ADALM1000本質(zhì)上是一款信號(hào)源測(cè)量單元，但也可將其視為獨(dú)立的 示波器和函數(shù)發(fā)生器。但當(dāng)分而視之時(shí)，由于輸出功能（發(fā)生器）和輸入功能（示波器）共用一個(gè)引腳，因此一次只能使用一個(gè)功能。

圖1. 一個(gè)ADALM1000 SMU通道的框圖。

可編程信號(hào)源測(cè)量單元為什么很重要？

對(duì)于某些類型的測(cè)試，可編程儀器可能并不重要。您可能只想讀取一次或少量次數(shù)。但有很多情況下，可能需要收集大量數(shù)據(jù)，以便生成性能隨時(shí)間變化的曲線或圖表。不過，手動(dòng)操作的話會(huì)非常耗時(shí)且易于出錯(cuò)。

還有大量不同的實(shí)驗(yàn)要求自動(dòng)收集數(shù)據(jù)以獲得更快速或更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，或者獲取長時(shí)間尺度（數(shù)月甚至幾年）的測(cè)量結(jié)果。此時(shí)，您肯定需要一臺(tái)計(jì)算機(jī)來收集數(shù)據(jù)并將其導(dǎo)出到數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行分析。

為什么需要負(fù)電壓？

不是所有實(shí)驗(yàn)都需要負(fù)電壓，在某些情況下，您可以避免使用。但是，如果施加正電壓或負(fù)電壓，許多不同類型的器件會(huì)以不同方式工作。為充分了解此類器件的工作原理，我們需要能夠改變所施加電壓的符號(hào)。ADALM1000中的每個(gè)SMU通道只能產(chǎn)生0 V至5 V的電壓（相對(duì)于地）。它提供固定的2.5 V和5 V輸出，這些輸出既能流出電流，也能吸入電流。DUT可以連接在2.5 V輸出和SMU輸出之間，而不是接地，以將DUT電壓從–2.5 V掃描到+2.5 V。此外，由于ADALM1000有兩個(gè)SMU，所以DUT可以連接兩個(gè)SMU輸出之間。一個(gè)通道從0 V掃描到5 V，另一個(gè)通道從5 V掃描到0 V，DUT兩端的電壓便是從–5 V到+5 V。

舉個(gè)例子，考慮一個(gè)二極管——這種器件僅允許電流沿一個(gè)方向通過其中。為了評(píng)估二極管是否正常工作，我們需要看看兩個(gè)方向的電流是否均能通過其中。檢查方法有兩種。我們可以在一個(gè)方向測(cè)量二極管，再手動(dòng)轉(zhuǎn)向，測(cè)量另一個(gè)方向，然后將數(shù)據(jù)組合在一起。然而，如果我們施加正電壓和負(fù)電壓，那么只需測(cè)量電流就行了。事實(shí)上，這種技術(shù)非常有用，常被用來表征很多具有類二極管行為的器件，太陽能電池和發(fā)光二極管就是很好的例子。圖2顯示如何將二極管連接到ADALM1000以掃描–5 V至+5 V電壓。

圖2. 從–5 V到+5 V掃描二極管。

通道A編程為從0 V掃描至5 V，而通道B編程為從5 V掃描至0 V，通道間的差值出現(xiàn)在電阻兩端，用于限制電流和二極管。時(shí)域波形如圖3所示。綠色曲線是通道A電壓，橙色曲線是通道B電壓，黃色曲線是通道B電流（通道A電流未顯示，其與通道B電流剛好相反）。

圖3. 電壓和電流波形與時(shí)間的關(guān)系。

我們可以將這些測(cè)量數(shù)據(jù)彼此對(duì)照以繪制成圖，并同時(shí)進(jìn)行一些簡單的數(shù)學(xué)計(jì)算。我們想繪制的是通過二極管的電流與二極管兩端電壓的關(guān)系。為了計(jì)算二極管兩端的電壓，我們可以從通道A和通道B的電壓之差中減去電阻上的壓降 (V = I×R)。下面的Python方程式（用在ALICE中）可執(zhí)行該計(jì)算：

其中100為電阻的值。二極管電流與該方程式的關(guān)系曲線如圖4所示。

圖4. 二極管電流與–5 V至+5 V電壓的關(guān)系。