皮可安培計(jì)的工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)介紹
更新時(shí)間:2020-07-10 點(diǎn)擊次數(shù):1098
皮可安培計(jì)測(cè)量20fA到20mA的電流,每秒1000個(gè)讀數(shù)的速度進(jìn)行測(cè)量,它具有的10fA的分辨率與高靈敏度,適合于低電流測(cè)試場(chǎng)合,而它20mA的量程使它可以測(cè)量較高的電流,如測(cè)量4-20mA的傳感器電流,采用反饋式皮安表,但它仍比類似功能的其它儀表便宜得多,比如光功率計(jì)。
安培計(jì)電路原理及設(shè)計(jì):對(duì)模擬開關(guān)、多路復(fù)用器、運(yùn)算放大器和其它IC的評(píng)估是對(duì)IC測(cè)試工程師提出的挑戰(zhàn),典型的測(cè)試需要把測(cè)試電壓或強(qiáng)制電壓施加到器件的輸入端,并測(cè)量導(dǎo)致的任何泄漏電流和偏移電流,這經(jīng)常是在1pA或更低的級(jí)別進(jìn)行的。低功耗測(cè)量電路與緩慢而昂貴的商品化自動(dòng)測(cè)試儀形成了鮮明對(duì)比,這種電路能強(qiáng)制很寬的測(cè)試電壓范圍并提供快速穩(wěn)定。表面貼裝元件的廣泛使用使它的印制電路板空間要求降低,并使多個(gè)測(cè)量電路的封裝能靠近測(cè)試夾具。
該電路包含強(qiáng)制電壓緩沖器/放大器、浮動(dòng)軌電源、IVC(電流至電壓轉(zhuǎn)換器),向待測(cè)器件施加強(qiáng)制電壓會(huì)引發(fā)泄漏電流,電路把該泄漏電流轉(zhuǎn)換成與它成比例的輸出電壓。在該設(shè)計(jì)中,在直流電下略大于100Ω。在皮可安培計(jì)電源線路的50Hz ~ 300Hz范圍的頻率下,電路的交流阻抗平均值約為10 kΩ,即典型分流電阻IVC的輸入電阻(約為10MΩ)的千分之一。電路的100MΩ反饋電阻器R1提供的電流至電壓轉(zhuǎn)換比率是分流轉(zhuǎn)換比率的10倍。該設(shè)計(jì)的穩(wěn)定速度比分流轉(zhuǎn)換器快得多,并且能在電源線路頻率下提供良好的干擾抑制。在測(cè)試運(yùn)算放大器的輸入電流時(shí),它還減弱了不需要的分壓效應(yīng)。
一個(gè)得到輕微補(bǔ)償、增益為3的高壓OPA551放大器IC4依靠±30V電源工作,如果待測(cè)器件發(fā)生災(zāi)難性的短路,則保險(xiǎn)絲F1會(huì)限制來自IC4(它可能帶來高達(dá)380mA的短路電流)的故障電流,由此防止進(jìn)一步的損害。使用±30V電源時(shí),電路的這部分消耗的功率低于100mW。恒流穩(wěn)壓“二極管”Q1和Q4提供1mA恒流源,并由晶體管Q2和Q3緩沖。每個(gè)穩(wěn)流二極管都承載45V額定電壓,并且這些緩沖器把施加到二極管的電壓限制在大約3V,由此提供過壓保護(hù)。