V/I源简单来说就是可以作为电压源，也可以作为电流源，并且可以测量电压和电流。V/I源是ATE(Auto Test Equipment)中的叫法。在其他仪器中，通常称为SMU，即Source Measure Unit，也就是激励源与测量单元，因为无论Voltage Source还是Current Source都是Source，所以用Source表示激励源，而V/I源则更简单直接一些。
很多电参数测量，都需要使用到这种电路结构，在网络上搜索 DIY SMU，也可以找到可以进行实际制作的电路。本文对这种电路单元的基本原理进行简单的讲解。因为V/I源可以作为电压源，这种模式称为FV模式，即Force Voltage；V/I源可以作为电流源，这种模式称为FI模式，即Force Current；V/I源可以测量电压，称为MV模式，即Measure Voltage；V/I源可以测量电流，称为MI模式，即Measure Current。通常组合这些模式使用，即FVMV，FVMI，FIMV，FIMI四种模式。
首先，复习一下之前的开尔文连接的基础知识，下图是开尔文连接的基本结构。
这种结构就是基本的电压源的结构。以这种结构为依据，简单实现一个可以仿真的FV模式的V/I源。
电压源Vin作为DAC使用。U1作为误差放大器使用，或者说作为减法器使用，因为运放的放大倍数非常大，如果运放工作在线性区域，输出为有限值，那么同相输入和反相输入就接近相等，也就是上图的SET点的电压与Vmeas的电压接近相等，这也就保证了，输出电压与设置电压相等。注意，再次强调，这是运放工作在线性区的情况下，也就是运放输出没有满偏的情况下。误差放大器之后，是一个非常经典的消除交越失真的OCL输出功率放大电路。最后为了简化仿真电路，直接使用压控电压源Ediff代替了差分放大电路。
先从简单的开始，逐步消除这个电路模块的神秘感。上面这个电路理解了之后，用实际的差分放大电路代替压控电压源。差分放大电路在某些教材中也称为加减运算电路。为了不影响负载，并保证HS和LS线路上的电流最小，在差分放大电路的输入之前，还需要增加一级缓冲器电路。改变后的电路如下图所示。
这样就构成了一个非常简单的V/I源。因为本文不是要讲V/I源的设计，只是讲解V/I源的基本原理，因此还是使用模型化的V/I源。使用压控电压源代替运算放大器，进而代替误差放大电路，差分放大电路。完全模型化的简单的FV模式的V-I源结构如下。
完全模型化对电路分析可以带来简化，但是一些电路响应会被削弱或者忽略。因此后续的讲解，在关键位置使用近似的实际电路，非关键位置，还是使用模型，本文所涉及的简化模型基本都是压控电压源。
到目前为止，简单的FV模式的 V/I源是没有箝位功能的，这里增加一下箝位功能。通常情况下，FV模式箝位电流，FI模式箝位电压。下图是箝位电流的FV模式的V/I源。
箝位电路比较简单，都是反馈电压(电流检测转换为电压)与设置箝位电压比较，判断是否需要箝位。所以箝位电路一般有两种结构，一种是上图这种，减法模式，就是箝位电压和反馈电压在运放的两个不同的输入端。另外一种就是加法模式，箝位电压和反馈电压在运放的同相输入端，其中一个输入反相，得到和减法模式相同的效果。
这里额外讲解一点反馈响应速度的知识，上图中的C1，控制着反馈响应的速度。实际的V/I源，反馈环路都是经过精心的设计的，可以调节响应速度，可以补偿容性负载的影响。来看一下上图的仿真结果。
可以看到，在箝位开始时，是存在过冲的，这是因为控制输出电压的误差放大器U1和控制箝位的误差放大器的环路响应时间之间存在差异。当箝位响应变快时，过冲就会变小，当箝位响应变慢时，过冲就会变大。同样，U1的响应时间变快时，过冲会变大，当U1的响应时间变慢时，过冲会变小。
目前为止，连接的负载都是电阻，接下来看一下，连接电容的效果如何。
这里有几个地方需要特别的说明一下：
（1） 容性负载，可能会引发V/I源输出的振铃或者小幅振荡，所以容性负载需要确认输出端波形，很多ATE应用的新手，应该多多习惯使用示波器验证关键点的波形；振铃的时间长短也通常需要使用示波器确定，这会影响测量的稳定时间的延时等待时间。ATE的V/I源的环路响应是可以调节的，如果振铃的时间或者幅度不满足测量需求，可以对V/I源的环路响应进行调节。
