弱电流放大疑问

xjyl

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？

lymex

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

diyzj

老大就是专业[s:31]

longshort

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！[s:28]

长风

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。

maitreya

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。

longshort

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。

longshort

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。

maitreya

引用第6楼longshort于2011-04-02  11:06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。

不是手误，是脑误，不知咋整的把p弄成是μ的千分之一了。

longshort

引用第8楼maitreya于2011-04-02  21:32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。
.......

其实有时侯我也经常犯同样的脑误，哈哈．．．