使用商业级实验室设备测量超低偏置电流的实用技巧

品慧电子讯在要求低漏电流的应用中，请务必选择低输入偏置电流(I_B)的运算放大器。应用笔记 AN-1373 介绍如何使用 ADA4530-1 评估板测量超低偏置电流。然而，由于飞安(fA)级电流的实际处理性质，测量环境（夹具、屏蔽、电缆、连接器等设备）也会影响测量结果。

问题:

有没有一种简单的办法来测量飞安级别的超低偏置电流？

答案:

有——只需要仔细设置。

简介

在要求低漏电流的应用中，请务必选择低输入偏置电流(IB)的运算放大器。应用笔记 AN-1373 介绍如何使用 ADA4530-1 评估板测量超低偏置电流。然而，由于飞安(fA)级电流的实际处理性质，测量环境（夹具、屏蔽、电缆、连接器等设备）也会影响测量结果。

本文将介绍如何尝试使用常见的商业级实验室设备、夹具和材料重现AN-1373中的测量过程，并提供一些替代方案来改进测量，最终测试的偏置电流将达到50 fA。首先，我们测量用于测量偏置电流的输入电容（运放内部的等效共模输入电容），以及125°C条件下给输入电容充电时输出电压的变化。我们还尝试根据测得的输出电压推导偏置电流值。最后，我们将尝试根据测量结果来改进测量环境。

容性集成测量

根据AN-1373，为了使用容性集成测量方法，必须先测量ADA4530-1的输入电容(C_p)。我们将使用 ADA4530-1R-EBZ-BUF 执行本次实验，ADA4530-1配置为单位增益的缓冲器模式。

接着，我们计算输入电流(I_B+)。具体来说，使用图1所示的电路配置，当测试盒中的SW从ON（接地至GND）转到OFF（开路）时，I_B+流入C_p。当I_B+给C_p充电时，输出电压升高，因此通过监控I_B+并将其代入等式1，可以计算其值。

图1.容性集成测量方法示意图。

通过输入串联电阻测量总输入电容

为计算C_p，本实验使用串联电阻法。图2显示了一个简单的电路示意图。串联电阻的值基于AN-1373第6页的测量指南，实际值是R_s = 8.68 MΩ。此外，在测试盒中安装了SW，以供稍后的实验使用（此时，SW开路）。

可以测量函数发生器的波形衰减到–3 dB时的频率，并且可以使用等式2计算输入电容。

图2.使用输入串联电阻计算C_p。

图3显示这一设置。在“通过已知输入电容测量I_B+”部分（AN-1373的第6页）描述的实验中，由于温控室中的温度提高至125°C，因此我们使用能够承受该温度的材料。RG-316U用作同轴电缆的材料。此外，评估板上ADA4530-1的同相输入是三轴连接器。为此，使用三轴-同轴转换连接器（Axis公司的BJ-TXP-

图3.C_p测量设置：(a)温控室内部——所示为ADA4530-1的评估板，和(b)测试盒侧的设置。

获得的测量结果是C_p = 73.6 pF，这是一个相对较大的值，因为根据AN-1373，实际测量值约为2 pF。其原因与测试盒（更像是测试板）到同相输入的电缆长度有关。

通过已知输入电容测量I_B+

最后，我们开始测量偏置电流。电路配置如图1所示，安装的测试盒如图4所示。注意，移除了“通过输入串联电阻测量总输入电容”部分使用的输入电阻。如AN-1373（容性集成测量方法，第7页）中所述，将SW短接至GND，然后将其置于开路，并使用数字万用表(DMM)监控输出电压波动持续数分钟（我们使用的是Keysight Technologies的34401A DMM）。最后，通过将V_OUT代入等式1，计算I_B+。