Добавлю: ключ я бы сделал из двух последовательно-включенных ПТ, с резистором на землю в их общей точке.

А смысл ?

Радикально уменьшается утечка ч/з закрытый ключ.

Оно конечно да, но для миллисекунд, думаю, еще не актуально - пролезание импульса через затвор будет больше чем накопление на токе утечке канала. Особенно, если есть заземляемая подложка.

Сейчас и "фемтоамперных" полно. Только выбирать нужно аккуратно - другие характеристики могут оказаться никудышними.
Входы у них, кстати, делаются на МОП-транзисторах.


Конечно, схему можно и нужно улучшать. Я только нарисовал эскиз, чтобы показать принцип, как это нужно делать в моём понимании. Уж больно у автора темы конструкция крива (без обид)...
Импульс сброса, кстати, особо не помешает. Просто на него нужно сделать поправку - и вуаля.

ЗЫ. Вообще-то, автор темы с 1 мс времени накопления, похоже, дал маху. Зачем тогда пикоамперы на фоне десятков наноампер измерять?

Сообщение отредактировал Stanislav - May 23 2008, 16:42

С инжекцией заряда тоже придется бороться- никуда не денешься, но автору нужно копить заряд, насколько я понял, за достаточно большой промежуток времени, а сбрасывать его- перед очередным циклом. Емкость конденсатора при этом предполагается значительная, я думаю, хотя это зависит, разумеется, и от датчика и от проч. условий. Влияние инжектируемог заряда при этом может быть и не очень существенным, да и систему после сброса можно скомпенсировать по остаточному напряжению на выходе интегратора.

По-моему, особо не нужно. Её просто надо учесть - у Автора темы система пороговая: выросло напряжение на выходе до опеделённой величины - потом сбросил. Порог просто нужно сместить на необходимую величину - и всё. Кстати, эта она будет точно известна в каждом цикле - по окончании импульса сброса на выходе ОУ установится именно такое напряжение. Измерил, внёс поправку - и все дела. Правда, если делать ключ по Вашему рецепту, может понадобиться двуполярное питание.
Вот с утечками, действительно, побороться стОит. Там и топология платы должна быть соответствующая. А измерительные цепи иногда делают даже "на столбиках".

ЗЫ. Посчитал: при токе 10 пА заряд кондёра в 1 нФ до 2-х вольт будет происходить аж 200 секунд. Никакими миллисекундами и не пахнет. А ёмкость маленькую брать нежелательно - может ухудшится точность.

Сообщение отредактировал Stanislav - May 23 2008, 17:09

В этом случае без этого уже не обойтись. Мы применяли штырьки на фторопластовых основаниях, которые вклеиваютсяв плату. Вывод ОУ, конденсатора и ключа- объемным монтажем к этому штырьку.


Вот насчет этого я испытываю скептицизм- чтобы действительно гарантировать фА вх. токи ОУ, их нужно, как минимум, контролировать в производстве. А это само по себе весьма непросто. а стало быть, недешево. Т.е. это реализуемо, и определенные ОУ действительно этому соответствуют, но, думаю, не дешевые и далеко не в массе.

Ну, это я для красного словца сказал. Токи там - десятки-сотни фемтоампер максимум. Например, AD549L - довольно старый девайс, но его до сих пор производят.

Я ошибся насчёт технологии. Счас посмотрел - у "рекордных" по входным токам ОУ на входе всё-таки полевики с p-n переходом. У МОП почему-то входные токи получаются бОльшими.

Насколько помню, его делают только в военном варианте. И, разумеется, только в металле.

При таком времени надо измерять - сбрасывать. Особенно, если облучение импульсное и можно привязаться по времени к импульсу. Тогда надо на порядки менее прецизионную схему городить. 200 сек при таких токах - для настоящих джедаев работа И тут уже и 1/f, и дрейфы, и еще много чего попрет - а вот ради чего - непонятно.

Темновой ток при нулевом смещении практически такой же как и при обратном смещении.
А для динамического диапазона смещение полезно.
Tак что я согласен с proxy насчет смещения.

Rail-Rail для данного случая не обязателен.
Параметры оу значительно ухудшаются при сигналах с уровнями земли или питания.
Рабочую точку лучше выбрать не нулевой а равной половине питания.
Это позволит применить компенсацию темнового тока.

В качестве ключа рекомендую КП303Е, знаю что их применяли в прецизионных интегрирующих вольтметрах. Хотя сейчас возможно есть и лучше.

Итого примерная схема:

Изображение уменьшено (11.65 килобайт)

Есть более технологичный способ - охранные кольца в каждом слое.
При напряжении смещения единицы - десятки микровольт этого достаточно.

