支持 Keithley 系列源表设备

[newtontech]

功能描述

Uni-Lab-OS 需要支持 Keithley 系列源表（Source Measure Unit, SMU）设备，以扩展平台在半导体测试、材料表征等领域的应用能力。

背景

Keithley 是业界领先的精密测量仪器品牌，其源表产品广泛应用于：

• 半导体器件特性测试
• 太阳能电池测试
• LED/OLED 测试
• 材料电学特性表征
• 电池测试

Keithley 提供了丰富的 Python 控制接口和驱动库，可以方便地集成到 Uni-Lab-OS 中。

参考资料

• Keithley GitHub 仓库：https://github.com/tektronix/keithley
• 包含设备驱动、应用示例和 KickStart 模板项目
• 支持多种编程语言（Python、TSP、LabVIEW 等）

实现建议

1. 设备驱动目录结构

unilabos/devices/keithley/
├── __init__.py
├── keithley_smu.py          # SMU 设备驱动基类
├── 2400_series.py           # 2400 系列（通用型 SMU）
├── 2600_series.py           # 2600 系列（高速 SMU）
└── 2450_series.py           # 2450 系列（图形界面 SMU）

2. 核心功能

• 电压源模式：设置输出电压、电流限制
• 电流源模式：设置输出电流、电压限制
• 测量功能：电压、电流、电阻测量
• 扫描功能：线性扫描、对数扫描
• 脉冲模式：脉冲 I-V 测试
• 四象限操作：支持四象限源/载操作

3. 标准接口

继承 Uni-Lab-OS 的 UniversalDriver 基类，提供标准化接口：

• set_voltage(voltage, current_limit) - 设置电压输出
• set_current(current, voltage_limit) - 设置电流输出
• measure() - 测量电压、电流、电阻
• output_on() / output_off() - 输出开关
• reset() - 设备复位

4. 通信接口

• SCPI 命令集（通过 VISA/PyVISA）
• TSP（Test Script Processor）脚本
• TCP/IP、USB、GPIB 接口支持

应用场景

1. 半导体器件测试

   • I-V 曲线测量
   • 击穿电压测试
   • 漏电流测试

2. 太阳能电池测试

   • I-V 曲线追踪
   • 填充因子计算
   • 效率测试

3. 材料表征

   • 电阻率测量
   • 霍尔效应测量
   • 阻抗谱测量

优先级

建议优先支持：

1. Keithley 2400 系列（应用最广泛）
2. Keithley 2600 系列（高速、多通道）
3. Keithley 2450 系列（现代化图形界面）

相关资源

• Keithley GitHub: https://github.com/tektronix/keithley
• TSP Toolkit: https://github.com/tektronix/tsp-toolkit
• KickStart Software: https://www.tek.com/products/keithley/keithley-control-software-bench-instruments/kickstart