原标题：【技术大咖测试笔记系列】之九：新型SMU克服低电流容性设置的棘手测试挑战

在电子测试领域，低电流容性设置常常给测试工程师带来诸多挑战，尤其是在使用长电缆或容性卡盘时，测试仪器输出的电容会显著提高，导致测量不准确或不稳定。针对这些挑战，泰克科技旗下公司吉时利推出了两款新型源测量单元（SMU）——Keithley 4201-SMU中等功率SMU和4211-SMU高功率SMU（选配4200-PA前置放大器），以克服这些难题。

一、挑战背景

随着设计人员不断降低电流电平以节约能源，测量挑战正不断增长，特别是在大型LCD面板等设备的测试中。这些面板最终将用于智能手机或平板电脑中，而测试过程中可能需要使用长电缆或容性卡盘，从而增加了测试仪器的电容，导致测量不准确。

二、新型SMU的优势

1. 高负载电容处理能力

与传统的灵敏SMU相比，Keithley 4201-SMU和4211-SMU在支持的最低电流范围上，可以供电和测量的系统电容要比当今系统高1000倍。例如，在电流电平为1~100 pA时，这两款新型SMU可以处理高达1 µF（微法拉）的负载，而竞品在此电流电平下通常只能容忍1000 pF的负载。

2. 稳定的弱电测量

即使在高测试连接电容的应用中，Keithley 4201-SMU和4211-SMU仍能进行稳定的弱电测量。这对于需要非常灵敏测量的应用场景，如纳米FET I-V测量、MOSFET的传递特点测试、通过开关矩阵的FET测试以及电容器泄漏测量等，具有重大意义。

三、应用实例

1. 平板显示器测试

在平板显示器测试中，OLED像素驱动器电路的DC特点测量是一个重要环节。传统SMU在连接长电缆（如12-16米长的三同轴电缆）进行测量时，常常会出现测量不稳定的情况。而使用Keithley 4211-SMU进行重复测量时，I-V曲线稳定，显著提高了测量的准确性和可靠性。

2. 纳米FET测试

纳米FETs和2D FETs的测试也需要解决高电容连接问题。在测试过程中，卡盘的电容可能高达几毫微法拉，且同轴电缆会增加额外的电容。使用传统SMU进行测量时，得到的Id-Vg磁滞曲线常常伴有噪声。而使用Keithley 4211-SMU进行测量时，得到的磁滞曲线平滑稳定，解决了研究人员长期面临的主要问题。

四、升级与部署

Keithley 4201-SMU和4211-SMU既可以在订购时预先配置到Keithley 4200A-SCS中，提供全面的参数分析解决方案；也可以在现有单元中现场升级，无需将仪器送回服务中心，从而节约了大量的时间和费用。

五、结论

Keithley 4201-SMU和4211-SMU的推出，为测试工程师和科研人员提供了强大的工具，以克服低电流容性设置带来的测试挑战。这两款新型SMU以其高负载电容处理能力和稳定的弱电测量能力，在多个应用领域中展现了卓越的性能和可靠性。