ソースメジャーユニット │ SIGLENT（SMM3311X）の特徴

■ ソース・メジャー・ユニット（SMU）とは？

ソース・メジャー・ユニット（SMU：Source Measure Unit）は、電源機能（ソース）と測定機能（メーター）を1台に統合した計測器です。
ここでいう「ソース」とは電圧源および電流源を指し、「メーター」とは電圧・電流・抵抗を測定する計測機能を指します。
SMUは、ソースとして動作する場合でも、測定器として動作する場合でも、精度、分解能、安定性といった主要性能において、一般的な電源装置を大きく上回ります。

■ なぜSMUを使用するのか？

従来の電源装置やデジタルマルチメータは、一般的な試験や量産ラインでの高速検査を目的として設計されています。そのため、SMUが備える高入力インピーダンスや極微小電流測定能力は備えていません。
SMU最大の特長は、信号の印加（ソース）と測定を同時に実行できることです。被試験デバイス（DUT）に対してソース・メジャーサイクルを実行し、高速かつ高精度な評価を可能にします。
また、4象限動作に対応しているため、以下の機能を1台で実現できます。

定電圧電源（CV）
定電流電源（CC）
電圧計
電流計
抵抗計
電子負荷

さらに、パルスジェネレータや波形発生器としても利用可能です。
このように多彩な機能を備えるSMUは、半導体デバイスをはじめとする非線形デバイスや材料評価に最適なソリューションです。

■ 最大電圧・電流動作範囲

4象限動作
SMM3000Xシリーズは、正負両極性の電圧出力に対応し、正負両方向の電流吸収も可能です。そのため、電源としても電子負荷としても使用できます。
SMUには総出力電力の制限があるため、最大電圧と最大電流を同時に出力することはできません。出力可能範囲は動作領域によって制限されます。
例えば、本機は最大210V、最大10.5Aの出力が可能ですが、出力電圧に応じて許容電流値は変化します。
例として、DC出力電圧が21Vの場合、最大出力電流は1.515A以下に制限されます。


■ 高分解能
SMUは優れた微小電流測定性能を備えており、μA（マイクロアンペア）レベルはもちろん、それ以下の微小電流測定にも対応します。
また、一般的な電源装置と比較して、より広い動作レンジと高い分解能を実現しています。
表示分解能

6½桁（2,100,000カウント）

設定／読み取り分解能

電流：10fA
電圧：100nV

■ マルチビュー表示モード

多彩なグラフ表示機能により、測定結果を直感的に把握できます。

Graph View（グラフ表示）
CH1/CH2の測定結果または演算結果をグラフ表示します。


Roll View（ロール表示）
CH1/CH2の測定データを時系列波形として表示します。


Measure View（測定表示）
トレースデータの統計結果を表示します。

■ スイープ機能

SMUは以下のような多彩なスイープモードを搭載しています。

シングルスイープ
連続スイープ
リニア／ログスイープ
パルススイープ
カスタムスイープ

また、リミット判定機能やリモート制御機能と組み合わせることで、高速な自動検査システムを構築できます。
スイープ機能では、設定した開始値から終了値まで、一定ステップで電圧または電流を変化させながら各ポイントで自動測定を実行します。
異なる動作点でのデバイス特性評価が可能であり、特にI-V特性（電流－電圧特性）測定に広く利用されています。
例えば、ダイオードやトランジスタなどの半導体デバイスでは、電圧をスイープしながら電流を測定することで、導通特性曲線を取得できます。
主な設定パラメータ
開始値／終了値

電圧または電流のスイープ範囲を設定

ステップ値
各スイープステップの増分
スイープ分解能を決定

ディレイ時間
各ステップ後の安定化待機時間
測定精度向上に有効

スイープ方向
単方向
双方向

■ スイープ機能とリスト機能の比較

両機能とも自動測定を目的としていますが、用途や特徴が異なります。
連続的かつ線形に変化する条件で測定する場合（I-V特性など）は、スイープ機能が最適です。
一方、測定ポイントが不連続であったり、非線形条件や多段階条件で試験したい場合は、リスト機能がより柔軟に対応できます。

スイープ機能（Sweep Function）
事前に設定した開始値から終了値まで、一定ステップで電圧または電流を変化させながら測定を実行します。
特長
パラメータ変化は線形
測定範囲と分解能を自動制御
連続した特性曲線の取得に最適
I-V特性評価に最適
開始値、終了値、ステップ値、測定ディレイを設定するだけの簡単操作


リスト機能（List Function）
ユーザーが事前に作成したリストに従って、任意の電圧または電流を順次出力しながら測定を実行します。
特長
パラメータ変化は非線形
任意値や任意順序の設定が可能
不規則な電圧・電流変化に対応
多段階試験に最適
複雑な試験条件を柔軟に設定可能
ソフトウェアまたは手動でリスト作成可能

■ 信号生成機能

SMUは、多様な試験要求に対応するため、複数種類の信号を生成できます。
主な信号タイプはDC信号、パルス信号です。
ユーザーは各信号パラメータを高精度に設定でき、試験中にリアルタイムで調整することも可能です。
半導体デバイス評価では、トランジスタ、ダイオード、ICなどのI-V特性測定に活用できます。

■ 高効率リモート制御

SMM3000Xシリーズは、先進的なSCPIコマンドセットを採用し、USBおよびLANインターフェースによるPC接続に対応しています。
効率的かつ柔軟なリモート制御を実現し、Web Serverインターフェースから容易に操作できるほか、SCPIコマンドによる高度なカスタムプログラミングにも対応します。
さらに、TCP/IPベースのSocket通信にも対応しており、ネットワーク経由での遠隔測定・遠隔制御を容易に実現できます。

■ Q&A

Q1. SMUの「同時出力・同時測定」は、電源＋マルチメータ構成と何が違いますか？
SMUは、電圧または電流を出力しながら、DUTの応答をリアルタイムで測定できます。
また、内蔵されたフィードバック制御によって、負荷変動に応じて出力を動的に補正し、高い出力精度を維持します。
一方、一般的な電源装置やマルチメータは実際の出力値を監視するのみで、同期測定や動的補正機能を備えていないため、測定精度や効率でSMUに及びません。

Q2. SMUは単独で電源、測定器、電子負荷として使用できますか？
SMUはソース機能と測定機能を組み合わせて使用することを前提に設計されています。
適切なパラメータ設定によって動作モードを構成する必要があり、出力機能を伴わない独立した測定器としての利用は想定されていません。

Q3. ベンチトップ型SMUとモジュール型SMUの違いは？
ベンチトップ型SMU
追加ハードウェアや専用ソフトウェア不要
導入・運用が容易
直感的なユーザーインターフェース
シンプルな操作性
GPIB、USB、LANなど多様なインターフェースに対応
他機器やソフトウェアとの接続が容易

モジュール型SMU
多チャネル測定用途に最適
複数デバイスの同時評価が可能
高速データ収集・処理に適している
複数計測器との連携試験に最適
自動評価システムや量産試験環境に適している