（2） 在电容的电压上升阶段，其电流等于箝位电流，这样可以计算出电容上的电压达到设定电压的时间。Q=I*t=C*U，推导出t=C*U/I，其中U是电容两端的电压变化量，I是箝位电流，C是电容的容量，Q是电容的变化电量，t是变化的时间。很多ATE应用的新手，在输出端连接大电容的时候，容易忽略掉电容的充电时间，导致输出电压并没有达到预设电压就开始执行测量，因此得到错误的结果。
（3） 在FV模式下，当电流为零的时候，输出电压不一定为零。因为如果连接电容的时候，电流采样电阻R_Irange两端电压相等时，输出电流就为零，但是这时输出电压并不为零。相当多的ATE应用新手，会在电容放电时，使用FI模式，并且设置输出为0。这种方式，是无法给电容放电的，正确的方式是使用FV模式，或者外部电路连接放电回路。
接下来讲解一下FI模式的V/I源的基本原理。没有箝位的FI模式的V/I源的仿真原理图如下图所示。
对比FV模式，可以看到FI模式只是将反馈信号的取样位置改到了电流采样电阻R_Irange两端。这里采样电阻的阻值是100欧姆，差分放大器的倍数是1倍，所以1V的设置电压，对应10mA的输出电流。通常在ATE的V/I源中，采样电阻和差分放大器电路都是可以调整的，这样实现不同的电流档位。上图进行仿真，就能看到实际输出的效果。同样，也可以加上箝位电路，增加箝位电路后，仿真原理图如下：
这里为了看到箝位效果，将RDUT设置为2K，仿真结果如下：
与FV模式相同，箝位的瞬间，可能会存在过冲。而过冲的幅度和时间同样与内部的控制环路和箝位环路的响应时间有关。
同样，看一下容性负载下的效果。
在电容的电压上升阶段，以FI设置的电流恒流充电，当达到箝位电压时，会发生箝位振铃。这里有几点需要特别说明一下：
（1） FI模式在发生箝位时，输出电压限制在箝位设置的电压。
（2） FI模式时，如果连接容性负载，虽然输出有电压，但是输出电流可能为零，或者接近零。
（3） FI模式时，如果连接容性负载，设置输出为零时，输出端的电压不一定为零。如上图所示，电容两端还保持着之前的箝位电压，也就是FI模式是无法对容性负载执行电压清零操作的。这是很多ATE应用新手容易犯的错误。
将FI模式和FV模式组合起来，就得到了完整的V/I源模型。先看一下无箝位的V/I源模型，一步一步来，直接太复杂了，不好理解。
这里为了方便理解，将电流采样电阻，移动到接地的一端，因为串联电路，电流处处相等，理论上来说，无论采样电阻在哪个位置，只要串联在与RDUT相同的回路上，电流就是相等的。这么画是为了方便理解，也比较直观一些。反馈电压可以是电压采样，也可以是电流采样，通过二选一的模式控制，就实现了不同的输出模式，FV模式或者FI模式。而采样回来的信号，连接到ADC电路，就实现了测量。目前大多数的ATE测量都可以实现电压和电流同时测量。对比前面的电路，增加箝位电路也很简单，这里就不再继续演示了。直接提供一个模型化的V/I源子电路，如下图所示：
利用子电路，做成符号，就可以直接在测试电路中使用。如下图所示：
下面在一个测试实例中演示一下更具体的用法。
这个是测试三极管的VBE电压，测试VBE通常要求指定VCE电压和IC电流的情况下测量的。比如下图9014的NPN三极管的规格书中的测试条件。对比仿真电路，可以看到Ic的实际电流并没有准确的达到2mA，因为设置Ie的电流是2mA，其中一部分分配给了Ib，因此可以测量到Ib的电流，然后补偿到Ie中，这样第二次设置就可以使Ic的电流达到2mA。从下图也可以看到，测试放大倍数hfe也是类似的要求，因此可以采用相同的方法进行测试。
这种设置两次的方法，需要的测试时间会加倍，某些对测试时间要求更加严格的场景就不是很适合，需要更快的方法。比如，采用如下的电路，先将Ib进行I-V转换，然后再进行V-I转换，补偿到Ie中，这样，就保证Ic的电流与Ie端的V/I源抽取的电流是相同的了。
集成电路测试的乐趣远远多于只测试一个三极管，但是会测试三极管，才能更好的测试集成电路。