原標(biāo)題：【技術(shù)大咖測(cè)試筆記系列】之九：新型SMU克服低電流容性設(shè)置的棘手測(cè)試挑戰(zhàn)

在電子測(cè)試領(lǐng)域，低電流容性設(shè)置常常給測(cè)試工程師帶來(lái)諸多挑戰(zhàn)，尤其是在使用長(zhǎng)電纜或容性卡盤時(shí)，測(cè)試儀器輸出的電容會(huì)顯著提高，導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)確或不穩(wěn)定。針對(duì)這些挑戰(zhàn)，泰克科技旗下公司吉時(shí)利推出了兩款新型源測(cè)量單元（SMU）——Keithley 4201-SMU中等功率SMU和4211-SMU高功率SMU（選配4200-PA前置放大器），以克服這些難題。

一、挑戰(zhàn)背景

隨著設(shè)計(jì)人員不斷降低電流電平以節(jié)約能源，測(cè)量挑戰(zhàn)正不斷增長(zhǎng)，特別是在大型LCD面板等設(shè)備的測(cè)試中。這些面板最終將用于智能手機(jī)或平板電腦中，而測(cè)試過程中可能需要使用長(zhǎng)電纜或容性卡盤，從而增加了測(cè)試儀器的電容，導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)確。

二、新型SMU的優(yōu)勢(shì)

1. 高負(fù)載電容處理能力

與傳統(tǒng)的靈敏SMU相比，Keithley 4201-SMU和4211-SMU在支持的最低電流范圍上，可以供電和測(cè)量的系統(tǒng)電容要比當(dāng)今系統(tǒng)高1000倍。例如，在電流電平為1~100 pA時(shí)，這兩款新型SMU可以處理高達(dá)1 μF（微法拉）的負(fù)載，而競(jìng)品在此電流電平下通常只能容忍1000 pF的負(fù)載。

2. 穩(wěn)定的弱電測(cè)量

即使在高測(cè)試連接電容的應(yīng)用中，Keithley 4201-SMU和4211-SMU仍能進(jìn)行穩(wěn)定的弱電測(cè)量。這對(duì)于需要非常靈敏測(cè)量的應(yīng)用場(chǎng)景，如納米FET I-V測(cè)量、MOSFET的傳遞特點(diǎn)測(cè)試、通過開關(guān)矩陣的FET測(cè)試以及電容器泄漏測(cè)量等，具有重大意義。

三、應(yīng)用實(shí)例

1. 平板顯示器測(cè)試

在平板顯示器測(cè)試中，OLED像素驅(qū)動(dòng)器電路的DC特點(diǎn)測(cè)量是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)SMU在連接長(zhǎng)電纜（如12-16米長(zhǎng)的三同軸電纜）進(jìn)行測(cè)量時(shí)，常常會(huì)出現(xiàn)測(cè)量不穩(wěn)定的情況。而使用Keithley 4211-SMU進(jìn)行重復(fù)測(cè)量時(shí)，I-V曲線穩(wěn)定，顯著提高了測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性。

2. 納米FET測(cè)試

納米FETs和2D FETs的測(cè)試也需要解決高電容連接問題。在測(cè)試過程中，卡盤的電容可能高達(dá)幾毫微法拉，且同軸電纜會(huì)增加額外的電容。使用傳統(tǒng)SMU進(jìn)行測(cè)量時(shí)，得到的Id-Vg磁滯曲線常常伴有噪聲。而使用Keithley 4211-SMU進(jìn)行測(cè)量時(shí)，得到的磁滯曲線平滑穩(wěn)定，解決了研究人員長(zhǎng)期面臨的主要問題。

四、升級(jí)與部署

Keithley 4201-SMU和4211-SMU既可以在訂購(gòu)時(shí)預(yù)先配置到Keithley 4200A-SCS中，提供全面的參數(shù)分析解決方案；也可以在現(xiàn)有單元中現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)，無(wú)需將儀器送回服務(wù)中心，從而節(jié)約了大量的時(shí)間和費(fèi)用。

五、結(jié)論

Keithley 4201-SMU和4211-SMU的推出，為測(cè)試工程師和科研人員提供了強(qiáng)大的工具，以克服低電流容性設(shè)置帶來(lái)的測(cè)試挑戰(zhàn)。這兩款新型SMU以其高負(fù)載電容處理能力和穩(wěn)定的弱電測(cè)量能力，在多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中展現(xiàn)了卓越的性能和可靠性。