Keithley Hall测试系统方案

吉时利仪器公司(Keithley)是一家专门从事低电平测量仪器的厂家。其基本测试能力是电流1 10-17A，电压1 10-12V，电阻1 10-10 ，电荷1 10-17C。KeithleyHall测试系统具有高可靠性、重复性和高准确度的特点。


选择测试仪器的考虑


在霍尔效应测试中，关键是需要一个精密的低电流、低噪声、高输出阻抗的电流源和高阻放大器，确保所有电流通过样品时不被分流或池漏。同时，一个灵敏的小电压测量仪器，对于测量低功率（低电流）下的霍尔系数是极为重要的。针对这些要求，Keithley推出 了由220电流表、6514高阻表、2182灵敏纳伏电压表、7065Hall卡构成的Hall测量系统。


Hall系统简介


电路如图1

测量过程

利用KeithleyHall卡7065，用220电流源给样品提供输入电流，485电流表测流经样品的电流，然后用2182测样品Hall电压。这套测试系统利用7001程控开关系统，可很方便的进行样品自动旋转和多路样品自动测试。

仪器简介

7065：可运行在低/高阻模式

作为霍尔效应测试的核心部分，7065所具有的灵敏度和能力代表着霍尔测试的领先水平。7065Hall卡是Hall测试信号的前端调理系统，作为样品信号与测试仪器的缓冲部分，它可以运行于低阻和高阻模式。 低阻模式:

　输入阻抗　　　>10G
　本底电流　　　<100pA
　输入电压噪声　<50nVp-p
高阻方式:
　输入阻抗　　　>100T
　本底电流　　　<150fA
　输入电压噪声　<10 Vp-p

220电流源：

0.5pA到 101mA电流输出;
　1014 输出阻抗;
　最小噪声为100ppm峰峰值;
　灵敏度为0.5pA;

2182：

1nV分辨率，最高精度为2ppm，读数+1ppm量程，71/2显示。

7001：

程控开关控制器，可插Keithley程控开关卡，7065卡就插在里面。
在这套系统中，如果再选多路开关卡，就可实现多样品自动测试。这套系统利用了7065、220的优势，使其测量电阻可达1012 。测试系统框图如2所示。

如果样品阻值>1012 ，可以采用如图3所示的系统。这套系统让220电流源的输出直流流经样品，6514高阻计作为高阻放大，使其具有高的输入阻抗，减少泄漏。2182纳伏电压表用于测量霍尔电压。

仪器介绍：

6514输入阻抗>200T ，噪声<1fA

低温系统：
范围从78K～400K
控温精度为 0.2K

磁场系统：
80极面，工作距离为25mm，0 60可调。最大为8000高斯，电源功率为1.5kW。