Keysight E4991B 與 E4990A 阻抗分析儀：深入技術對比與選型指南

在電子元器件、半導體器件及材料的研發(fā)、生產(chǎn)和質(zhì)檢過程中，精確的阻抗測量至關重要。Keysight（是德科技）作為電子測量領域的領導者，其 E4991B 和 E4990A 阻抗分析儀是兩款備受推崇的高性能儀器。盡管它們都提供了卓越的測量能力，但各自的設計理念和性能側(cè)重點卻大不相同。

本文將深入剖析這兩款儀器的技術規(guī)格，幫助您做出最佳的選型決策。

一、 核心性能概覽

首先，我們可以通過下表快速了解兩款儀器的核心差異：

二、 詳細技術對比

1. 頻率范圍：高頻 vs. 寬頻

這是兩款儀器最顯著的區(qū)別。

E4991B (高頻專家)： 擁有 1 MHz 至 3 GHz 的寬頻帶。這使得它成為評測高頻電子元器件（如射頻電感、射頻濾波器）以及分析半導體器件在高頻下的特性的理想工具。它能夠覆蓋從甚高頻（VHF）到超高頻（UHF）甚至微波頻段的測量需求。

E4990A (寬頻全能)： 覆蓋了從超低頻 20 Hz 至 120 MHz 的范圍。它填補了低頻和音頻領域的測量空白，非常適合評測電力線扼流圈、音頻變壓器、普通電解電容等在低頻下工作的元器件。

2. 測量精度與阻抗范圍

E4990A (精度之王)： 在精度方面表現(xiàn)更為出色，其基本阻抗測量精度可達 ±0.08% (典型值 ±0.045%)。同時，它擁有極寬的阻抗測量范圍（25 mΩ 至 40 MΩ），能夠以高精度測量極低阻抗（如大功率電感）和極高阻抗（如高阻陶瓷材料）。

E4991B (高頻精度)： 基本精度為 ±0.65%。雖然在絕對數(shù)值上不如 E4990A，但在 1 MHz 以上的高頻段，這個精度已經(jīng)非常優(yōu)秀，足以滿足絕大多數(shù)射頻和微波元器件的評測需求。

3. 功能特性與選件支持

兩款儀器都配備了 10.4 英寸彩色 LCD 觸摸屏，支持同時顯示 4 個通道和 4 條跡線，操作直觀便捷。它們都具備強大的數(shù)據(jù)分析功能，如等效電路分析（支持 7 種多參數(shù)模型）和極限線測試。

E4991B 的獨特優(yōu)勢：

材料測量選件 (002)： 可直接得到介電常數(shù) (|εr|, εr', εr'') 和導磁率 (|μr|, μr', μr'') 的讀數(shù)。

溫度特征測量 (007)： 能夠分析材料和元器件隨溫度變化的特性。

晶圓上測量 (010)： 配合探頭臺連接套件，可在高達 3 GHz 的頻率下進行晶圓級阻抗測量。

直流偏置： 需要選件 001 才能啟用內(nèi)置 0 V 至 ±40 V / 0 A 至 ±100 mA 的直流偏置源。

E4990A 的獨特優(yōu)勢：

內(nèi)置直流偏置： 標配即包含 0 V 至 ±40 V / 0 A 至 ±100 mA 的直流偏置源，方便測試偏置電壓對元器件（如陶瓷電容）的影響。

增強測量速度選件 (001)： 可顯著提升低頻型號的測量速度，使其接近旗艦型號的速度，適合生產(chǎn)線上的高吞吐量測試。

材料測量： 同樣支持與 N1500A 系列材料測量套件結合，完成從夾具設置到報告生成的完整流程。

三、 應用場景分析

選擇 Keysight E4991B，如果您的工作涉及：

射頻 (RF) 和微波元器件： 如射頻電感、天線匹配網(wǎng)絡、射頻濾波器等。

半導體高頻特性： 如晶體管、二極管在高頻下的阻抗行為。

材料高頻特性研究： 需要分析材料在 GHz 頻段下的介電常數(shù)和導磁率。

晶圓級測試： 需要直接在晶圓上對微型元器件進行阻抗測量。

選擇 Keysight E4990A，如果您的工作涉及：

常規(guī)無源元器件： 如電解電容、普通電感、變壓器、電阻器的高精度評測。

低頻應用： 如電力電子、音頻設備中的元器件測試。

高 Q 值元器件： 需要極高精度來測量 Q 值的電感或電容。

電化學應用： 如電池、超級電容器的阻抗譜分析 (EIS)。

成本敏感的高精度測試： 在不需要 GHz 頻率的情況下，E4990A 提供了極高的性價比和測量精度。

四、 結論

Keysight E4991B 和 E4990A 都是功能強大的阻抗分析儀，但它們服務于不同的頻段和應用需求。

E4991B 是 高頻測量 的佼佼者，適合需要探索 GHz 頻段、研究材料電磁特性和進行半導體高頻表征的工程師。

E4990A 則是 寬頻與高精度測量 的典范，它在從毫赫茲到百兆赫茲的范圍內(nèi)提供了無與倫比的精度和靈活性，是元器件研發(fā)、生產(chǎn)和質(zhì)檢部門的得力助手。

通過明確您的最高測試頻率和對精度的具體要求，您就能輕松地在兩者之間做出最佳選擇。