弱电流放大疑问
我想知道通常情况下用场效应管做电流放大时,它的最低电流灵敏度是多少?可以放大pA级别的电流吗?我想做个弱电流测量仪,用指针表显示的那种。(满量程50uA)不知这样的组合最低可以测量多小的电流? 场效应管输入电流很小,甚至可以在0.01pA以下,因此做弱电流放大很合适。当然,要选对型号,甚至要挑选。但是,偏置电压很讨厌,要求高一些一般用对管。
更方便的,可以用静电运放。
另外,做弱电流放大,还有其它工作要做,例如布线、屏蔽。
参考:https://bbs.38hot.net/read.php?tid=851 老大就是专业 做微电流测试需要许多额外的工作,输入端的防护是个大问题。以前用指针表做微电流表和微伏级电压表,就是因为不懂相关知识,输入不管怎样短接,表头的指针就是在不停地晃动,当时还以为是寄生振荡呢! 能用指针表头做最好了,许老师可透路点啊。你的Q表很好;但我还是更钟爱弱电流测量仪。 场效应管好像是跨导型器件(电压~电流)?要做放大的话恐怕要加电阻采样吧。传统晶体管才是电流放大器件好像。
比较舒适的方式是用运放接成电流放大器,这样倍率很容易控制,精度要求不是特别高的话甚至不用定标。
不过pA实在是太小了,最大的问题是噪声。采样电阻的噪声和放大器本身的噪声都很大,不知道实际上是否可执行。
上传一篇文章供参考,不是很懂(模电知识都还给老师了),没细看。
另外历史上曾经有过一只叫做DF-1B的采用晶体管差动电路的万用表,最灵敏度档位为0.5微安,原则上它的一小格可分辨10pA。问题在于它的指标上0电流抖动就有50pA,所以还是噪声问题。不过其电路及思路可供参考,在矿坛电路图资料区搜“DF-1B"即可,我还发不了链接。 DF-1B的0.5µA档,满度应该是500nA吧,因为没见过这个表,所以也不知道究竟有多少分度。不过按照指针表一贯的指示方法,满标度一般都是100分度,所以如果不出其右,每一小格(分度)指示的值是5nA,等于5000pA。估计楼上可能是手误吧。
在淘宝上找到一种非常廉价的低偏置电流的运算放大器TLC272C,在20°C~30°C范围内的偏置电流低达0.1pA,超过这个温度范围就要达4pA了。温漂系数也不错,只有1.8µV/°C,作为前期试验使用,这个芯片还是可以试试的。其它型号,LMC6482还可以试试,OPA128和AD549等二手的就都是天价了。
弱电流测试的电路是简单的,但对所用器件和组装的要求都非常高。所以动手之前,尽可能多了解测量的原理、器件的性能和别人的经验,特别是lymex的有关文章要多参考。 这是OPA128的厂商提供的电路举例。
图中所标的Vo=-1V/nA有误,应是Vo=-10V/nA。这个电路的输出分辨率相当于-10mV/pA,如果将输出分压器取消,1000MΩ电阻直接接输出端,那么灵敏度将降低为-1V/nA。当分压器存在时,每伏电压对应-100pA的值,完全可以在下级电路中驱动100µA的直流表头到满标度。输出分压器总电阻值为20KΩ,满标度10V电压加载时,通过电流为500µA,对于反馈支路1000MΩ电阻所流过的1nA电流,所产生的独立误差约为2ppm,不过这对于指针表指示来说已经可以完全忽略。
做弱电流测量仪表,千万不要期望太高,否则很容易失败。对于指针表头,100µA规格最合适,每一个分度相当于1pA的分辨率,满量程100pA又比较容易达到目标。这一档位也可以扩展为中值100GΩ电阻的测量。 引用第6楼longshort于2011-04-0211:06发表的:
DF-1B的0.5μA档,满度应该是500nA吧,因为没见过这个表,所以也不知道究竟有多少分度。不过按照指针表一贯的指示方法,满标度一般都是100分度,所以如果不出其右,每一小格(分度)指示的值是5nA,等于5000pA。估计楼上可能是手误吧。
在淘宝上找到一种非常廉价的低偏置电流的运算放大器TLC272C,在20°C~30°C范围内的偏置电流低达0.1pA,超过这个温度范围就要达4pA了。温漂系数也不错,只有1.8μV/°C,作为前期试验使用,这个芯片还是可以试试的。其它型号,LMC6482还可以试试,OPA128和AD549等二手的就都是天价了。
弱电流测试的电路是简单的,但对所用器件和组装的要求都非常高。所以动手之前,尽可能多了解测量的原理、器件的性能和别人的经验,特别是lymex的有关文章要多参考。 images/back.gif
不是手误,是脑误,不知咋整的把p弄成是μ的千分之一了。 引用第8楼maitreya于2011-04-0221:32发表的:
不是手误,是脑误,不知咋整的把p弄成是μ的千分之一了。
....... images/back.gif
其实有时侯我也经常犯同样的脑误,哈哈...
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