關於小電流測量技巧

2020-12-07 電子產品世界

小電流換種說法就是高電阻測量小電流有兩種基本技術:分流法和反饋安培計法。在測試中,在理想情況下,電流表對電路完全沒有影響。然而,在實際測量中,可能會出現多種誤差源。正如我們在下文中討論的一樣,這些誤差源會造成明顯的測量不確定性。

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小電流的定義

IC測試機因為是高端測量,會受到內部開關,引線,pcb板等影響,所以最小電流量程一般為1UA左右;JUNO機等一些分立器件專用測試機,採用低端測量,加上特殊的布線等方式可以達到NA級。我們這裡討論的是採用一種簡單通用的方式,實現NA級或NA級以下電流的測試。

IV轉換電路原理

電路分析1:乾淨的電源

電路分析2:運放的選擇

要求:測試小電流最重要的參數就是Ib。要想做微電流測試,Ib必須選擇小的。實際上。Ib總是存在的,也可以進行補償、調零、抵消。當然,不如Ib小的好,因為Ib本身是很不穩定的,會帶來電流噪音,尤其是其溫度係數很大,會在很大程度上幹擾測試結果。 另一方面,運放的正負輸入之間的失調電壓Vos,多少也會影響準確測試。Vos,是直接疊加到輸出信號上去的。假設Vos=10mV,那麼本來是1V輸出,疊加後就有1.01V了,形成1%的誤差。假設輸入電流小,為0.1pA,那麼計算輸出只有0.1V,實際輸出0.11V,影響就更大了,達到10%。所以,Vos還是小了好。Vos如果不夠小,可以通過補償電路來大部分抵消。但是,Vos是有溫度係數的,溫度一變最後的輸出也跟找變了,這也使得Vos的溫度係數成文重要指標之一。

電路分析3:R4反饋電阻

RF決定於3個因素:

1,要達到什麼樣的靈敏度和噪音;

2,容易買到嗎?

3,所用運放的IB為多少?IBXRF是影響解析度的一個主要因素。

電路分析4:Cf的選擇

也是3個因素:

1,抵消輸入電容;

2,影響時間常數,f=2πRC

3,增加運放驅動電容負載能力;

電路分析4:電容的選擇

電路分析5:輸入保護

1,運放輸入端串一電阻

2,加兩背靠背的二極體。

要求:極低的漏電流,適當的正電流

輸入保護(提高漏電)

電路分析5:輸入保護(34401A的做法)

電阻噪聲

小信號測量的理論最高限制在於信號源的輸出內阻。


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