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 25°C 下校准

图 4-23 显示了在 25°C 下进行测量的示例。尽管大部分过程与 85°C 相同,但此示例显示输出电压没有越过零伏。在此情况下,需要额外执行一个步骤。为了消除电容器寄生电阻中漏电流的影响,必须计算寄生电阻。

  • 将电路转换为校准模式。
  • 监测输出电压随时间变化的情况。
  • 找一个输出电压远离介电弛豫的点。
  • 计算积分电容器的寄生电阻。
  • 使用输出随时间变化的导数乘以电容来计算电流。
  • 使用电容器电阻施加漏电流。
  • 确保计算导数的点远离介电弛豫。
  • 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 0.05V 移到 1.3V。由于曲线未越过零伏,因此我们需要考虑漏电流。电容器漏电流与电容器电压乘以电容器电阻的乘积成正比。

 在 25°C 下校准(缓冲器输出随时间变化)图 4-23 在 25°C 下校准(缓冲器输出随时间变化)

绘制电流随输出电压变化图。该曲线表明介电弛豫在接近输出电压 0.3V 时稳定。拟合曲线显示为 -0.93aA/V。在 25°C 下,积分电容器的电阻计算公式为 1/(-0.93aA/V)/10.1(增益)= 106PΩ。拟合曲线的截距表明 IB 为 79aA。在此示例中,由于输出电压未越过零,因此使用电容器的电阻。

 在 25°C 下校准(电流随缓冲器输出变化)图 4-24 在 25°C 下校准(电流随缓冲器输出变化)

回到输出电压随时间变化的原始曲线。放大介电弛豫处于稳定状态的区域。例如,在 0.263V 到 0.273V 之间求导 dV/dt,得到斜率等于 6.73μV/秒。将电容器寄生电阻 106PΩ 应用于 0.268V/10.1(增益),求得漏电流为 0.25aA。IB 的计算公式为 6.73µV/秒/10.1 x 117.4pF x (1-0.0002 x (25-20)) + 0.25 = 78.4aA。此计算包括 -200ppm/°C 的电容器温度系数。

 在 25°C 下校准(缓冲器输出随时间变化)放大图图 4-25 在 25°C 下校准(缓冲器输出随时间变化)放大图

通过比较拟合曲线截距 (79aA) 和 (78.4aA) 之间的数字,可以得出 0.6aA 的增量。因此,在 25°C 下,IB 很可能介于 79aA 和 78.4aA 之间。