V/I源簡單來說就是可以作為電壓源，也可以作為電流源，並且可以測量電壓和電流。V/I源是ATE(Auto Test Equipment)中的叫法。在其他儀器中，通常稱為SMU，即Source Measure Unit，也就是激勵源與測量單元，因為無論Voltage Source還是Current Source都是Source，所以用Source表示激勵源，而V/I源則更簡單直接一些。
很多電參數測量，都需要使用到這種電路結構，在網絡上搜索 DIY SMU，也可以找到可以進行實際制作的電路。本文對這種電路單元的基本原理進行簡單的講解。因為V/I源可以作為電壓源，這種模式稱為FV模式，即Force Voltage；V/I源可以作為電流源，這種模式稱為FI模式，即Force Current；V/I源可以測量電壓，稱為MV模式，即Measure Voltage；V/I源可以測量電流，稱為MI模式，即Measure Current。通常組合這些模式使用，即FVMV，FVMI，FIMV，FIMI四種模式。
首先，復習一下之前的開爾文連接的基礎知識，下圖是開爾文連接的基本結構。
這種結構就是基本的電壓源的結構。以這種結構為依據，簡單實現一個可以仿真的FV模式的V/I源。
電壓源Vin作為DAC使用。U1作為誤差放大器使用，或者說作為減法器使用，因為運放的放大倍數非常大，如果運放工作在線性區域，輸出為有限值，那么同相輸入和反相輸入就接近相等，也就是上圖的SET點的電壓與Vmeas的電壓接近相等，這也就保證了，輸出電壓與設置電壓相等。注意，再次強調，這是運放工作在線性區的情況下，也就是運放輸出沒有滿偏的情況下。誤差放大器之后，是一個非常經典的消除交越失真的OCL輸出功率放大電路。最后為了簡化仿真電路，直接使用壓控電壓源Ediff代替了差分放大電路。
先從簡單的開始，逐步消除這個電路模塊的神秘感。上面這個電路理解了之后，用實際的差分放大電路代替壓控電壓源。差分放大電路在某些教材中也稱為加減運算電路。為了不影響負載，並保證HS和LS線路上的電流最小，在差分放大電路的輸入之前，還需要增加一級緩沖器電路。改變后的電路如下圖所示。
這樣就構成了一個非常簡單的V/I源。因為本文不是要講V/I源的設計，只是講解V/I源的基本原理，因此還是使用模型化的V/I源。使用壓控電壓源代替運算放大器，進而代替誤差放大電路，差分放大電路。完全模型化的簡單的FV模式的V-I源結構如下。
完全模型化對電路分析可以帶來簡化，但是一些電路響應會被削弱或者忽略。因此后續的講解，在關鍵位置使用近似的實際電路，非關鍵位置，還是使用模型，本文所涉及的簡化模型基本都是壓控電壓源。
到目前為止，簡單的FV模式的 V/I源是沒有箝位功能的，這里增加一下箝位功能。通常情況下，FV模式箝位電流，FI模式箝位電壓。下圖是箝位電流的FV模式的V/I源。
箝位電路比較簡單，都是反饋電壓(電流檢測轉換為電壓)與設置箝位電壓比較，判斷是否需要箝位。所以箝位電路一般有兩種結構，一種是上圖這種，減法模式，就是箝位電壓和反饋電壓在運放的兩個不同的輸入端。另外一種就是加法模式，箝位電壓和反饋電壓在運放的同相輸入端，其中一個輸入反相，得到和減法模式相同的效果。
這里額外講解一點反饋響應速度的知識，上圖中的C1，控制着反饋響應的速度。實際的V/I源，反饋環路都是經過精心的設計的，可以調節響應速度，可以補償容性負載的影響。來看一下上圖的仿真結果。
可以看到，在箝位開始時，是存在過沖的，這是因為控制輸出電壓的誤差放大器U1和控制箝位的誤差放大器的環路響應時間之間存在差異。當箝位響應變快時，過沖就會變小，當箝位響應變慢時，過沖就會變大。同樣，U1的響應時間變快時，過沖會變大，當U1的響應時間變慢時，過沖會變小。
目前為止，連接的負載都是電阻，接下來看一下，連接電容的效果如何。
這里有幾個地方需要特別的說明一下：
（1） 容性負載，可能會引發V/I源輸出的振鈴或者小幅振盪，所以容性負載需要確認輸出端波形，很多ATE應用的新手，應該多多習慣使用示波器驗證關鍵點的波形；振鈴的時間長短也通常需要使用示波器確定，這會影響測量的穩定時間的延時等待時間。ATE的V/I源的環路響應是可以調節的，如果振鈴的時間或者幅度不滿足測量需求，可以對V/I源的環路響應進行調節。
