原標題：【技術大咖測試筆記系列】之九：新型SMU克服低電流容性設置的棘手測試挑戰

在電子測試領域，低電流容性設置常常給測試工程師帶來諸多挑戰，尤其是在使用長電纜或容性卡盤時，測試儀器輸出的電容會顯著提高，導致測量不準確或不穩定。針對這些挑戰，泰克科技旗下公司吉時利推出了兩款新型源測量單元（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、挑戰背景

隨著設計人員不斷降低電流電平以節約能源，測量挑戰正不斷增長，特別是在大型LCD面板等設備的測試中。這些面板最終將用于智能手機或平板電腦中，而測試過程中可能需要使用長電纜或容性卡盤，從而增加了測試儀器的電容，導致測量不準確。

二、新型SMU的優勢

1. 高負載電容處理能力

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

2. 穩定的弱電測量

即使在高測試連接電容的應用中，Keithley 4201-SMU和4211-SMU仍能進行穩定的弱電測量。這對于需要非常靈敏測量的應用場景，如納米FET I-V測量、MOSFET的傳遞特點測試、通過開關矩陣的FET測試以及電容器泄漏測量等，具有重大意義。

三、應用實例

1. 平板顯示器測試

在平板顯示器測試中，OLED像素驅動器電路的DC特點測量是一個重要環節。傳統SMU在連接長電纜（如12-16米長的三同軸電纜）進行測量時，常常會出現測量不穩定的情況。而使用Keithley 4211-SMU進行重復測量時，I-V曲線穩定，顯著提高了測量的準確性和可靠性。

2. 納米FET測試

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

四、升級與部署

Keithley 4201-SMU和4211-SMU既可以在訂購時預先配置到Keithley 4200A-SCS中，提供全面的參數分析解決方案；也可以在現有單元中現場升級，無需將儀器送回服務中心，從而節約了大量的時間和費用。

五、結論

Keithley 4201-SMU和4211-SMU的推出，為測試工程師和科研人員提供了強大的工具，以克服低電流容性設置帶來的測試挑戰。這兩款新型SMU以其高負載電容處理能力和穩定的弱電測量能力，在多個應用領域中展現了卓越的性能和可靠性。