源測(cè)量單元（Source Measure Unit，簡(jiǎn)稱SMU），顧名思義就是可編程電源和測(cè)量?jī)x表的結(jié)合體，既可以有電源輸出，又可以進(jìn)行測(cè)量。隨著應(yīng)用領(lǐng)域?qū)┙o電源和測(cè)量同步性要求的不斷提高，SMU在生物化學(xué)、超導(dǎo)材料、光電器件測(cè)試、半導(dǎo)體研究等領(lǐng)域起到了越來(lái)越大的作用。尤其是高性能的源表，可以更全面地檢測(cè)器件特性，提升整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的效率，從而提高設(shè)計(jì)和生產(chǎn)效率。

GS820工作時(shí)序圖

精度

精度是根本，高精度SMU的輸出和測(cè)量精度指標(biāo)通常是有很多限制條件的，比如溫度范圍、保證時(shí)限等。保證精度的溫度范圍越寬，保證時(shí)限越長(zhǎng)，實(shí)際測(cè)試過(guò)程中的精度才越有保障。

橫河GS200系列SMU的最高精度可達(dá)讀數(shù)的0.001%；

在23±5℃的溫度范圍時(shí)，一年的保證精度也可以達(dá)到讀數(shù)的±0.016%；

在23±5℃溫度范圍以外時(shí)，溫度系數(shù)高達(dá)±0.0008%/℃。

穩(wěn)定性

穩(wěn)定性是指SMU在進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)測(cè)量時(shí)，精度的變化情況。影響穩(wěn)定性的因素有很多，如源表元器件的質(zhì)量、零部件的磨損老化、以及使用或貯存不當(dāng)?shù)?。另外，SMU的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景通常會(huì)連續(xù)測(cè)量較長(zhǎng)時(shí)間，比如在生產(chǎn)線上使用時(shí)，需要連續(xù)測(cè)量24小時(shí)以上。長(zhǎng)時(shí)間的輸出和測(cè)量，會(huì)在SMU的機(jī)箱內(nèi)產(chǎn)生并積累熱量，如果散熱處理不當(dāng)也會(huì)對(duì)輸出和測(cè)量的精度帶來(lái)較大的影響。

GS200輸出穩(wěn)定性與其他公司產(chǎn)品對(duì)比

響應(yīng)速度

當(dāng)SMU的輸出通過(guò)掃描或編程頻繁進(jìn)行切換時(shí)，輸出的響應(yīng)速度就變得尤為重要。

掃描輸出例

快速的響應(yīng)才能保證輸出對(duì)時(shí)間的準(zhǔn)確性，迅速而準(zhǔn)確地達(dá)到輸出值，而良好的震蕩抑制能夠確保電壓、電流輸出的穩(wěn)定，避免對(duì)被測(cè)對(duì)象產(chǎn)生不必要的沖擊。

半導(dǎo)體激光芯片檢測(cè)實(shí)例

半導(dǎo)體激光器芯片檢測(cè)，需要SMU輸出電流驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管，并測(cè)量光電傳感器的輸出電壓，同時(shí)使用光譜分析儀對(duì)發(fā)光二極管的發(fā)光波長(zhǎng)和光譜特性進(jìn)行檢測(cè)。

由于光電傳感器產(chǎn)生的電壓很小，需要源表具有很高的分解能力和測(cè)量精度。

同時(shí)為了避免發(fā)光二極管過(guò)熱，提高檢測(cè)速度，驅(qū)動(dòng)電流需要以窄脈沖掃描的形式進(jìn)行輸出，這就對(duì)SMU的響應(yīng)和測(cè)量速度提出了很高要求。這樣的檢測(cè)工作在生產(chǎn)線上可能需要連續(xù)24小時(shí)進(jìn)行，SMU的穩(wěn)定性也至關(guān)重要。

脈沖掃描曲線

半導(dǎo)體激光器芯片檢測(cè)示例

• 基本精度：最高可達(dá)±0.016%
• 溫度系數(shù)：最高可達(dá)±0.0008%/℃
• 100μs周期輸出100,000點(diǎn)任意波形
• 內(nèi)置USB大容量存儲(chǔ)設(shè)備
• 高速的命令響應(yīng)能力