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測試工程師在使用長電纜或電容夾頭的測試設置會增加測試儀器輸出的電容，導致測量結(jié)果不準確或不穩(wěn)定。當輸出或掃描直流電壓并測量異常靈敏的低電流時，能觀察到這種效應。為了應對這些挑戰(zhàn)，泰克為吉時利4200A-SCS參數(shù)分析儀引入了兩個新的吉時利源測量單元（SMU）模塊，即使在測試連接電容較高的應用中，該模塊也可以進行穩(wěn)定的低電流測量。

支持1000倍以上的電容

與其他靈敏SMU相比，新的吉時利源表4201中功率SMU和4211高功率SMU（帶有可選的4200-PA前置放大器）提升了最大負載電容。在最低支持電流范圍內(nèi)，4201-SMU和4211-SMU可以提供和測量的系統(tǒng)電容是目前SMU容量的1000倍。例如，如果電流在1至100pA之間，則新的吉時利模塊可以處理高達1μF（微法拉）的負載。相比之下，在不降低測量精度的情況下，同類產(chǎn)品的最大負載電容在該電流水平上的承受能力僅為1,000pF。

對于面臨這些問題的客戶，新模塊是很寶貴的補充，不僅節(jié)省排除故障的時間，還可以節(jié)省開支。當測試工程師或研究人員發(fā)現(xiàn)測量錯誤時，他們首先需要追蹤其來源。這本身可能需要花費大量時間，并且他們還需要先探索許多可能的原因，然后才能縮小范圍。一旦發(fā)現(xiàn)原因是系統(tǒng)電容，就必須調(diào)整測試參數(shù)，電纜長度，甚至重新安排測試設置。這不是理想選擇。

實際中，新的SMU模塊是如何工作的呢？讓我們來看一下平板顯示器測試過程中和納米FET研究中的幾個關鍵應用。

示例1：平板顯示器上的OLED像素驅(qū)動器電路

OLED像素驅(qū)動器電路印刷在平板顯示器上的OLED器件旁邊。通常，它們的直流特性是通過將SMU開關矩陣連接起來，然后使用12-16m長的三軸電纜連接到LCD探針臺上來測量的。由于需要連接很長的電纜。因此，測試中經(jīng)常出現(xiàn)不穩(wěn)定的低電流。這種不穩(wěn)定性在OLED驅(qū)動電路的飽和曲線(橙色曲線)和線性曲線(藍色曲線)中很明顯，當使用傳統(tǒng)SMU連接DUT進行測量時，結(jié)果如下圖所示。

使用傳統(tǒng)SMU測量的OLED的飽和度和線性I-V曲線

但是，當在DUT的漏極端子上使用4211-SMU重復進行這些I-V測量時，I-V曲線將保持穩(wěn)定，如下所示。問題解決了。

使用新型4211-SMU測量的OLED的飽和度和線性I-V曲線

示例2：具有公共柵極和探卡電容的納米FET

納米FET和2D FET測試時器件的一個端子通過探針臺的卡盤與SMU連接。卡盤的電容可能高達幾個納米級，在某些情況下，有必要使用卡盤頂部的導電墊與柵極接觸。同時，同軸電纜也會增加額外的電容。

為了評估新的SMU模塊，將兩個傳統(tǒng)的SMU連接到2D FET的柵極和漏極，從而產(chǎn)生下面的嘈雜的Id-Vg磁滯曲線。

使用傳統(tǒng)SMU測量的2D FET的噪聲Id-Vg磁滯曲線

但是，當兩個4211-SMU連接到同一設備的柵極和漏極時，產(chǎn)生的磁滯曲線平滑且穩(wěn)定，如下所示，這解決了研究人員可能需要克服的主要障礙。

用兩個4211-SMU測量的平滑且穩(wěn)定的Id-Vg磁滯曲線

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