測量毫微安培級的電流誠屬不易,此原因無他,乃在於它的數值非常之小,故常有噪音等方面的雜訊干擾。本文所示線路,以National的LF356或RCA的CA3140場效應電晶體運算放大器做成毫微安培電流測試表,以此表可以很方便地測量電晶體的ICB與ICE漏電流。因本表易受雜訊干擾,故欲製作本表,請特別注意下列問題:
①所選用的運算放大器,其偏置電流須極小。對於LF系列,以CA3130、3140、3160為例,不管採用哪一種,它們的輸入工作電流都只有幾十微微安培(pA),故可足夠用於測量幾十毫微安培(nA)的電流,然為提高測量的分辨能力,於OP-AMP的同相輸入端須加上偏置電流的補償電阻。但若此電阻為10⁹Ω以上者,其價格恐怕比一個運算放大器還貴,故最好能採用初級的偏置電流小於1pA以下的OP-AMP,例如8007AC(1pA以下)或ICH8500A(0.01pA以下)。
②通常運算放大器的反相輸入端附近的電路,極易產生各種感應級交流干擾,故在製作底板時,須認真考慮其屏蔽問題,如採用電纜線屏蔽,當可防止這些問題的發生。
③印刷電路板的選擇,儀採用玻璃纖維版或其他高絕緣性能的塑料,可能的話,可在線路銅箔再塗上絕緣漆。
④電路須裝入金屬鋁殼內。
⑤徹底隔絕測量電路與電源電路,以防交流干擾介入,例如以浮動式屏蔽法隔離。
⑥在測量電路機箱內,可加入少許乾燥劑,以防止潮濕空氣噪成絕緣性能變差。
⑦測量待測物時,也應將待測物屏蔽,以免猶待測物引起的干擾。
若能遵循上述措施,採用合適的對策,應能有效地測量毫微安培級的電流,甚至可能測至1pA以細的電流,惟其精確度,只能滿足一般要求,若欲測量高準確度者,仍宜採用專門的測試儀器。有關此種微小電流的測試,難度極高,經驗、技術的要求亦較嚴,但作為經驗不足的工程人員,倒是一個相當好的實習。
(原載: The Radio Experimenter 101 p. 60)
轉載音響技術第98期 FEB. 1984實用電路精粹/採用FET OP AMP組成的毫微安培電流檢知電路/
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