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

在 85°C 下校准

IB 通常与温度之间具有对数关系。这意味着随着温度升高,IB 可能会大大增加。因此,高精度系统需要在整个温度范围内校准 IB。下文总结了实现超低电流校准所需执行的步骤。随后将详细介绍每个步骤。

  • 将电路转换为校准模式。
  • 监测输出电压随时间变化的情况。
  • 找到输出电压越过零伏的点。
  • 使用输出随时间变化的导数乘以电容来计算电流。
  • 绘制 IB 与输出电压间的关系图,以确定介电弛豫达到稳定时的电压。确保过零点远离介电弛豫。
  • 应用电容器的温度系数进行计算。

在该示例中,输出电压(增益为 10 的缓冲器)从 +1.0V 移到 -3.4V。

 使用过零方法在 85°C 下进行校准(缓冲器输出随时间变化)图 4-20 使用过零方法在 85°C 下进行校准(缓冲器输出随时间变化)

曲线越过零伏,该点的导数显示为 -33.7µV/秒。假设此数字是电容器的最小漏电流条件,IB 的计算公式为 -33.7µV/秒/10.1 增益 x 108.6pF x (1-200 x 10-6 x (85-20)) = -357.6aA。此计算包括 -200ppm/°C 的电容器温度系数。

 使用过零方法在 85°C 下进行校准(缓冲器输出随时间变化)放大图图 4-21 使用过零方法在 85°C 下进行校准(缓冲器输出随时间变化)放大图

接下来,确保过零点远离介电弛豫。计算输出电压随时间变化的导数。电流随输出电压变化图在输出电压接近零伏时稳定。这表明介电弛豫在接近零伏输出时稳定。拟合曲线显示为 -50.5aA/V。积分电容器电阻的计算公式为 1/(-50.5aA/V)/10.1(增益)= 1.96PΩ。拟合曲线的截距表明 IB 为 -354.8aA。

 使用过零方法在 85°C 下进行校准(电流随缓冲器输出变化)图 4-22 使用过零方法在 85°C 下进行校准(电流随缓冲器输出变化)

通过比较拟合曲线截距 (-354.8aA) 和过零方法 (-357.6aA) 之间的数字,可以得出 2.8aA 的增量。因此,在 85°C 下,IB 很可能介于 -354.8aA 和 -357.6aA 之间。