Una unidad de medida de fuente (SMU) es un tipo de equipo de prueba electrónico que puede generar voltaje y corriente y medirlos mientras lo hace.
La unidad de medida de fuente (SMU), o unidad de medida de fuente, es un instrumento electrónico que es capaz de generar y medir al mismo tiempo. Puede forzar voltaje o corriente con precisión y, al mismo tiempo, medir voltaje y/o corriente con precisión.
Las SMU se utilizan para aplicaciones de prueba que requieren alta precisión, alta resolución y flexibilidad de medición. Dichas aplicaciones incluyen caracterización y prueba de IV de semiconductores y otros dispositivos y materiales no lineales, donde la fuente de voltaje y corriente abarca valores positivos y negativos. Para lograr esto, las SMU tienen salidas de cuatro cuadrantes. [1] Para fines de caracterización, las SMU son instrumentos de banco similares a un trazador de curvas . También se utilizan comúnmente en equipos de prueba automáticos y generalmente están equipados con una interfaz como GPIB o USB para permitir la conexión a una computadora.
La caracterización de semiconductores condujo al desarrollo de unidades de medida de fuente. El analizador de parámetros de semiconductores HP4145A presentado en 1982 fue capaz de realizar una caracterización completa de CC de dispositivos y materiales semiconductores. [2] Consistía en cuatro unidades de monitorización de fuente controladas independientemente (el precursor de las unidades de medida de fuente) encerradas en una computadora central.
El Keithley 236, introducido en 1989, fue el primer SMU independiente y permitió a los fabricantes de sistemas integrar uno o más SMU con un control de PC independiente. Con el tiempo, los SMU independientes han evolucionado para ofrecer una gama más amplia de niveles de corriente, voltaje, potencia y precio para aplicaciones que van más allá de la caracterización de semiconductores. Los factores de forma más pequeños, que se hicieron posibles gracias al uso de tecnologías informáticas modernas, han permitido a los fabricantes de sistemas integrar SMU en sistemas de bastidor y apilado para aplicaciones de prueba de producción a mayor escala. [3]
Una SMU integra una fuente de alimentación de CC altamente estable, como fuente de corriente constante o como fuente de voltaje constante , y un multímetro de alta precisión.
Por lo general, tiene cuatro terminales : dos para la fuente y la medición, y dos más para la conexión Kelvin o de detección remota. La energía se suministra simultáneamente (positiva) o se absorbe (negativa) a un par de terminales al mismo tiempo que se realiza la medición de la corriente o el voltaje a través de esos terminales. [4]
Una fuente de alimentación está destinada principalmente a proporcionar la energía adecuada para una aplicación en particular. Debido a esto, la mayoría de las fuentes de alimentación son de un cuadrante (solo fuente, con polaridad fija) y, en la mayoría de los casos, funcionan a voltaje constante. Las fuentes de alimentación de banco pueden agregar operación de corriente constante y también proporcionar capacidades de medición limitadas, pero en muchos casos siguen siendo de un cuadrante únicamente y con márgenes de error aceptables para el trabajo de laboratorio básico.
Algunas fuentes de alimentación de laboratorio de alta gama tendrán un funcionamiento de dos o cuatro cuadrantes (fuente y sumidero, con polaridad fija o dual), que es una característica esencial de una SMU. Sin embargo, muchas de ellas todavía se centran principalmente en proporcionar energía a una aplicación, donde las capacidades de medición eventuales tienen una prioridad secundaria. Estas pueden tener capacidades avanzadas de control de la salida de energía, pero pueden carecer de cosas como modos de prueba especializados u opciones de monitoreo diseñadas para una caracterización de energía precisa y fácil. Esta clase particular de fuentes de alimentación puede considerarse como la predecesora de la SMU, donde la SMU difiere en que agrega características particularmente dirigidas a la caracterización.
Las capacidades de abastecimiento integradas de una SMU funcionan con las capacidades de medición del instrumento para reducir la incertidumbre de la medición y admitir mediciones de resistencia más flexibles y de baja corriente. En las mediciones de voltaje, las fugas a nivel del sistema se pueden suprimir más fácilmente que con instrumentos separados. En las mediciones de corriente, el diseño de la SMU reduce la carga de voltaje . Para las mediciones de resistencia, las SMU brindan valores de fuente programables, útiles para proteger el dispositivo que se está probando.
Las características notables de las SMU incluyen las siguientes: