源表SMU有哪些类型？

参数测试的主要测量资源是源/测量单元或 SMU。它有时也被称为源表。SMU 能同时提供和测量电压或电流。下图显示简化的 SMU源表等效电路:

图 — 简化的 SMU源表电路图

由于SMU源表必须测量非常低的电流 (1fA 或更低)，有多种不同类型的SMU源表。

最常见的SMU源表是中功率 SMU (MPSMU); 顾名思义这种 SMU 能提供中等大小的电压和电流 (±100 V和 ±100 mA)和低至10 fA 的电流测量分辨率。

高分辨率SMU源表 (HRSMU) 适用于精密测量，它有与 MPSMU 相同的电压和电流能力，但电流测量分辨率可达到 1fA，甚至更低，电压测量分辨率则能达到 0.5 µV。

高功率SMU源表 (HPSMU) 适用于要求超过MPSMU 或 HRSMU 可供电流或电压的应用; 这种 SMU 能提供达 ±1A 的电流和±200 V 的电压，并有与 MPSMU 相似的测量分辨率。

除了刚才提到的基本SMU源表类型外，一些 SMU 还支持能实现 0.1fA (100 aA)电流测量分辨率的附加模块。为达到如此高的电流测量分辨率，实际SMU源表必须尽可能靠近被测器件 (DUT)。这意味着模块必须安装在晶圆片探测器上，并通过某种电缆布设方式连接装在参数分析仪主机中的SMU源表。Keysight B1505A 功率器件分析仪/曲线追踪仪的这种模块被称为 Atto-sense and switch unit (ASU)。

图 — 基本 SMU 模块类型的主要技术指标

B1505A支持两种特殊类型的SMU源表。大电流 SMU (HCSMU) 有两种工作模式: 直流和脉冲。HCSMU 直流模式可在 40V 下提供 ±1A; 脉冲模式可在 20 V 下提供 ±20 A。HCSMU 有特殊的输出配置和布线要求，我们将在本章后面部分讨论这些要求。高压 SMU (HVSMU) 可在 4 mA 时提供 3000 V 电压。由于具有如此高的电压输出能力，HVSMU 要求使用采用螺钉紧固连接器的特殊超高压三轴电缆。从而保证该模块不会不经意地错误使用标准三轴电缆。

图 — HCSMU 和 HVSMU (仅限 B1505A) 的主要技术指标。

注意: 对于 HVSMU 模块，输出电压和电流必须同极性。

除 HCSMU源表外，其它SMU源表都是单端装置，其中一端始终接在公共内部参考点上。SMU源表的参考电平通常通过外部短路片接到机箱地，不过您可以拿掉短路片，用各种类型的连接器把SMU源表参考连到外电压 (最高达 42 V) 上。

图 — 您可让短路片离开机箱地，从而浮置 SMU 电路的公共端

在扫描测量期间 (防止对热敏器件加热)，所有SMU源表都有一定的脉冲能力，SMU源表也能进行时间采样测量。不过SMU源表的脉冲和时间采样能力都比较慢(在微秒级范围)。

重要的是要了解何时应使用SMU源表进行脉冲测量，何时需要具有半导体脉冲发生器单元 (SPGU) 或波形发生器/快测量单元 (WGFMU) (具有纳秒级脉冲能力) 的脉冲能力。

由于相对慢的脉冲能力，SMU源表在进行脉冲和时间采样测量时可以使用三轴电缆和直流探头。下面各章将讨论用其它类型模块 (如HV-SPGU 模块和 WGFMU 模块) 进行脉冲和快速测量，为得到**测量结果，将需要专门的电缆和射频探头。