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【48812】能处理宽电压规模的轻轻安培计电路

  • 型号:LDX-K3050
  • 输出电压:0-30V 输出电流:0-50A
  • 来源:大鱼游戏官网
  • 发布时间:2024-05-30 21:49:17
  • 对模仿开关、多路复用器、运算放大器和其它IC的评价是对IC测验工程师提出的应战。典型的测验需要把
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  对模仿开关、多路复用器、运算放大器和其它IC的评价是对IC测验工程师提出的应战。典型的测验需要把测验电压或强制电压施加到器材的输入端,并丈量导致的任何走漏电流和偏移电流,这经常是在1pA或更低的等级进行的。图1、图2、图3 中的低功耗丈量电路与缓慢而贵重的商品化主动测验仪构成了鲜明对比,这种电路能强制很宽的测验电压规模并供给快速安稳,使器材测验吞吐速度到达最高。外表贴装元件的广泛运用使它的印制电路板空间要求降到了最低,并使多个丈量电路的封装能接近测验夹具。

  该电路包括强制电压缓冲器/放大器、起浮轨电源、IVC(电流至电压转化器)。向待测器材施加强制电压会引发走漏电流,电路把该走漏电流转化成与它成份额的输出电压。在惯例IVC中,待测电流在分流电阻器两头构成电压。IVC运用一种反应安培计拓扑,其间的运算放大器IC1是Analog Devices 公司的 AD795,它把不知道电流从反应电流中减去,并供给与不知道电流成份额的输出电压(图1)。

  电路的沟通阻抗平均值约为10 kΩ,即典型分流电阻IVC的输入电阻(约为10MΩ)的千分之一。电路的 100MΩ反应电阻器R1供给的电流至电压转化比率是分流转化比率的10倍。该规划的安稳速度比分流转化器快得多,而且能在电源线路频率下供给杰出的搅扰按捺。在测验运算放大器的输入电流时,它还削弱了不需要的分压效应。

  R1发生的电流至电压转化比率为 100mV/pA。放大器IC2是 AD795,供给巨细为10的额定电压增益,从而把比率提高到1mV/pA,并减小了差分放大器IC3的CMRR(共模按捺比)引进的差错影响。差分放大器IC3是OP1177,把强制电压从IVC的输出电压中减去,并供给接地参阅输出信号。

  一对背对背的BAV199二极管D1A和D1B把高电流分流到强制电压放大器 IC4及其维护性保险丝F1,由此维护IC1不受电压过载的危害。当强制电压敏捷从一个值转化到另一个值时,这些二极管在高转化率距离期间供给高驱动电流,由此极大改进 IVC 的安稳互易商货。

  一个得到细微补偿、增益为3的高压OPA551放大器IC4依托±30V电源作业,从一般的±7V ATE(主动测验设备)电压取得高达±22V 的强制电压(图2)。假如待测器材发生灾难性的短路,则保险丝F1会约束来自IC4(它可能带来高达380mA的短路电流)的毛病电流,由此避免进一步的危害。

  IC4的输出还驱动稳压电路,后者发生±5V起浮电源电压,该电压参阅测验输入强制电压(图3)。运用±30V电源时,电路的这部分耗费的功率低于100mW。Vishay/Siliconix SST505 JFET恒流稳压“二极管”Q1和Q4供给1mA恒流源,并由晶体管Q2和Q3缓冲。每个稳流二极管都承载45V最大标称电压,而且这些缓冲器把施加到二极管的电压约束在大约3V,由此供给过压维护。

  把1mA电流施加到电阻器R5和R6上,构成±5V线B的基极-射极电压降。在有缺点的待测器材把它的电源短路接到IVC的输入节点时,晶体管Q6A和Q7A供给过压维护。晶体管Q5和Q8使电流二极管分流,由此约束起浮电源的输出电流。在反常的发动期间,二极管D4供给针对起浮电源线路的极性逆变的维护。

  在作业时,该电路在±4nA满刻度输入规模内,在1GΩ有用跨阻时,供给0.999V/nA输出。电路的输出偏移对应于大约143fA。超出±22V的强制电压规模时,起浮电源线的输入CMRR约束变得显着,而且IVC的输出电压变为非线V强制电压规模内,电路来自其无负载输出端的电流丈量差错为-31 fA/V。由IC3、RN2和RN3组成的差分放大器完成了电路的大部分增益,而且IC1的低输入偏置电流有助于完成很低的偏移差错。±20V强制电压规模内的输出线 fA p-p。

  电路的转化率才能会有相当大的改变,但一般来说,在D1驱动待测器材时,输出都会如实地在100ms或更短互易商货内转化整个40V强制电压。一旦高转化周期结束,IVC就不再饱满,而且它的输出变成指数式电压,互易商货常数为1ms。输出在大约10.6ms内安稳到100fA。在无负载情况下,电路耗费大约10.2mA(±30V 电源时)或400mA(±15V电源时)。原型电路的布局在单面印制电路板上占用大约1.5平方英寸,而且假如在双面板的两边都放置元件,则可将面积减小到1平方英寸。为了到达最佳功能,布局必须在输入端子以及一切连接到IC1的2号引脚的迹线周围设置防护环。电路的尺度使它能被放置在待测器材夹具上,使引线长度缩到最短,并使电源线引发的电磁搅扰减小到最低。该电路能丈量仅1pA的电流,但它可通过减小R1的值来习惯大的电流。