einem Knopf zu drehen“, um die Kurve auf dem Bildschirm anzuzeigen. Da diese älteren Tektronix-Kennlinienschreiber nicht mehr hergestellt werden, hat die anhaltende Nachfrage zu einem robusten Markt für gebrauchte traditionelle Kennlinienschreiber mit überholten 370B-Geräten geführt, die bei Online-Auktionen 20.000 $ oder mehr erzielen.
Für Labore, die es vorziehen, weiterhin traditionelle Kennlinienschreiber zu verwenden, stellt die Abhängigkeit von Vintage-Instrumenten einige Hindernisse dar. Angesichts der Kosten für gebrauchsfähige alte Geräte teilen sich Labore in der Regel ein Gerät mit all ihren Fehleranalysetechnikern. Um vorhandene Instrumente funktionsfähig zu halten, müssen alte Ersatzkomponenten beschafft und gelagert werden, und die ziemlich große Stellfläche verbraucht den begrenzt verfügbaren Platz im Labor. Dabei brauchen Sie nicht daran zu denken, Daten einfach zu erfassen und auszutauschen.
Moderne IV-Kennlinienschreiber-Konfigurationen
Tek und Keithley erkannten den Bedarf an einem Instrument, das den klassischen Tektronix-Kennlinienschreibern besser entspricht, und stellten zwei Lösungen vor. Die ersten sind die sogenannten Keithley PCT (Parametric Curve Tracer configuration); es handelt sich um IV-Kennlinienschreiber-Konfigurationen , die alles enthalten, was der Charakterisierungsingenieur benötigt, um ein vollständiges Testsystem zu entwickeln. Da diese Konfigurationen modular sind, können sie im Laufe der Zeit aufgerüstet werden, und die einzelnen „Baustein“-Instrumente wie Source Measure Unitskönnen bei Bedarf einzeln für andere Anwendungen verwendet werden. Obwohl diese Konfigurationen den klassischen Kennlinienschreibern am nächsten kommen, sind sie auch eine ziemlich große Investition. Und je nach Bedarf eines Labors gibt es eine einfachere Lösung.
I-V-Kennlinienschreiber-Software
Keithley hat kürzlich eine IV-Kennlinienschreiber-Software eingeführt, die es Ingenieuren für Fehleranalysen ermöglicht, Keithley SourceMeter® Source Measure Units (SMU) zu verwenden, um Tests durchzuführen, die ursprünglich von klassischen Kennlinienschreibern für Geräte mit zwei Anschlüssen durchgeführt wurden. Da eine SMU Spannung oder Strom liefern und gleichzeitig Spannung und Strom messen kann, hat sie die gleichen Hardwarequalitäten wie ein Kennlinienschreiber.
Diese neue IV-Kennlinienschreiber-Software nutzt die intuitive Touchscreen-Oberfläche der grafischen SMUs der Serie 2400, um die vertraute Benutzererfahrung eines Kennlinienschreiber für zweipolige Geräte mit geringem Stromverbrauch nachzubilden. IV Tracer nutzt die volle Leistungsfähigkeit der unterstützten SMUs, einschließlich der dualen Hochgeschwindigkeits-Digitalisierer des 2461, um neben der standardmäßigen DC-Polarität eine Verfolgung mit AC-Polarität und gepulstem DC durchzuführen. Dies entspricht z. B. dem 576, der über die Polaritäten +DC, -DC und AC verfügte, d.h. der Ausgang ist entweder +Spannung, -Spannung oder sowohl + als auch - Spannung.
Die Keithley IV Tracer-Software nutzt die Touchscreen-Oberfläche der grafischen SMUs der Serie 2400, um die vertraute Benutzererfahrung eines Kurven-Tracers für stromsparende Geräte mit zwei Anschlüssen nachzubilden.
Ein wirtschaftlicher Ansatz zur Verfolgung von IV-Kurven
Anstatt Ressourcen für gemeinsam genutzte, veraltete Geräte zu bündeln, können Labore jetzt einzelne Ingenieure mit ihrem eigenen IV-Kennlinienschreiber ausstatten. Keithley SMUs sind tragbar und passen problemlos auf Labortische, wie der Vergleich mit einem 370B unten zeigt. Darüber hinaus stehen den Benutzern immer noch alle Quellen-, Senken- und Messfunktionen von Keithley SMUs mit Kennlinienschreiber-Funktionalität zur Verfügung, die nur wenige Klicks (oder Berührungen) entfernt sind. Es ist auch einfach, Kurven oder Screenshots zu exportieren, und es ist nicht nötig, Online-Angebote nach Ersatzteilen zu durchsuchen.
Die Keithley IV Tracer-Software stellt zusammen mit einer SMU eine kostengünstige Möglichkeit dar, alle Vorteile eines klassischen Kennlinienschreibers zu nutzen, ohne den Aufwand, der mit der Wartung eines alten Geräts verbunden ist.
Eine SMU mit Keithley IV Tracer-Software ist nur ein Bruchteil so groß wie ein klassischer Kennlinienschreiber.
Anwendungen für IV-Kennlinienschreiber-Software
Bei der Fehleranalyse von Halbleiterbauelementen sind IV-Kennlinienschreiber zum Teil deshalb so beliebt, weil sie eine präzise Kontrolle und sofortige Ergebnisse liefern. Wenn Sie zu viel Strom durch ein Gerät leiten, ist es möglich, dass empfindliche Hinweise, die auf die Fehlerursache hinweisen, zerstört werden. I-V Tracer simuliert diese Funktionalität, indem es eine direkte Kontrolle über den Ausgangspegel bietet, sodass Ingenieure für die Fehleranalyse (FA) langsam bis zu einer Anomalie der I-V-Kurve hochfahren und dann nahtlos in das Signalverhalten eintauchen können, und zwar mit einer Mindestauflösung von 500 nV (oder 500 fA) für den Ausgangswert.
Neben der Fehleranalyse gelten Kennlinienschreiber seit langem als ein Muss unverzichtbar für den Unterricht in technischen Fächern, da sie es den Schülern ermöglichen, ihr Gelerntes direkt auf elektrischen Geräten anzuwenden. IV Tracer mit einer SMU bietet den gleichen Vorteil, indem es den Schülern eine direkte Echtzeitsteuerung ermöglicht, die es ihnen ermöglicht, mit einer Vielzahl von Elektronik zu experimentieren und ihr Verständnis zu festigen.
Um die richtige Lösung für Ihre Anwendung zu finden, entdecken Sie unsere IV-Kennlinienschreiber-Konfigurationen oder erfahren Sie mehr über Keithleys IV-Kennlinienschreiber-Software und grafische SMUs.
Kennlinienschreiber vs. IV-Kennlinienschreiber-Software FAQs
Was ist ein Kennlinienschreiber?
Ein Kennlinienschreiber ist ein grundlegendes elektronisches Testgerät, das zur Durchführung von IV-Kurvenaufzeichnungen verwendet wird. Dafür werden die Eigenschaften von Halbleiterbauelementen wie Dioden, Transistoren, MOSFETs und weiteren analysiert.
Für welche Anwendungen werden Kennlinienschreiber verwendet?
Kennlinienschreiber werden häufig in Anwendungen zur Gerätezuverlässigkeit eingesetzt. Dazu gehören insbesondere die Fehleranalyse und parametrische Charakterisierung. Ebenso sind Kennlinienschreiber ein wichtiges Werkzeug in der Bildung. Sie ermöglichen es den Studierenden, das Verhalten von elektrischen und elektronischen Bauteilen in der Praxis zu untersuchen und ihr theoretisches Wissen anzuwenden und zu vertiefen.
Was war das erste Kennlinienschreiber-Modell, das von Tektronix eingeführt wurde?
Im Jahr 1955 führte Tektronix den branchenweit ersten Kennlinienschreiber ein. Dieses Gerät wurde verwendet, um charakteristische Kurven für Vakuumröhren anzuzeigen. Im Laufe der Jahre ist die Entwicklung weiter forangeschritten, wodurch komplexere und ausgefeiltere Modelle entwickelt wurden.
Was sind die Herausforderungen bei der Verwendung von traditionellen Kennlinienschreibern?
Traditionelle Kennlinienschreiber, insbesondere Vintage-Modelle, können schwierig in der Wartung und teuer in der Anschaffung sein. Sie nehmen außerdem viel Platz im Labor ein und ihre Daten sind oft nicht einfach zu erfassen und auszutauschen.
Was sind die Vorteile der Verwendung von IV-Kennlinienschreiber-Software?
Die IV-Kennlinienschreiber-Software ermöglicht es Ingenieuren, Tests mit Keithley SourceMeter® Source Measure Units (SMU), die ursprünglich von klassischen Kennlinienschreibern durchgeführt wurden, auszuführen. Dies ermöglicht eine intuitivere Benutzererfahrung und die Möglichkeit, Daten einfacher zu erfassen und zu teilen.