什么是源测量单元(SMU)

双极

对于归类为4-象限的电源或SMU而言，它必须具备在同一端口提供正电压和负电压的能力。这对描述同时具有正向和反向特性的有源设备中的击穿现象是非常重要的。你可以采用一个输出通道来提供从负到正的扫描电压，以表征这些正向和反向特性。PXI-4130功率SMU在它的两极SMU通道上提供了+20 V到-20 V的电压输出。

功率吸收

类似的，归类为4-象限的电源或SMU，不仅必须能够提供功率，还必须能够吸收功率。提供功率是指为电路提供激励，而吸收功率是指消耗外部有源器件(例如电池、充电电容、或另一个电源)提供的功率。可以配置4-象限源，将其设为吸收电流模式来对电容或电池进行放电。譬如，PXI-4130提供了高达10W的功率吸收能力。

扫描

SMU的主要应用是对各种电子器件、半导体设备和用户芯片设计进行表征和分类。通常可以采用将一系列电压或电流值以扫描方式提供给DUT来实现以上功能。绘制二极管和三极管的IV曲线就是这种应用的一个典型案例。在这种应用中，给在DUT的两端提供扫描电压，并测量其得到的电流。

扫描可以采用多种方式，可以是线性方式或者对数方式，也可以是自定义方式，直流方式或者脉冲方式。当SMU测量得到的电压和电流时，以3000S/秒的速度扫描电压和电流。此外，PXI-4130还提供了一个额外可编程电源作为实用通道，可以提供6V电压和1A电流。你可以使用该通道为双极结型晶体管(BJT)提供基极电流，或者为场效应管(FET)提供栅极电压。图4描述了NI LabVIEW SignalExpress环境中，采用PXI-4130 power SMU扫描双极结型晶体管得到的IV曲线。



图4. 使用PXI-4130 Power SM扫描双极结型晶体管得到的IV特性曲线

PXI可编程电源和SMU

NI为PXI提供了两种高精度电源：PXI-4110可编程电源和PXI-4130 功率SMU。虽然它们都只是一块3U的 PXI模块，但却都比其他传统的电源具备更高的精确度。图5显示了这两种NI高精度电源与传统可编程电源之间在电流测量灵敏度方面的对比。


图5. NI公司PXI高精度电源的价格和精度的比较