Источник -измеритель (ИПИ) — это тип электронного испытательного оборудования , которое может генерировать напряжение и ток, а также измерять их в процессе работы.
Источник-измерительный блок (SMU) или источник-измерительный блок — это электронный прибор, который способен одновременно и генерировать, и измерять. Он может точно нагнетать напряжение или ток и одновременно измерять точное напряжение и/или ток.
SMU используются для тестовых приложений, требующих высокой точности, высокого разрешения и гибкости измерений. Такие приложения включают в себя IV характеристику и тестирование полупроводников и других нелинейных устройств и материалов, где источник напряжения и тока охватывает как положительные, так и отрицательные значения. Для достижения этого SMU имеют четырехквадрантные выходы. [1] Для целей характеризации SMU представляют собой настольные приборы, похожие на характериограф . Они также широко используются в автоматическом испытательном оборудовании и обычно оснащены интерфейсом, таким как GPIB или USB, для подключения к компьютеру.
Характеристика полупроводников привела к разработке блоков измерения источника. Анализатор параметров полупроводников HP4145A, представленный в 1982 году, был способен на полную характеристику постоянного тока полупроводниковых приборов и материалов. [2] Он состоял из четырех независимо управляемых блоков контроля источника (предшественников блоков измерения источника), заключенных в мэйнфрейм.
Keithley 236, представленный в 1989 году, был первым автономным SMU и позволил сборщикам систем интегрировать один или несколько SMU с отдельным управлением ПК. Со временем автономные SMU эволюционировали, чтобы предложить более широкий диапазон тока, напряжения, уровня мощности и ценовых точек для приложений, выходящих за рамки характеристики полупроводников. Меньшие форм-факторы, ставшие возможными благодаря использованию современных вычислительных технологий, позволили сборщикам систем интегрировать SMU в стойки и стековые системы для более масштабных производственных тестовых приложений. [3]
SMU объединяет в себе высокостабильный источник постоянного тока, работающий как источник постоянного тока или как источник постоянного напряжения , и высокоточный мультиметр.
Обычно он имеет четыре клеммы , две для источника и измерения и еще две для кельвина, или удаленного сенсорного соединения. Мощность одновременно подается (положительная) или подается (отрицательная) на пару клемм в то же время, когда выполняется измерение тока или напряжения на этих клеммах. [4]
Источник питания в основном предназначен для обеспечения соответствующей мощности для конкретного приложения. В связи с этим большинство источников питания являются одноквадрантными (только источник с фиксированной полярностью) и в большинстве случаев работают в режиме постоянного напряжения. Настольные источники питания могут добавлять режим постоянного тока, а также предоставлять ограниченные возможности измерения, но они во многих случаях все еще являются одноквадрантными и имеют допустимые погрешности для грубой лабораторной работы.
Некоторые высокопроизводительные лабораторные источники питания будут иметь двух- или четырехквадрантный режим работы (источник и приемник с фиксированной или двойной полярностью), что является неотъемлемой особенностью SMU. Однако многие из них по-прежнему в основном сосредоточены на обеспечении питания для приложения, где конечные возможности измерения имеют второстепенный приоритет. Они могут иметь расширенные возможности управления выходной мощностью, но могут не иметь таких вещей, как специализированные режимы тестирования или опции мониторинга, предназначенные для точной и простой характеристики мощности. Этот конкретный класс источников питания можно рассматривать как предшественника SMU, где SMU отличается тем, что добавляет функции, специально направленные на характеристику.
Встроенные возможности источника SMU работают с измерительными возможностями прибора для снижения погрешности измерения и поддержки низких токов и более гибких измерений сопротивления. При измерении напряжения утечку на уровне системы можно подавить легче, чем с помощью отдельных приборов. При измерении тока конструкция SMU снижает нагрузку напряжения . Для измерений сопротивления SMU предоставляют программируемые значения источника, полезные для защиты тестируемого устройства.
Примечательные особенности SMU включают в себя следующее: