Схема измерения малых токов, до 100 фА Опции

[nananan]

Занимаюсь разработкой установки для исследования МДП-структур, требуется измерять постоянный ток от 100 до 2000 фА. По сути имеется высокоомный (порядка 1 ГОм) источник тока, дающий описанный выше диапазон токов. Пока предполагается подключать этот источник к инвертирующему входу ОУ, а в цепи обратной связи (выход - инвертирующий вход) вешать 1-10 МОм сопротивление. Неинвертирующий вход заземлять. С выхода ОУ сигнал будет идти на 24-разрядный АЦП (частота среза порядка 10Гц). Температурный режим работы порядка 0-30 °С. Интересует насколько подобная схема может шуметь и удастся ли за шумами разглядеть полезный сигнал, а также другие схемотехнические решения измерения малого постоянного тока.

[Tanya]

Занимаюсь разработкой установки для исследования МДП-структур, требуется измерять постоянный ток от 100 до 2000 фА. По сути имеется высокоомный (порядка 1 ГОм) источник тока, дающий описанный выше диапазон токов. Пока предполагается подключать этот источник к инвертирующему входу ОУ, а в цепи обратной связи (выход - инвертирующий вход) вешать 1-10 МОм сопротивление.

Ну и сколько Вы получите на 10 мегаомах?
От 1 до 20 микровольт. Если вспомнить смещение нуля, его дрейф и шумы, то будет смешно. Есть, конечно с нулевым дрейфом...
Я вот сделала... На IVC102. Схема очень простая - на выходе оконный компаратор, который открывает ворота для прохода импульсов на счетчик. Точность была... точно уже не помню.. лучше десятой процента. Входной ток IVC102 порядка 30 фА, но он очень стабильный, поэтому можно было опуститься до аттоамперного диапазона.
Прикинем. Емкость самого мелкого конденсатора порядка 10 пФ. Пусть диапазон интегрирования 5 вольт. Тогда время интегрирования будет 25 секунд при токе 2 пА.
Плата на фторопласте ФАФ-4. Кольца, экраны....

[zzzzzzzz]

... Плата на фторопласте ФАФ-4. Кольца, экраны....

А воздух-то откачивали? А то утренний бриз от Атлантики и чих соседа может подпортить измерения фА, не говоря уж про аА

[Tanya]

А воздух-то откачивали? А то утренний бриз от Атлантики и чих соседа может подпортить измерения фА, не говоря уж про аА

Если воздух откачать, то может быть даже хуже. Воздух очень хороший изолятор. Ничего не откачивали, гелием не продували.

Да уж, тут лучше всего перейти на переменное напряжение с окварцованной частотой (дабы полосовой фильтр применить): измерение - КЗ. Тогда все эти бяки не так сильно страшны! Тоже своего рода классика жанра...
Разумеется, всё в аргоне и на керамике или фторопласте!!!

Был ( может, и делают еще? ) измеритель малых токов для хроматографии - для пламенно-ионизационного детектора.
Там вибрирующий конденсатор стоял, куда текли измерительный и компенсирующий токи. Потом синхронный детектор и усилитель довольно высоковольтный, выход которого через резистор давал компенсирующий ток.
Ничего там особенного не было... Только вход конденсатора через кусочек янтаря... Резисторы большие такие в стекле на тефлоне.