52400系列電源量測單元(Source Measurement Unit, SMU)為相容于混合式PXI模組設(shè)計，可安裝于PXI或的PXIe機箱0.52400 SMU是一款可進(jìn)行高精密電壓/電流供應(yīng)源或負(fù)載模擬，同時又可精確量測電流/電壓值之綜合高精密儀器設(shè)備。
52400系列電源測量單元具備四象限輸出功能，不單精確且具備高速測量性能。這些特性使得52400系列適合進(jìn)行精確的參數(shù)測量，應(yīng)用范圍包含ICs、發(fā)光二極管（LEDs）、激光二極管（Laser Diodes）、晶體管（Transistors）、太陽能電池（Solar cells）、鋰電池（Batteries）以及其他半導(dǎo)體元件。
為符合各種量測條件，52400系列電源量測單元提供16段頻寬控制供使用者選擇穩(wěn)定的控制回路。多重檔位加上18-bit DAC/ADC提供最佳程式、量測解析度，取樣頻率(Sampling Rate)達(dá)到100ks/S，特殊可編程輸出阻抗可提供使用者設(shè)定電池內(nèi)部串聯(lián)電阻，此特性讓52400系列電源量測單元成為理想的電池模擬器。
52400系列電源量測單元內(nèi)建硬體時序引擎，使用時序(Deterministic Timing)控制每個電源量測單元，即使未與電腦連接使用，量測程序仍可正常執(zhí)行；時序引擎內(nèi)建32k讀值儲存記憶體，可同步化進(jìn)行數(shù)個模組卡片的量測程序，并確保無任何輸出及量測之時間延遲。 52400系列電源量測單元提供C/C#與LabView/LabWindows應(yīng)用程式介面(APIs)及軟體控制面板，加上模組卡背面的接頭，相容于PXI與PXIe機箱，提供客戶工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格PXI或PXIe進(jìn)行系統(tǒng)整合，執(zhí)行各種測試應(yīng)用。
四象限輸出
52400系列電源量測單元皆設(shè)計為四象限輸出操作(Four-Quadrant Operation)，可供應(yīng)電壓/電流源或模擬負(fù)載(Load Simulation)，當(dāng)模擬負(fù)載時[Sink Mode ; II、Ⅳ 象限]，PXI機箱對于每個插槽有20W的標(biāo)準(zhǔn)散熱限制，而對高功率模組，此散熱限制則會造成不對稱之象限輸出范圍。
下列圖示分別為52400系列電源量測單元四象限輸出圖示：
控制頻寬選擇
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為縮短測試時間，52400系列電源量測單元皆設(shè)計為快速反應(yīng)、高速電壓與電流輸出。然而，待測物(DUT)的阻抗、治具或電源線都有可能成為整個控制回路在電壓或電流輸出模式下不穩(wěn)定的潛在因素。一個不穩(wěn)定的控制回路可能造成過飽和震蕩，甚至損壞待測物。因此，使用者可能需要在測試治具中增加電容器，讓系統(tǒng)重新獲得穩(wěn)定。
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硬體時序引擎
52400系列電源量測單元硬體序列引擎是一功能強大工具，此工具可以預(yù)先設(shè)定程式指令，讓儀器按步驟執(zhí)行指令，即使未與電腦連接使用，量測程序仍可執(zhí)行，同時確保輸出及量測上無任何時間延遲。以半導(dǎo)體測試為例，量測速度與時序控制非常重要，此時使用時序引擎功能即可達(dá)到最佳測試效能。此模式中，一旦儀器接收到觸發(fā)訊號，硬體將逐行執(zhí)行在時序表中的指令。
低電流量測技術(shù)
護衛(wèi)輸出(Guarding)的應(yīng)用在低電流(<奈安)量測時是一項很重要的技術(shù)。護衛(wèi)輸出可以避免漏電流的問題，并降低量測穩(wěn)定時間，此輸出可保持與主輸出(Force)為同電位，如此在護衛(wèi)輸出與主輸出間不會有電流產(chǎn)生。護衛(wèi)輸出同時也消除了電源量測單元與待測體之間導(dǎo)線的電容，使得量測變得快速且精準(zhǔn)。
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主從控制模式
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52400系列電源量測單元支援主從輸出模式(Master/Slave operation)，在供電壓-測電流(FVMI)模式下，需要較高電流時，可發(fā)揮最佳彈性化應(yīng)用，為達(dá)到模組間電流共享目的，52400系列電源量測單元可支援類似型號的通道并聯(lián)，形成較高電流/功率輸出。 電流共享是將其中一通道在供電壓-測電流(FVMI)模式下設(shè)為主控單元(Master)，其他通道則需設(shè)為供電流-測電壓(FIMV)模式，主控單元的輸出電壓值設(shè)為量測應(yīng)用需要的電壓值，而其電流值為其他單元在供電流-測電壓模式下之設(shè)定電流。右圖為在主從控制控模式下，單元并聯(lián)方式的示意圖。
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軟體控制面板