Ну, и нормально. На столбики легче ставить. Да и Автор темы с излучением каким-то работает. Так что применение такого опера может быть вполне оправданным, если денек хватает.
А купить - не проблема.
http://www.efind.ru/icsearch/?search=AD549L

Есть ещё неплохие кандидаты:
OPA129
LMC6001
Ну, и ващще фантастика:
LMP7721.

Да с чего бы это?
Может, стоит вспомнить формулу тока через диод:


Куда девать прикажете? И, особенно, его зависимость от температуры и от времени, по мере старения диода?
А вот в "моей" схеме темнового тока не будет вовсе. Потому, что разность потенциалов на выводах диода будет равна напряжению смещения ОУ, которую легко можно привести к 0В внешним подстроечным резистором (лучше всего, как я и писал, по входу "+" ОУ, но тогда потребуется ещё и отрицательный источник питания).
А я вот не согласен. Потому, что фоточувствительные диоды могут быть разными. Для p-i-n смещение необходимо, но и пикоамперные токи ими измерить невозможно, если в азот не окунать. А для обычных, с p-n переходом, смещение применять вообще нельзя.
Короче говоря, как написал ув. DS, всё от типа датчика зависит. Подождём, что автор темы по этому поводу сообщит.

Автор темы поставил условие: напряжение питание 3,3В.
Для такого питания rail-to-rail ОУ обязателен.

Ну, это понятно. Двуполярное питание лучше, кто б спорил. Или средняя точка.
Но полевик в последнем случае придётся поискать.

Беда в том, что темновой ток при налисии обратного смещения имеет сильную зависимость от температуры. Поэтому, Ваше предложение выливается в необходимость сооружать для датчика ещё и термостат.
И схему Вашу, по тем же причинам, нельзя записать в разряд удачных.

Ещё порекомендую из отечественных КП305. Проверял сам: заряд, перенесённый на висящий в воздухе вывод затвора с помощью пальца, за сутки изменялся примерно на 10% в комнатных условиях. Думаю, утечки по воздуху были больше, чем через изоляцию затвора. Сопротивление запертого канала также очень велико: по результатам длительного измерения, оно составило более 10^12 Ом (точнее оценить при помощи примитивного оборудования не получилось - это ещё в студенческие годы было).
Применение транзисторов КП303Е вызывает большое сомнение. Нигде не нашёл ток утечки затвора. Сам из применял, и не думаю, что в запертом состоянии переход будет пропускать менее долей наноампера, но о пикоамперах там речь не идёт.

Дык, автор темы этого и хочет, вроде.
Особого смысла в прерывистом измерении не вижу - те же бельцы, только в профиль.
Ну, это, опять же, к maxim_P вопрос. Может, задачу сформулирует грамотно, тогда можно будет ответить определённо...
Это уж точно. Но и тема соответствующая. Жаль, что её автор пока ещё настоящим джедаем себя не ощутил.

Не волнует это всё, если утечки достаточно малы. Точность, как я понял по постам maxim_P, очень уж особенная не требуется, а выход опера, если кондёр достаточно велик, "никуда не денется" - там 100% обратная связь.

Ну, это понятно.
Но на столбиках, видимо, делать всё равно придётся, если хотим измерять пикоамперы.
О! Если речь идёт о таком смещении, то я даже не против.
Только толку от него - чуть.
Поле перехода, если не забыл, может составлять величину порядка десятков-сотен вольт на мм. Микровольты на этом фоне смотрятся весьма впечатляюще.
Тем более, что опер, предложенный Вами, имеет дрейф нуля до 7 мкВ/С.

Если же речь идёт о p-i-n приборах, то дрейфовая скорость носителей при таких напряжениях будет ничтожной, и рекомбинация носителей будет идти в полный рост, практически так же, как и без этих напряжений.


Извините, пожалуйста, если я был не слишком корректен с Вами.

Немного по существу вопроса.
Фотоэффект существует в любом полупроводнике, чистом. Фоторезисторы на чистых полупроводниках и основаны.
Фотодиод задуман, как средство, повышающее отношение С/Ш по сравнению с фоторезистором. Там в зоне генерации зарядов существует сильное поле, которое растаскивает электрон-дырочные пары, не предоставляя большинству из них возможности соития.
Высокоэнергетический фотон способен вышибить электроны из оболочек нескольких атомов, грубо говоря. Поэтому, эффективность полупроводниковых детекторов по отношению к энергии поступающих фотонов должна расти. Я сам наблюдал появление микро-эдс, возникающую в обычном кремниевом диоде в пластмассовом корпусе с приближением его к радиоисточнику. А в обычных КД522 фотоэффект представлен в полный рост (нахрена их только в прозрачном корпусе делают? Стекло надо бы зачернить. Однажды засаду с этим поимел, пока не докумекал, что к чему...).
Есть детекторы, которые могут производить видимое в темноте глазом свечение даже при прохождении одного высокоэнергетического фотона.
Прошу прощенья за некоторый оффтоп.