Một thiết bị vừa cấp điện áp/dòng vừa đo điện áp/dòng ở cùng hai cọc đấu — đó là lý do nguồn-đo SMU thay được cả một trạm gồm nguồn DC, đồng hồ đo và điện kế nhạy. Với dải nguồn ±210 V, dòng tới 3 A DC (10,5 A xung) và độ phân giải đo xuống 100 fA / 100 nV, nguồn-đo SMU Keysight B2901A phủ được đa số bài đo đặc trưng linh kiện trong phòng lab điện tử và bán dẫn. Bài viết đi qua 6 ứng dụng thực tế của Keysight B2901A kèm kỹ thuật đo để ra số đáng tin, không chỉ ra số.
SMU khác nguồn DC ở chỗ nào
Nguồn DC thường chỉ cấp và tự đo lại giá trị mình cấp. SMU (Source/Measure Unit) là nguồn 4 góc phần tư: nó cấp hoặc hút cả điện áp và dòng, đồng thời đo đại lượng còn lại với độ phân giải rất cao, ngay tại điểm đấu tải. Bạn đặt giới hạn tuân thủ (compliance) để tránh phá linh kiện: đặt áp thì kẹp dòng, đặt dòng thì kẹp áp. Chính khả năng “force one, measure the other” trong một khối kín làm SMU trở thành công cụ chuẩn cho đặc trưng bán dẫn.
1. Dựng đường đặc trưng I–V của linh kiện bán dẫn
Đây là ứng dụng nền tảng. Quét điện áp từ 0 lên trần rồi ghi lại dòng ở từng bước, B2901A dựng ra đường I–V của diode, LED, MOSFET hay pin mặt trời. Chế độ quét tuyến tính/logarit và bộ nhớ điểm đo giúp lấy toàn bộ đường cong trong một lần kích. Với transistor, dùng thêm một SMU thứ hai để quét cực cổng và vẽ họ đường đặc trưng đầu ra — ghép hai B2901A qua bus là cấu hình phổ biến.
2. Đo dòng rò và dòng tối cỡ femto-ampe
Độ phân giải đo dòng 100 fA của SMU Keysight B2901A mở ra nhóm bài mà đồng hồ vạn năng chịu thua: dòng rò cổng transistor, dòng tối photodiode, dòng ngược diode. Điều kiện bắt buộc là dùng cọc Guard để triệt dòng rò trên cáp và đồ gá — nếu không, chính dây đo sẽ tạo ra dòng lớn hơn dòng cần đo. Cấp điện áp phân cực ổn định, kẹp dòng ở mức µA để bảo vệ, rồi đọc dòng thật là quy trình chuẩn.
3. Đặc trưng pin và siêu tụ theo chu trình phóng–nạp
Vì hoạt động cả 4 góc phần tư, B2901A vừa nạp (nguồn) vừa xả (hút dòng) trong cùng một bài đo. Bạn lập kịch bản dòng theo danh sách để tái tạo chu trình sạc–xả, đo điện áp hở mạch, tính điện trở trong bằng bước dòng, hoặc theo dõi tự phóng dài ngày với độ phân giải áp 100 nV. Dòng xung 10,5 A cho phép mô phỏng tải đỉnh của pin mà không cần thêm tải điện tử rời.
4. Đo điện trở cực cao và cách điện
Để đo điện trở cách điện hay lớp màng, ta cấp một điện áp đã biết rồi đo dòng rất nhỏ chạy qua — điện trở = V/I. Với trần 210 V và ngưỡng đo 100 fA, B2901A tính được điện trở tới hàng trăm GΩ. Kỹ thuật ở đây là kiên nhẫn với thời gian ổn định: dòng nhỏ cần thời gian tích hợp (aperture) dài hơn để vượt nhiễu, nên đặt tốc độ đo chậm và bật lọc trung bình.
5. Kích thích và đọc cảm biến, MEMS, vật liệu
Nguồn dòng ổn định cỡ nano-ampe cộng khả năng đọc áp 100 nV làm B2901A hợp với đo cảm biến điện trở, cấu trúc MEMS và mẫu vật liệu. Cấp dòng chuẩn 4 dây (Kelvin) để loại điện trở tiếp xúc, đo sụt áp thật trên mẫu — cách này cho điện trở suất và hệ số nhiệt chính xác hơn nhiều so với đo 2 dây bằng đồng hồ thường.
6. Tạo dạng sóng tùy ý và số hóa mức thấp
Ngoài vai trò nguồn tĩnh, B2901A tạo được dạng sóng tùy ý và số hóa tín hiệu với bước 20 µs. Nhờ đó nó đóng vai một máy phát mức thấp kèm bộ ghi: phát một xung dòng rồi số hóa đáp ứng áp của linh kiện, hoặc chạy kích thích–đáp ứng đơn giản mà không cần thêm máy phát hàm và oscilloscope cho các tín hiệu chậm.
Thông số kỹ thuật rút gọn
| Thông số | Keysight B2901A |
|---|---|
| Điện áp nguồn/đo tối đa | ±210 V |
| Dòng tối đa | ±3 A DC · 10,5 A xung |
| Phân giải nguồn nhỏ nhất | 1 pA / 1 µV |
| Phân giải đo nhỏ nhất | 100 fA / 100 nV |
| Số kênh · góc phần tư | 1 kênh · 4 góc |
| Tạo/số hóa dạng sóng | Arb & digitizing, bước 20 µs |
| Màn hình | Màu 4,3 inch, chế độ đồ thị & số |
| Giao tiếp | USB · LAN (LXI) · GPIB |
Nguồn: trang sản phẩm Keysight B2901A, tháng 07/2026.
Bốn nguyên tắc để ra số đáng tin
- Luôn đặt compliance trước khi cấp. Kẹp dòng khi quét áp và ngược lại — đây là hàng rào bảo vệ linh kiện đắt tiền và cũng là mẫu số đo an toàn.
- Đo 4 dây (Kelvin) khi dòng lớn hoặc trở kháng thấp. Cọc Force cấp dòng, cọc Sense đo áp ngay tại tải, loại bỏ sụt áp trên dây.
- Dùng Guard khi đo dòng femto-ampe. Không có guard, dòng rò của cáp lớn hơn cả tín hiệu.
- Chọn aperture theo mức dòng. Dòng càng nhỏ, thời gian tích hợp càng dài để vượt nhiễu; đừng đọc nhanh khi đo nA.
Cần cấu hình hai kênh để quét cực cổng transistor, hãy tham khảo bản kế nhiệm SMU Keysight B2901B trong cùng họ B2900. Muốn xem chi tiết cấu hình và báo giá của SMU Keysight B2901A, xem trang sản phẩm. Toàn bộ danh mục thiết bị đo tại hệ thống thiết bị đo lường Techmaster.
Câu hỏi thường gặp
Nguồn-đo SMU Keysight B2901A đo được dòng nhỏ tới đâu?
B2901A có độ phân giải đo dòng nhỏ nhất 100 fA và đo áp nhỏ nhất 100 nV, cấp nguồn tới ±210 V và 3 A DC (10,5 A xung). Để tận dụng ngưỡng femto-ampe, cần dùng cọc Guard triệt dòng rò của cáp và đặt thời gian tích hợp dài.
SMU B2901A khác nguồn DC và đồng hồ vạn năng thế nào?
B2901A là nguồn 4 góc phần tư vừa cấp vừa hút điện áp/dòng, đồng thời đo đại lượng còn lại với độ phân giải cao ngay tại tải và có giới hạn tuân thủ để bảo vệ linh kiện. Một máy thay cho cả nguồn DC, đồng hồ đo và điện kế nhạy trong bài đặc trưng I–V.
Mua Keysight B2901A chính hãng kèm hiệu chuẩn ở đâu?
Techmaster Electronics là đại lý ủy quyền Keysight tại Việt Nam, tư vấn cấu hình SMU theo bài đo, giao máy chính hãng kèm chứng chỉ CO/CQ và cung cấp dịch vụ hiệu chuẩn theo ISO/IEC 17025.
