ZHCAEP6 November   2024 OPA928

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
  5. 2微小电流测量的架构
    1. 2.1 库仑计
    2. 2.2 使用库仑计确定 IB
    3. 2.3 积分电容器的漏电流
  6. 3基准测试
    1. 3.1 点对点接线
    2. 3.2 屏蔽
    3. 3.3 PCB 清洁
    4. 3.4 温度稳定性
  7. 4使用库仑计对应用电路进行校准
    1. 4.1 常见应用电路校准
    2. 4.2 反相输入校准
    3. 4.3 非反相输入校准
    4. 4.4 使用过零方法确定电容器的电阻
    5. 4.5 介电吸收和弛豫
    6. 4.6 在 85°C 下校准
    7. 4.7 在 25°C 下校准
  8. 5总结
  9. 6参考资料

点对点接线

下面的测试配置是为了考察在设计的测量条件下,IB 的分辨率能达到多少。如图 3-1 所示,点对点接线自集成电路包含极少数量的器件,例如去耦电容器和集成电容器。唯一的主要漏电路径是集成电容器。由于空气是绝缘性能最好的材料之一,因此我们依靠它来获取基准数据。

 OPA928 SOIC 点对点接线图 3-1 OPA928 SOIC 点对点接线
 点对点接线原理图图 3-2 点对点接线原理图

如上一节所示,输入偏置电流模型是流入电容器的直流电流。因此,电容器上的电压随时间的变化表示 IB 大小。该值乘以电容就是电流,单位为安培。

方程式 3. IB(A) = dV/dt(V/sec) × C(F)

100 个样本的数据采集速率为 6SPS,计算 Vout 随时间变化的斜率 dV/dt。乘以集成电容器 31.7pF,IB 图形如下。整个三天测量的平均值为 0.387fA 至 0.397fA。

 使用点对点接线时 IB 随时间变化的路线测量图 3-3 使用点对点接线时 IB 随时间变化的路线测量

如前所述,库仑计的优势之一是,该仪表可随时间推移对电流流量求平均值;积分时间越长,噪声越低,测量分辨率越高。

查看随时间变化的数据有助于了解库仑计电路中会出现哪些误差。图 3-4 中所示的测量结果展示了初始条件对电路的影响。每个数据点都是局部导数,图的起始值为 –0.8V。曲线的导数在前几个小时内会发生变化。数据从 395aA 开始,最终达到 400aA。

 使用点对点接线时 IB 随时间变化的精细测量图 3-4 使用点对点接线时 IB 随时间变化的精细测量

测得电流与电压(电容器两端的电压)关系的拟合曲线提供了集成电容器的电阻,值为 649PΩ。当输出电压超过零伏时,由于电容器上的电压接近零,因此漏电流达到最低。在零伏曲线交叉处测得的电流表示电容器上的最小漏电流,值为 395aA。基准测试数据以数十安的分辨率提供 IB 数据。

 使用点对点接线时 IB 随 Vout 的变化曲线图 3-5 使用点对点接线时 IB 随 Vout 的变化曲线

基准测试数据以数十安的分辨率提供 IB 数据。