Source Measure Unit menggabungkan tiga fungsi: sourcing stimulus listrik, sinking atau menerima daya pada model tertentu, dan measurement voltage/current/resistance. Karena stimulus dan readback berada dalam satu control loop, SMU dapat menjalankan sweep, compliance, trigger, dan pengukuran pada titik yang sama tanpa merangkai power supply serta DMM secara terpisah.
1. Sourcing: memberi stimulus ke DUT
SMU dapat source voltage atau current. Saat source voltage, current yang mengalir dipantau dan dibatasi oleh compliance. Saat source current, voltage yang diperlukan DUT dipantau dan dibatasi oleh compliance voltage. Pilihan source mode menentukan bagaimana DUT menerima stimulus ketika karakteristiknya non-linear.
Untuk diode, LED, transistor, atau photovoltaic cell, compliance bukan sekadar protection tambahan. Compliance menentukan batas operasi ketika DUT short, open, breakdown, atau mencapai knee characteristic.
2. Sinking: menerima daya atau arus
SMU tertentu dapat bekerja pada lebih dari satu quadrant sehingga dapat menyerap daya, bukan hanya memasoknya. Sinking diperlukan pada pengujian battery discharge, regenerative behavior, bipolar device, atau rangkaian yang mengembalikan energi ke instrument.
Periksa datasheet untuk quadrant, voltage/current boundary, maximum sink power, transition behavior, dan apakah sink operation tersedia pada semua range. Jangan menyimpulkan bahwa semua SMU dapat menerima daya balik hanya karena dapat mengukur arus negatif.
3. Measurement: membaca respons DUT
Measurement dilakukan bersama source atau setelah stimulus stabil. Parameter yang perlu dipilih meliputi range, autorange, integration time, averaging, filter, trigger, timestamp, dan 2-wire/4-wire connection. Pada low-current measurement, noise, cable leakage, guarding, shielding, dan settling sering lebih penting daripada jumlah digit display.
Pada high-current measurement, voltage drop pada force leads dan heating pada contact dapat mengubah hasil. Gunakan sense leads dekat DUT jika diperlukan dan pastikan konektor serta fixture sesuai rating.
4. Compliance dan protection
| Situasi | Compliance yang perlu diperiksa | Risiko |
|---|---|---|
| Source voltage | Current compliance. | DUT short atau current melonjak. |
| Source current | Voltage compliance. | Open DUT atau resistance terlalu besar. |
| Sink/discharge | Maximum sink voltage, current, dan power. | SMU menerima energi di luar quadrant/rating. |
| High-voltage DUT | Voltage-to-earth, interlock, discharge, dan guard. | Shock, arc, atau kerusakan fixture. |
| Low-current DUT | Leakage, guard, noise, range, dan integration. | Arus parasitik terbaca sebagai respons DUT. |
5. Sweep, list, dan trigger
Measurement titik tunggal berguna untuk spot check. Sweep atau list mode berguna untuk memperoleh kurva I–V, mencari threshold, mengukur leakage, atau mengulang profile. Trigger menyelaraskan source change, measurement, switching, optical detector, atau DAQ.
- Tentukan source variable dan measure variable.
- Tetapkan start, stop, step, dwell, compliance, dan arah sweep.
- Pilih range dan integration time yang sesuai noise serta speed.
- Atur trigger dan delay agar measurement dilakukan setelah settling.
- Simpan raw data dan instrument state, bukan hanya grafik.
6. SMU versus kombinasi supply + DMM
Kombinasi supply dan DMM tetap bermanfaat untuk rail power serta monitoring sederhana. SMU unggul ketika source/measure harus sinkron, sweep perlu cepat, compliance harus terintegrasi, atau arus/tegangan berada pada level yang memerlukan low-noise measurement. Pilihan akhirnya bergantung pada uncertainty, range, speed, quadrant, fixture, dan automation.
7. Produk dan system yang dapat dibandingkan
Lihat Keithley 2400 Series, Keithley 2450, dan Keithley 2600B untuk bench/system SMU. Untuk semiconductor characterization yang lebih terintegrasi, lihat Keithley 4200A-SCS. Untuk kebutuhan optical source/measurement, bandingkan Keithley 2500.
Kesimpulan
Sourcing memberi stimulus, sinking menerima daya pada model yang mendukungnya, dan measurement membaca respons DUT. Tiga fungsi tersebut harus dipilih bersama compliance, quadrant, range, timing, force/sense, protection, dan automation agar hasil karakterisasi dapat dipercaya.
Sumber resmi
- Tektronix/Keithley — Source Measure Units
- Tektronix — SMU Instruments Selector Guide
- Keysight — Source/Measure Units
Source reviewed: 22 September 2026. Visual source: Tektronix/Keithley SMU category banner. Hubungi Terastek untuk review SMU, compliance, fixture, dan automation.
