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Agilent B2900Aシリーズを使用した
抵抗測定
Technical Overview
Agilent B2900Aシリーズ プレシジョン・ソース／メジャメント・ユニット
Agilent B2901AプレシジョンSMU、1チャネル、100 fA分解能、210 V、3A DC/10.5 Aパルス
Agilent B2902AプレシジョンSMU、2チャネル、100 fA分解能、210 V、3A DC/10.5 Aパルス
Agilent B2911AプレシジョンSMU、1チャネル、10 fA分解能、210 V、3A DC/10.5 Aパルス
Agilent B2912AプレシジョンSMU、2チャネル、10 fA分解能、210 V、3A DC/10.5 Aパルス
はじめに
Agilent B2900Aシリーズのプレシ
ジョン・ソース／メジャメント・ユ
ニットは、小型でコスト・パフォー
マンスの高いポータブル・ソース／
メジャメント・ユニット（SMU）で、
電圧と電流の両方を出力／測定する
こ と が で き ま す。 ま た、10 fA ∼
10.5 Aの電流範囲と100 nV ∼ 210
Vの電圧範囲に対応し、幅広い電流
対電圧（IV）測定が、以前よりも正確
か つ 迅 速 に 行 え ま す。 さ ら に、
B2900Aシリーズには、低抵抗と高
抵抗の両方の測定を容易にする抵抗
測定機能が用意されています。この
ような機能を備えたB2900Aシリー
ズは、抵抗などのデバイス特性を正
確に評価できる最適なソリューショ
ンです。
確度の高い抵抗測定を行うことは、
測定科学の中でも難しい分野の1つで
す。抵抗測定の確度には、測定経路
内の残留テスト・リード抵抗、熱起
電力、漏れ電流など、さまざまな要
因が影響します。B2900Aシリーズ
は、リモート・センス機能（4端子接
続）、オフセット補正、ガード機能な
ど、これらの測定上の問題に対応す
るための機能を豊富に備えています。
本書では、これらすべての機能につ
いて詳細に説明します。
電圧源
電流計
A
V
電流源
電圧計
ソース／メジャメント・
ユニット（SMU）
図1.　B2900Aシリーズ プレシジョンSMUは、4種類の測定機能を1台の測定器に統合しています
B2900AシリーズSMU
SMUは、電流源、電圧源、電流計、
電圧計の機能を1台に統合した測定器
で、これらの各種機能を簡単に切り
替えることができます（図1を参照）。
このため、4つの測定象限すべてで、
機器を追加することなくデバイスの
IV特性を評価できます。SMUは、電
圧や電流を非常に正確に出力／測定
できるだけでなく、コンプライアン
ス機能を備え、電圧／電流の出力を
制限してデバイスの損傷を防ぐこと
も で き ま す。B2900Aシ リ ー ズ は、
さまざまな2端子/3端子デバイスに
対応する幅広いIV測定機能を備えた
シングル・チャネルまたはデュアル・
チャネルのSMUです。また、10 fA
∼ 10.5 Aの 電 流 範 囲 と100 nV ∼
210 V電 圧 範 囲 に 対 応 し て い ま す。
B2900Aシリーズは、DC動作モード
を備えているだけでなく、デバイス
の自己発熱による測定結果の歪みを
防ぐために、パルスド測定を行うこ
とも できます。さらに、B2900Aは
抵抗測定機能も内蔵しています。
最高の抵抗測定
ソリューション
B2900Aシリーズは、電圧／電流供
給機能と測定機能を備え、確度の高
い 抵 抗 測 定 が 行 え ま す。 さ ら に、
B2900Aシリーズは、抵抗測定の向
上を目的として設計された機能を内
蔵しています。以下のセクションで
は、これらの機能について詳細に説
明します。
残留抵抗の影響の除去
基本的な2端子接続は、抵抗測定に使
用される最も一般的な方式です。この
構成では
（図2aを参照）
、電流の印加
と 電 圧 の 測 定 に 同 じ2本 の テ ス ト・
ハイ・フォース
High Force
VSet
B2900Aシリーズ
B2900A
Series
RMeas =
IMeas
VMeas
VSet
ロー・
Lowフォース
Force
B2900Aシリーズ
B2900A
Series RLead
ロー・フォース
Low Force
VMeas
= RDUT
IMeas
RMeas =
a)　2-wire
connection
a)
2端子接続
（RDUT≫R(R
）»RLead)
DUT
