ソースメジャーユニット(SMU) は、電圧と電流を供給し、それらを測定できる 電子テスト機器の一種です。
概要
ソースメジャーユニット（SMU）は、ソースメジャーメントユニットとも呼ばれ、電圧または電流の印加と測定を同時に行うことができる電子機器です。電圧または電流を正確に印加すると同時に、正確な電圧または電流を測定することができます。
SMUは、高精度、高分解能、そして測定の柔軟性が求められる試験用途に使用されます。このような用途には、半導体やその他の非線形デバイス・材料のIV特性評価や試験などがあり、電圧源と電流源の供給範囲は正負の両方に及びます。これを実現するために、SMUは4象限出力を備えています。[1]特性評価の目的において、SMUはカーブトレーサーに似たベンチ計測器です。また、自動試験装置にも広く使用され、通常はコンピュータに接続するため のGPIBやUSBなどのインターフェースを備えています。
歴史
半導体の特性評価は、ソースメジャーユニットの開発につながりました。1982年に発表されたHP4145A半導体パラメータアナライザは、半導体デバイスおよび材料の完全なDC特性評価を可能にしました。[2]このアナライザは、独立して制御される4つのソースモニタユニット（ソースメジャーユニットの前身）がメインフレームに収納された構成でした。
1989年に発売されたKeithley 236は、世界初のスタンドアロンSMUであり、システムビルダーは1台または複数のSMUを独立したPC制御に統合することが可能になりました。その後、スタンドアロンSMUは進化を続け、半導体特性評価以外の用途にも、より幅広い電流、電圧、電力レベル、そして価格帯を提供できるようになりました。最新のコンピューティング技術の活用により、フォームファクタの小型化が実現し、システムビルダーはSMUをラック＆スタックシステムに統合し、より大規模な製造試験アプリケーションに対応できるようになりました。[3]
手術
SMU は、定電流源または定電圧源として非常に安定した DC 電源と、高精度マルチメータを統合します。
通常、 4つの端子があり、2つはソースと測定用、さらに2つはケルビン接続（リモートセンス）用です。2つの端子に電力が同時に供給（正）またはシンク（負）され、同時にそれらの端子間の電流または電圧が測定されます。[4]
SMUと電源
電源は主に、特定のアプリケーションに適切な電力を供給することを目的としています。そのため、ほとんどの電源は1象限（極性固定、電源のみ）で、ほとんどの場合定電圧動作となります。ベンチ電源は定電流動作に加え、限定的な測定機能も備えていますが、多くの場合は1象限のみの動作であり、誤差は粗い実験作業に許容できる範囲にとどまっています。
一部の高級ラボ用電源は、SMUの必須機能である2象限または4象限動作（ソースとシンク、固定または両極性）を備えています。しかし、これらの多くは依然としてアプリケーションへの電力供給に主眼を置いており、最終的な測定機能は二の次です。これらの電源は電力出力を制御する高度な機能を備えている場合もありますが、正確かつ容易な電力特性評価のための専用のテストモードやモニタリングオプションといった機能が不足している場合があります。このクラスの電源はSMUの前身と見なすことができますが、SMUは特性評価に特化した機能を追加している点で異なります。
SMU 対 DMM
SMUに内蔵されたソース機能は、計測器の測定機能と連携して、測定の不確かさを低減し、低電流およびより柔軟な抵抗測定をサポートします。電圧測定では、システムレベルのリーク電流を個別の計測器を使用する場合よりも容易に抑制できます。電流測定では、SMUの設計により電圧負荷が軽減されます。抵抗測定では、SMUはプログラム可能なソース値を提供し、テスト対象デバイスの保護に役立ちます。
重要な特徴
SMU の注目すべき機能は次のとおりです。
- I/Vスイープ - スイープ機能は、さまざまな印加特性、遅延特性、測定特性を持つ様々な条件下でデバイスをテストする方法を提供します。これには、固定レベル、線形/対数、パルススイープが含まれます。
- オンボードプロセッサ - 一部のSMUは、オンボードスクリプトプロセッサを追加することで、計測器の統合、通信、テスト時間をさらに向上させます。ユーザー定義のオンボードスクリプト実行により、テストシーケンス／フロー、意思決定、計測器の自律性を制御する機能が提供されます。[5]
- コンタクトチェック - SMUは、テスト開始前に被試験デバイスとの良好な接続を検証できます。この機能で検出できる問題には、接触疲労、破損、汚染、腐食、接続の緩みや断線、リレーの故障などがあります。
参照
参考文献
- ^ ソースメジャーユニット（SMU）とは？、ナショナルインスツルメンツ、2016年7月11日閲覧
- ^ Hewlett-Packard Journal、1982年10月、第33巻、第10号（PDF）、HPLabs 、 2016年7月22日閲覧。
- ^ Budmir, Miles (2014年3月6日)、「テスト機器の測定」、テスト＆測定のヒント
- ^ Cejer, MA, テストおよび測定アプリケーションに最適なソース測定ユニット機器の選択(PDF)、Tektronix 、2016年7月22日取得
- ^ 「モジュラースケーラブルテストセットはソースメジャーATEを構成」、EE Times、2005年3月10日
外部リンク
- Keithley 2450 SMUのレビューと実験のビデオ
- ナショナルインスツルメンツのソース計測ユニットソリューション
- SMMU07 ソース測定マルチプレックスユニット（FRANK社製、ドイツ）
- ソースメジャーユニット
- 横河電機のGS610シングルチャンネルソースメジャーユニット
- 横河電機のGS820 2チャンネルソースメジャーユニット
- Aim-TTi SMU4000シリーズ PowerFlex SMU
