在探討定義SMU技術因素之前，精確定義SMU是什么(不是什么)會很有幫助。本質上講，SMU是快速響應、能夠回讀電壓和電流的源，具有高精度測量的能力，緊密地集成在單封閉機箱內。它們設計用于線路和設備評估，必須在測試設備上(DUT)施加一個直流信號，并且需要對被測信號做出響應。SMU具有四象限運行(圖1)的能力，作為正負直流電源或吸收(負載)。它們還提供高度可重復的測量，通常具有5?-或6?-的數字分辨率。 SMU通常對用于確定被測設備I-V特性的電流和電壓進行掃描。由于這些優勢，SMU已被廣泛地應用在工業領域，并且是許多自動化測試系統的通用部件。

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　　圖1 四象限SMU設計

　　有些主張與此相反，認為傳統儀器在測試與測量行業仍然是一個重要的、逐漸增多的部件。雖然特定的通信接口(GPIB，RS - 232等)可能會隨著時間的推移而過時，但是在系統中單獨使用或與其它SMU集成使用的基于儀器的SMU，通常為寬范圍需求的應用提供最快、最準確、最靈活的解決方案。“部件”SMU往往犧牲他們的性能以提供一個特定的外形因子。

　　最寬的可用功率和信號范圍

　　針對多類型裝置的測試，期望測試設備具有工作在寬范圍信號等級的能力。例如，功率MOSFET導通時的電阻非常低，通過極大的電流，但是關斷時的電阻非常高，并允許流過幾乎為零的電流。MOSFET處于開通狀態時，電流高達幾十安培，關斷時電流可能小于納安培。功率二極管和高亮度發光二極管具有相似的動態范圍要求，其全部特性也相似。對于這類器件，當施加的正向偏置電壓低于閾值電壓時，流過器件的電流非常低。當電壓從0V至閾值電壓掃描時，器件的電流從亞納安范圍上升到毫安級。當偏置電壓達到并超過閾值電壓時，測試電流快速增加，達到幾十甚至幾百安培，這個電流值取決于設備。期望測試設備能在寬范圍內具有精確測量的能力，這樣可以減少所需測試設備的數量，從而降低系統的復雜性和成本。

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　　圖2 吉時利SMU和競爭對手的動態范圍比較

　　吉時利數字源表?儀器結合了大部分單一儀器最寬范圍信號的最大能力。型號2651A高功率源表可提供高達200W的直流電源和2000W的脈沖功率。它可以測量高達50A的電流，具有最大分辨率為1pA的測量能力。型號2636A動態范圍上領先于行業，具有測量10A降至1fA信號的能力，提供160位電流分辨率。

　　一些基于SMU儀器的競爭對手宣稱，型號2636A雙通道系統源表儀器具有相同的動態覆蓋范圍，測量10A降至10fA的信號。然而，當比較每一個SMU(圖2)測量范圍時，很明顯型號2636A在電流幅值上比競爭產品低兩個數量級。這意味著型號2636A不是必須依賴其測量范圍的最低有效位和最低精度位來實現真正的寬動態范圍。對于儀器用戶，在低電流測量的準確度方面提供了更大的信心。

　　部件SMU的供應商也宣稱他們的寬范圍覆蓋性。然而，這些外形因子限制了他們的動態范圍，使其比基于SMU的Keithley儀器小幾十倍。在高端范圍，他們受限于設備能夠提供多大的功率，大多數部件SMU最大輸出100mA的電流。在低端范圍，對于各種實際的低壓測量，所有設計在較小空間、具有不充分屏蔽的線路的電磁干擾會產生過多的電噪聲。結果就是通常看不到部件SMU的任何電流低于10微安。