Lead
されるため、デバイスの特性をユー
ザ指定の測定条件で正確に評価する
ことができます。B2900Aシリーズは、
両方の接続方式をサポートし、両方
式間の切り替えが簡単に行えます。
ハイ・フォース
High Force
RLead
フォース
RDUT
。 さ ら に、
ができます
（ 図2cを 参 照 ）
B2900Aシリーズの4端子測定方式で
は、センス・ポイント
（図2bのAとB）
間の電圧が指定された電圧Vsetに維持
一方、残留リード抵抗がDUTの抵抗
と同程度の超低抵抗測定の場合は、2
端子測定では測定結果にかなりの誤
差が生じます
（図2bを参照）
。この場
合は、4端子接続方式
（リモート・セ
ンシング）を使用することにより、こ
のような誤差をなくすことができま
す。4端子測定では、2本のリードを
電流の印加に、別の2本のリードを電
圧のモニタに使用します。このため、
ケ ー ブ ル 抵 抗 の 影 響 を 受 け ず に、
DUTの電圧降下だけを測定すること
ハイ・
High Force
IMeas
VMeas
リードを使用します。この配置は、残
留リード抵抗が被試験デバイス
（DUT）の抵抗と比較して無視できる
ほど小さい限り、抵抗測定に最適です。
ハイ・センス
High Sense
RDUT
VMeas
VMeas
= RDUT + 2 × RLead
IMeas
ロー・フォース
Low Force
RMeas =
connection
(RDUT
b)b)　2-wire
2端子接続
（RDUT≒RLead
） ≈RLead)
A
RDUT
B
VSet RLead
ロー・センス
Low Sense
B2900Aシリーズ
B2900A
Series
IMeas
VMeas
= RDUT
IMeas
connection
c)c)
4-wire
4端子接続
図2.　4端子接続により、残留リード抵抗に起因する測定誤差がなくなります
A
ハイ・フォース
High Force
-
V VOFF
-
VOFF + VEMF
V
ハイ・センス
High Sense
VMeas
VEMF
VDUT
VDUT
ロー・センス
Low Sense
B2900Aシリーズ
B2900A
Series ロー・フォース
Low Force
a) Error factor
caused by the thermal EMF
a)　熱起電力に起因する誤差要因
V1
IMeas I
VOFF + VEMF
RMeas =
V
V2
I1
VMeas VDUT VOFF + VEMF
=
+
= RDUT + RError
IMeas IMeas
IMeas
b) Measurement
without the offset compensation
b)　オフセット補正なしの測定
I
V2 − V1
= RDUT
I2 − I1
c) Effect of the offset compensation
c)　オフセット補正の影響
図3.　B2900Aシリーズは、オフセット電圧や熱起電力の影響を自動的に除去できる補正機能を備えています
2
RMeas =
I2
オフセット補正
小さな抵抗を測定する場合は、測定
システムに固有のオフセット電圧と、
SMU出力経路のメカニカル・リード
リレーが閉じている場合に発生する
熱起電力（EMF）により、測定の不確
かさが生じる可能性があります。こ
れらの影響の等価回路モデルを図3a
に示します。低抵抗の測定時はDUT
の電圧降下が小さいため、オフセッ
ト電圧やEMF電圧の影響は無視でき
ません
（ 図3bを 参 照 ）。 し か し、
B2900Aシリーズの抵抗補正機能を
使用すれば、2ポイント測定が自動的
に実行され、抵抗の真の値が以下の
式を使って計算されます。
R
comp
=
V −V
I −I
2
2
1
位に保たれるため、ケーブルや周囲
の測定経路に電流が漏れ出すことは
ありません（図4を参照）。
高度なGUIと便利なPC制御
オプション
B2900Aシ リ ー ズ の ワ イ ドQVGA
LCDディスプレイは使いやすいGUI
をサポートし、フロント・パネルか
ら簡単に測定器を制御できます。こ
のため、定電圧／定電流を使ってス
ポット抵抗測定を実行することも、
掃引測定を実行してIV曲線を得るこ
とも簡単に行えます。測定終了後に
は、フロント・パネルのGUIを使用
して、グラフ表示モードで測定結果
をグラフィック表示したり（IV曲線な
ど）、測定結果ダイアログ・ウィンド
ウを使って測定データをリスト表示
することができます（図5を参照）。
