前言:
微电流在探索、测试、研究领域,用途广泛,是打开电子测试微观领域的一把钥匙。人类探索微观电流世界的过程从pA级到fA,再到aA,现已经进入单个电子时代。人们往往认为,DIY一个1pA测试器是需要经历巨大挑战的。本文试图说明,通过适当的方法和传统而简单的成熟技术,不仅可以很好的解决了测试1pA的问题,同时可以把测试下限做到1fA以下,进入aA领域。
电路图及说明:
用电池供电,微功耗设计;
电池选9V,用低压差低功耗的HT7150三端稳压成5V,自耗电<4uA;
然后用双运放的一半,把5V分成±2.5V双电源,这部分耗电<22uA;
R3和R4把-2.5V分压成100mV作为标准电压,由R5=100G提供测试用的1pA标准电流。这部分耗电5uA;
最后,双运放的另一半接成经典负反馈I-V转换电路,这部分耗电16uA;
运放采用LMC6062AIN,很便宜的东西,典型Ib=10fA,典型Vos=100uV,耗电32uA;
运放也可以用LMC6042AIN,很便宜的东西,典型Ib=2fA,典型Vos=1000uV,耗电20uA;
R6提供保护,不至于因偶然输入过压而导致运放损坏;
R7是反馈电阻,C4是反馈电容,用于抵消输入电容的影响,提高响应时间,同时也与R7一起提供一定的时间常数。
合计耗电<47uA,一节9V充电电池(350mAh)可以使用7000多个小时。如果换用LMC6042AIN,总耗电<35uA,电池可以使用10000小时。
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基于LMP7721的微电流测试原理图截图: