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不过短短几十年的时间,最近笔者却发现了一款30年经久不衰的模拟器件,它就是来自ADI公司的单芯片静电计运算放大器AD549,据说发明这款器件的工程师是个天才,当年就可以把输入偏置电流做到60 fA。这么讲或许用户根本没什么概念,可以把fA和A的数量级作个对比,1fA=10-15 A,一般手机的待机功耗只有是7.5毫安(fawu.ma.cn),经过对比一下子就清楚fA有多小了吧。
这个器件可以用于化学分析、环境监控、过程控制等极小电流检测的应用。关于这款器件的工作过程很多用户都想了解,来自ADI公司线性产品部应用工程师郭剑做了详细解释,他以气相色谱应用为例。在气相色谱设备中,要测量电流首先需要传感器,我们可以在检测器里放上氢气,然后点燃,氢气燃烧后就会将待测物离子化,从而会形成电流。如果用户检测的是含碳化合物,含碳化合物含碳越多,被离子化的电流就会越大,因此通过电流大小就可以判断含碳化合物中碳含量的多少,这个输出的电流会被后面的放大器放大。从火焰检测器中出来的电流一般是皮安级别甚至飞安级别,电流噪声大概是在50fA的水平,因此需要一款fA级的放大器来进信号处理。 偏置电流缩小三倍 随着科技的进步,在不同应用中要检测的电流越来越小,因此我们用来检测电流的器件,即放大器,也要跟上应用的需求。经过多年的研发,ADI终于推出了AD549的升级产品ADA4530-1。郭剑介绍,“ADA4530-1和AD549最明显的区别就是从直插式封装升级为贴片式封装,体积缩小,适应仪器设备小体积的需求。另外一个关键指标就是偏置电流,ADA4530-1运算放大器在125℃时的输入偏压电流是 250 fA,是竞争产品的二十分之一;在85℃时降至20 fA,为竞争产品的五十分之一。此外,ADA4530-1是唯一一款运算放大器可在室温至 85℃范围内保持最大20 fA的输入偏置电流;也是同级产品中唯一一款在室温至125℃范围内偏压电流通过完整生产测试的放大器。” |
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