B2900Aシリーズのリモート制御に
は、SCPI（プログラマブル計測器用
標準コマンド）とIVI-COMドライバ
が使用できます。Agilent B2900A
ク イ ッ クI/V測 定 ソ フ ト ウ ェ ア は、
AgilentのWebサイトから無料でダ
ウンロードできます。さらにAgilent
B2900Aグ ラ フ ィ カ ルWebイ ン タ
フェースも用意されており、LANイ
ンタフェースでB2900Aシリーズに
アクセスできます。B2900Aシリー
ズ はLXI class Cに 完 全 に 準 拠 し、
B2900AシリーズをPCにLANケーブ
ルで接続するだけで、標準的なWeb
ブラウザを使って簡単に測定が行え
ます。
1
ここで、V1は、電源を0 V
（電圧印加
モード）または0 A
（電流印加モード）
に設定したときの測定電圧です。
V2は、電源をVｆ（電圧印加モード）ま
たはIｆ（電流印加モード）に設定した
ときの測定電圧です。
I1は、電源を0 V（電圧印加モード）ま
たは0 A
（電流印加モード）に設定し
た場合の測定電流です。
I2は、電源をVｆ（電圧印加モード）ま
たはIｆ（電流印加モード）に設定した
ときの測定電流です。
4端子
（ケルビン）接続用の
Banana-to-Triax
Adaptor
バナナ
for-トライアキシャル・アダプタ
4-wire (kelvin) connection
High High
ハイ・
ハイ・ Low
ロー・
センス フォース
センス
Sense
Force Sense
2Banana-to-Triax
端子（非ケルビン）
接続用の
Adaptor
バナナ
-トライアキシャル・アダプタ
for
2-wire
(non-kelvin) connection
ハイ・
ロー・
High
Low
フォース ガード フォース
Force Guard Force
ロー・
ガード
Guard
Low
フォース
Force
B2900Aシリーズに内蔵されている2
ポイント測定機能を使用すれば、オ
フセット電圧が抵抗測定に与える影
響を簡単に除去できます（図3cを参
照）。
図4.　B2900Aシリーズのアクティブ・ガードと適切なトライアキシャル・コネクタ／ケーブルを
組み合わせることにより、漏れ電流をなくすことができます
1)　測定条件と測定範囲の設定
漏れ電流の防止
測定電流が小さい（nA未満）大きな抵
抗を測定する場合は特に、ケーブル
やテスト・フィクスチャの漏れ電流
が原因で、大きな測定誤差が生じる
可能性があります。この場合は、バ
ナナ-トライアキシャル・アダプタと
トライアキシャル・ケーブルを用い
ることによって、B2900Aシリーズ
のガード機能を使用することができ
ます。SMUの回路では、ガード端子
がハイ・フォース・ラインと同じ電
2)　実行
図5.　B2900AシリーズのGUIからは、クイック測定が簡単に行えます
3
まとめ
Agilent B2900Aシリーズのプレシ
ジョン・ソース／メジャメント・ユ
ニットは、抵抗やその他のさまざま
なデバイスのIV特性の評価に最適な
ソリューションです。B2900Aシリー
ズは、4端子接続（リモート・センス
機能）、電圧オフセット補正、アクティ
ブ・ガード機能のサポートなど、確
度の高い抵抗測定に必要な機能を数
多く内蔵しています。B2900Aシリー
ズは使いやすいGUIを採用し、フロ
ント・パネル操作が簡単です。また、
PCベ ー ス の プ ロ グ ラ ミ ン グ で は、
SMUをGPIB/USB/LANで制御する
ためのオプションが豊富に用意され
ています。
B2900Aシリーズの各種モデルの詳
細については、B2900Aシリーズの
データシート（5990-7009EN）を参照
してください。
B2900Aシリーズを使用すれば、幅
広いデバイスの迅速なデバッグ／正
確な特性評価を、1台のポータブル
SMUで実現できます。
アジレント・アドバンテージ・サービス、そ
れはお客様の満足を第一に考えているアジレ
ントの修理・校正サービスの総称です。
修理・校正サービスを通じて、お客様のビジ
ネスの成功に貢献できるよう努めます。
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© Agilent Technologies, Inc.2011
Published in Japan, April 14, 2011
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