所謂源測量單元(Source Measure Unit，簡稱SMU)，顧名思義就是可編程電源和測量儀表的結合體，既可以有電源輸出，又可以進行測量。隨著應用領域對供給電源和測量同步性要求的不斷提高，SMU在生物化學、超導材料、光電器件測試、半導體研究等領域起到了越來越大的作用。尤其是高性能的源表，可以更全面地檢測器件特性，提升整個測試系統的效率，從而提高設計和生產效率。

橫河測試測量公號之前的推文介紹了源測量單元SMU一些重要的性能指標。橫河SMU除了具有精度高、穩定性強和響應速度快等優點外，還具有分辨率高、噪聲低、可四象限運行、同時具備測量通道與源發生通道以及擁有強大的可編程能力和可擴展等特性。

靈活運用這些特性，可使橫河的SMU在生物化學、材料器件和信息通信等領域滿足各式各樣的測試需求，幫助研究人員優化試驗方案，提高測試系統的效率以及設計和生產效率。本期將著重介紹SMU的各種基礎應用方案。

用作基準電流電壓源及任意波形發生器

SMU的GS系列產品基本精度最高可達0.016%，溫度系數最高可達±0.0008%，除了可用作直流基準電流電壓源外，GS610、 GS820還具有脈沖發生模式，可以用作脈沖電流電壓源。進行掃描輸出時，也可以利用GS系列產品的編程功能，自定義輸出的波形。

使用GS200時，可以通過在編程菜單中設定好每一步的步長時間Ts及間隔時間Tin，從而輸出任意波形。

其中Tin范圍：0.1s~3600s,Tr范圍：0.0s~3600s

使用GS610或GS820時，除掃描信號源電平外，還可以掃描時間和控制參數，實現任意波形的輸出。

不同發生模式下各掃描模式輸出示意圖；各個模式下輸出電平的最小變化間隔為100us，最小輸出電平變化值為1uV

二次電池的充放電特性測試

GS610的通道由恒壓源、恒流源、電壓計、電流計構成，每項功能都能單獨運行，也可以通過組合實現多種模式運行；其最大輸出電壓可達110V，最大輸出電流可達3.2A。這些特點使得GS610可以模擬鋰電池、鎳氫電池等二次電池的充放電動作，過程如下：

快速充電時，使用2C~5C（電池容量的2~5倍）的大電流進行恒定電流充電；當電池電壓達到規定值以上時切換到恒電壓輸出進行充電。恒電壓充電時電流逐漸減小，到規定值以下時停止充電。充電過程中電流電壓的變化曲線如下圖所示：

使用GS610可以在恒電流/恒電壓充電時同步測量充電電壓/電流，并且連續自動切換充電模式與測量模式。此外，GS610也可以作為負載，使用電流吸入功能實現恒定電流脈沖放電，由此進行便攜式儀器的間歇工作模擬試驗。

電源IC的功率轉換效率測量

GS820有兩個相互絕緣的模擬通道，每個通道與GS610同樣，由恒壓源VS、恒流源IS、電壓測量VM和電流測量IM組成。GS820這兩個通道獨立運行，且可以自由組合運行模式。利用這些特性可以方便地實現電源IC的效率測試。

將GS820的通道1選擇電壓輸出/電流測量模式加在IC元件的供電端作為直流電源，通道2選擇電流吸入/電壓測量模式，加在IC元件的負載端作為電子負載。通過掃描負載電流改變耗電量和供電量，并計算輸入輸出功率的比值得到效率。試驗原理如下圖所示：

試驗無需安裝專用軟件，可編程文件為CSV格式。使用通用辦公軟件即可編輯掃描電壓、電流，并自動記錄測量數據。采用這種方式同樣可以測量DC-DC轉換器的輸出效率。

FET的靜態特性測試

靜態特性是半導體的重要參數，場效應晶體管（Field Effect Transistor縮寫FET）的直流特性中，有VGS－ID和VDS－ID特性，是代表FET的輸入和輸出關系的基本特性。FET的靜態測試需要半導體參數分析儀等專用設備以及電壓源、電流計等多種測量設備。而通過使用GS820的可編程掃描功能，即可輕松實現三端半導體器件的靜態特性的測量與分析。 

使用GS820的通道1輸出柵源電壓Vgs，通道2輸出漏源電壓Vds同時測量漏電流，并自動生成記錄文件。試驗示意圖如下所示：

使用表格軟件編輯掃描文件，通過USB連接直接放入GS820的存儲器，GS820即可讀取設置的參數并掃描輸出，并自動返回測量結果。

以上就是橫河SMU的一些基本應用，除此之外，還有產線測試、利用通道擴展功能進行多通道同步測量等應用。后續還會分享更多的應用方案，敬請閱覽！