ソースメジャーユニット(SMU)とは?

〜高精度な電圧・電流測定とソース機能を一体化した計測器〜

ソースメジャーユニットの基本

ソースメジャーユニット(SMU:Source Measure Unit)は、電圧または電流を出力(ソース)しながら、その電圧や電流を同時に高精度で測定(メジャー)できる電子計測器です。電源機能とテスター機能を統合したような構成で、研究開発から製造現場まで幅広く活用されています。

一般的な電源やマルチメーターとは異なり、SMUは一台で以下の4象限動作が可能です:

  • 電圧ソース/電流測定(VS/IM)

  • 電流ソース/電圧測定(IS/VM)

  • 電圧ソース/電圧測定(VS/VM)

  • 電流ソース/電流測定(IS/IM)

この多機能性により、半導体デバイス、センサ、太陽電池、LED、バッテリーの特性評価など、高精度かつ繊細な測定が求められる用途で威力を発揮します。

 

主な用途と活用シーン

半導体デバイスのI-V測定

MOSFETやダイオードの電圧-電流特性(I-Vカーブ)測定に最適。微小なリーク電流から高電圧印加まで、ワンボックスで対応可能です。

材料評価・研究用途

ナノ材料や新素材の電気伝導性評価抵抗温度係数試験など、微細な変化を捉える測定にSMUが選ばれています。

光電デバイス評価(太陽電池・LED)

発光・受光特性の測定や、電源・電子負荷としての利用が可能。IV特性測定における繰り返し性・再現性にも優れます。

バッテリー・電池セル測定

充放電サイクルを通じた特性評価や、内部抵抗測定、定電流充電/放電のコントロールが可能です。

 

ソースメジャーユニットの主な特長

  • 高精度な電圧/電流ソース機能

    • mV〜数百V、pA〜Aオーダーまで対応

  • 繊細な測定機能

    • ナノアンペア、ミリボルトレベルの分解能

  • 4象限動作対応

    • 正負の電流/電圧ソース&測定が可能

  • 電流コンプライアンス機能

    • 測定対象の破壊を防ぐための制限設定が可能

  • スイープ機能

    • 自動で電圧や電流を変化させながら連続測定

 

ソースメジャーユニットと電子負荷/電源の違い

項目 ソースメジャーユニット(SMU) プログラマブル電源 DC電子負荷
出力 電圧/電流 主に電圧 主に電流を吸収
測定精度 高精度 中程度 中〜高精度
主な用途 精密デバイスの特性測定 回路への電力供給 バッテリーなどの負荷試験
4象限対応 あり(全て対応) 機種により異なる 機種により異なる
価格帯 高価格帯 中価格帯 中価格帯

 

おすすめのSMUメーカー

1. Keithley(Tektronix)

業界標準とも言えるSMUメーカー。2400シリーズは多くの研究機関や製造現場で実績があります。

2. Rohde & Schwarz

高性能な電源測定器と組み合わせたソリューションに定評があります。

3. Techmize

高コストパフォーマンスの新興ブランド。基本性能を備えた入門用SMUとしても注目されています。

 

まとめ|SMUは高精度な電源&測定器を一体化した万能ツール

ソースメジャーユニット(SMU)は、電流/電圧の「出力」と「測定」機能を1台に集約した計測器であり、半導体や新素材、電源回路などの正確な評価に欠かせない存在です。

「高精度のI-V測定」「バッテリーの充放電特性評価」「LEDの動作確認」など、SMUは多彩な場面で活用できます。製品選定においては、測定レンジ、精度、スピード、ソフトウェア連携の有無などをチェックし、自社のニーズに合ったモデルを選びましょう。