當(dāng)52400系列電源量測單元標(biāo)準(zhǔn)配件中提供軟體控制面板(Soft Front Panel)讓使用者執(zhí)行驗證測試與除錯功能。此軟體控制面板具有圖形使用者介面(GUI)，方便使用者設(shè)定輸出模式、范圍與輸出值；同時，量測到的電壓或電流讀值將顯示在畫面上供使用者讀取，52400 系列軟體控制面板亦可同時控制兩個通道的輸出與量測值。
52400系列軟體控制面板同時包含硬體序列引擎的設(shè)定功能，在上一頁中有詳述，使用者可儲存多個預(yù)先定義好的程式指令于電腦中，日后即可依照這些程式指令做為多種變化的測試應(yīng)用。
應(yīng)用范例
半導(dǎo)體測試應(yīng)用中的電池模擬
裝置電源(Device Power Supply, DPS)可提供電壓用以驅(qū)動半導(dǎo)體IC。隨著行動通訊的普及，裝置電源可以來自AC/DC配接器或鋰電池，測試電源管理裝置需要動態(tài)范圍，不論ICs的峰值電流或微小電流，52400系列電源量測單元均可在各種極端情況下，精準(zhǔn)的提供或量測電流，因此，在輸入電流動態(tài)范圍下，不僅需要快速，同時更需要精確的量測。
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為符合此需求，52400系列電源量測單元提供了10個電流量測檔位，以及100ks/S的取樣頻率，確保瞬間(Burst)電流及穩(wěn)態(tài)(Quasi-state)電流高速且精確之量測。 電池模擬應(yīng)用中，52400系列電源量測單元提供的阻抗特性，可產(chǎn)生真實電池應(yīng)用中由電池內(nèi)部的阻抗所造成的電壓瞬時跌落(Voltage Dip)。當(dāng)待測物(DUT)被量測的電壓值呈現(xiàn)階梯波的輸出形式，此現(xiàn)象是明顯的證據(jù)。 |
電晶體量測
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I-V(電流-電壓)特性曲線可做為場效電晶體量測的關(guān)鍵性指標(biāo)。 I-V特性曲線的量測包括閘極泄漏 (Gate Leakage)、崩潰電壓(Breakdown Voltage)與汲極電流(Drain Current)等。為確保正確的量測結(jié)果，各項量測參數(shù)需同時取得，透過52400系列電源量測單元同步量測功能，可供使用者快速且精確量測到這些重要參數(shù)。 如右圖所示，52400系列電源量測單元通道1的輸出端Force Hi(+Force)連接到MOSFET的閘極，電源量測單元通道2的輸出端+Force則連接到MOSFET的汲極。 MOSFET的源極則與電源量測單元通道1與通道2的Force Lo(-Force)端點連接。改變各通道之電流與電壓的輸出值，即可掃描繪出待測物之各項I-V特性曲線圖。 |
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發(fā)光二極體/雷射二極體量測
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諸如發(fā)光二極體(LED)或雷射二極體(Laser Diode)等之發(fā)光元件，需要電流/電壓源、負(fù)載、光功率量測，當(dāng)執(zhí)行LIV(Light-Current-Voltage)參數(shù)量測與量測二極體的反向特性，52400系列電源量測單元可程式化為電流源模式，用以驅(qū)動待測物，進(jìn)行正向特性量測，也可設(shè)成電壓源模式，進(jìn)行反向特性量測。 進(jìn)行光輸出功率量測時需要另一電源量測單元通道。光電二極體(Photo Diode)通常用來當(dāng)作光輸出功率的感應(yīng)接收器，光功率與光電二極體的短路電流(Short Circuit Current)成正比關(guān)系，若無法加偏壓至光電二極體使其成為零伏，量測精確度將受影響，因為正向偏壓會讓光二極體產(chǎn)生較高溫度，此影響更甚于短路電流；52400系列另一重要特性在于可以偏壓至負(fù)電壓以補償導(dǎo)線所造成的電壓降，相較于使用分流電阻進(jìn)行電流量測造成偏壓，52400系列電源量測單元可確保量測到光電二極體之真實短路電流。 52400系列電源量測單元雙輸入通道設(shè)計及同步量測功能可取得所有量測參數(shù)，如有多個待測物需同時進(jìn)行平行測試，52400系列電源量測單元之小型PXI設(shè)計可提供最高之通道密度。 |
太陽能電池量測
太陽能電池的基本結(jié)構(gòu)仍屬二極體結(jié)構(gòu)，因此I-V特性曲線是其關(guān)鍵特性。利用照光時的IV特性曲線，可用來導(dǎo)出許多重要的太陽能電池的參數(shù)，反向電壓可用來進(jìn)行反向太陽能電池性能的測試，不同于一般二極體的測試，分流電阻(Shunt Resistor)與串聯(lián)電阻是太陽能電池的重要性能指數(shù)。
52400系列電源量測單元具有可操作于照光時的正向偏壓負(fù)載及反向偏壓輸出特性，此四象限輸出特性使得電源量測單元成為理想的太陽能電池測試儀器。
一般太陽光模擬器之輻射光強會有瞬態(tài)的不穩(wěn)定，使用輻射光監(jiān)視器(Irradiance Monitor)連接52400系列電源量測單元的單一通道，依照IEC-60904-1所定義方式來修正太陽能電池的光電流讀值至1 sun(100mW/m2)標(biāo)準(zhǔn)光強狀態(tài)，透過電源量測單元提供電壓與電流，進(jìn)行在同一通道內(nèi)與跨通道間的同步量測，可取得精準(zhǔn)可靠之測試結(jié)果。
其他應(yīng)用范圍
