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　　增益级采用两只低噪声放大器，可以用LMV751，也可以用一种斩波放大器，如LM2011。Grohe将经过增益提升的信号传送给一台数字示波器，示波器记录数据，并减去测试运行时获得的校正斜率，从而给出一个有效的测量值。Grohe使用了两只LS123型单触发电路，一个用于触发继电器，另一个提供一个适当而可重复的时间延迟，用于触发数字示波器。

　　Grohe还知道好的低噪声设计原则亦涉及到器件的电源，因此，他不用积分器和DUT使用的同一电源为继电器或数字电路供电。他用了一些固定和可变稳压器，为DUT和积分器提供±5V，为继电器驱动电路提供8V，为数字电路提供一个独立的5V。

　　Grohe用这个电路能够很容易地解析1f

A电流，他发现所测试的多数LMC6001器件的偏置电流均小于5 fA，远远大于规定的数值。他以这款实验电路板为基础，制作了一个安装在标准探测卡上的测试电路。（有关这一设计的更多信息见参考文献 4、参考文献 5 和参考文献 6，包括一个系统视频。）

　　Grohe不会用这个电路在自己的实验室中测量毫微微安级电流。他说：“我推荐用Keithley2400静电计。我们已经用该仪器测试了制造中的 LMC6001，工厂允许我们使用外部测试设备。”Keithley 确实值得他投入信心。该公司在其网站上免费提供有关测量微微微安电流的出色文档（参考文献 7），以及一本有关精密测量的书籍（参考文献 8）。

　　DDC112

　　Grohe和Pease的积分方案并不限于实验室的计划。德州仪器公司(TI)创建了一系列部件，可用于毫微微安范围的测量，并提供一个可利用的数字输出。该系列包括一个单通道DDC101 以及提高了灵敏度的双通道DDC112，它使用外部积分电容器。四通道DDC114和八通道的DDC118的电荷灵敏度为12pC（参考文献9）。这些20位部件的采样速率达3kHz。

　　你必须具备尝试这些测量的物理认识。如果DDC112可以测量12 pC的电荷，并且你希望测量12pA电流，则需要将积分时间设为1秒，这是DDC114的最大允许值。如果器件的积分间隔是一整秒，则不可能获得一个 3 kHz 的刷新速率。但是，按这种方式配置的器件可在转换结束时产生一个 20位的值。换句话说，DDC（直接数字变换器）可以解析毫微微安级电流，尽管精确度降低了。器件的输入偏置为20fA，但你的系统软件可以校准这个值，所以，器件仍应该能够解析非常低的水平。记住，这种类型灵敏度很难做到只在出厂时校正一次系统，然后就可以一直工作下去。随着温度的增加，偏置电流也增加，每 10℃加倍，并且泄漏以及传感器漂移也在电路板上增长起来。当测试毫微微安级电流时，采用上电时现场校正或更频繁的校正方法总是一个好主意。德州仪器公司为这些器件提供了评估板，你可以在数小时内就搭建并运行起来，对那些即使对最好的手持数字电压表也太小的电流作测量（图 10）。

　　TI的过采样转换器系列产品经理以及该器件所用技术的专利拥有者 Jim Todsen 说，DDC 系列的开发开始于 Burr-Brown ACF2101，这是一个双切换积分器前端，它为电流/电压转换功能提供了一个单芯片选择。Todsen 解释说，双积分器的好处是它总能采集到输入电流。当一个积分器在采样输入时，另一个将其积分值送给 ADC，这个过程不断持续，长到你需要测量的整个阶段。他说：“当 ACF2101 将输入电流转换为电压后，一只分立的高分辨率 ADC 对其作数字化。DDC112 将 ACF2101 的电流/电压功能与高分辨 ADC 的数字化做到了一只芯片中。”他将这一进步归功于晶圆工艺的发展，从而能够实现高水平的混合信号集成，同时也由于 TI 高速△-∑核的发展，该核能够提供测量前端信号所需的速度和分辨率。他提到：“除此以外，我们还有将所有电路元件置于控制之下的优点，对极低泄漏输入优化，以及在长积分周期中极稳定的性能。”

关键词： 毫微安电流 电流测量 JFET CMOS