（2） 在電容的電壓上升階段，其電流等於箝位電流，這樣可以計算出電容上的電壓達到設定電壓的時間。Q=I*t=C*U，推導出t=C*U/I，其中U是電容兩端的電壓變化量，I是箝位電流，C是電容的容量，Q是電容的變化電量，t是變化的時間。很多ATE應用的新手，在輸出端連接大電容的時候，容易忽略掉電容的充電時間，導致輸出電壓並沒有達到預設電壓就開始執行測量，因此得到錯誤的結果。
（3） 在FI模式下，當電流為零的時候，輸出電壓不一定為零。因為如果連接電容的時候，電流采樣電阻R_Irange兩端電壓相等時，輸出電流就為零，但是這時輸出電壓並不為零。相當多的ATE應用新手，會在電容放電時，使用FI模式，並且設置輸出為0。這種方式，是無法給電容放電的，正確的方式是使用FV模式，或者外部電路連接放電回路。
接下來講解一下FI模式的V/I源的基本原理。沒有箝位的FI模式的V/I源的仿真原理圖如下圖所示。
對比FV模式，可以看到FI模式只是將反饋信號的取樣位置改到了電流采樣電阻R_Irange兩端。這里采樣電阻的阻值是100歐姆，差分放大器的倍數是1倍，所以1V的設置電壓，對應10mA的輸出電流。通常在ATE的V/I源中，采樣電阻和差分放大器電路都是可以調整的，這樣實現不同的電流檔位。上圖進行仿真，就能看到實際輸出的效果。同樣，也可以加上箝位電路，增加箝位電路后，仿真原理圖如下：
這里為了看到箝位效果，將RDUT設置為2K，仿真結果如下：
與FV模式相同，箝位的瞬間，可能會存在過沖。而過沖的幅度和時間同樣與內部的控制環路和箝位環路的響應時間有關。
同樣，看一下容性負載下的效果。
在電容的電壓上升階段，以FI設置的電流恆流充電，當達到箝位電壓時，會發生箝位振鈴。這里有幾點需要特別說明一下：
（1） FI模式在發生箝位時，輸出電壓限制在箝位設置的電壓。
（2） FI模式時，如果連接容性負載，雖然輸出有電壓，但是輸出電流可能為零，或者接近零。
（3） FI模式時，如果連接容性負載，設置輸出為零時，輸出端的電壓不一定為零。如上圖所示，電容兩端還保持着之前的箝位電壓，也就是FI模式是無法對容性負載執行電壓清零操作的。這是很多ATE應用新手容易犯的錯誤。
將FI模式和FV模式組合起來，就得到了完整的V/I源模型。先看一下無箝位的V/I源模型，一步一步來，直接太復雜了，不好理解。
這里為了方便理解，將電流采樣電阻，移動到接地的一端，因為串聯電路，電流處處相等，理論上來說，無論采樣電阻在哪個位置，只要串聯在與RDUT相同的回路上，電流就是相等的。這么畫是為了方便理解，也比較直觀一些。反饋電壓可以是電壓采樣，也可以是電流采樣，通過二選一的模式控制，就實現了不同的輸出模式，FV模式或者FI模式。而采樣回來的信號，連接到ADC電路，就實現了測量。目前大多數的ATE測量都可以實現電壓和電流同時測量。對比前面的電路，增加箝位電路也很簡單，這里就不再繼續演示了。直接提供一個模型化的V/I源子電路，如下圖所示：
利用子電路，做成符號，就可以直接在測試電路中使用。如下圖所示：
下面在一個測試實例中演示一下更具體的用法。
這個是測試三極管的VBE電壓，測試VBE通常要求指定VCE電壓和IC電流的情況下測量的。比如下圖9014的NPN三極管的規格書中的測試條件。對比仿真電路，可以看到Ic的實際電流並沒有准確的達到2mA，因為設置Ie的電流是2mA，其中一部分分配給了Ib，因此可以測量到Ib的電流，然后補償到Ie中，這樣第二次設置就可以使Ic的電流達到2mA。從下圖也可以看到，測試放大倍數hfe也是類似的要求，因此可以采用相同的方法進行測試。
這種設置兩次的方法，需要的測試時間會加倍，某些對測試時間要求更加嚴格的場景就不是很適合，需要更快的方法。比如，采用如下的電路，先將Ib進行I-V轉換，然后再進行V-I轉換，補償到Ie中，這樣，就保證Ic的電流與Ie端的V/I源抽取的電流是相同的了。
集成電路測試的樂趣遠遠多於只測試一個三極管，但是會測試三極管，才能更好的測試集成電路。