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pA级微电流放大电路在负氧离子检测仪中的应用----电源部分分析

发表时间:2018-10-22 21:43作者:杭州扩维科技

  通过负氧离子采集棒收集到的电荷是极其微弱的小信号电流,其量级在飞安级,为了对其进行有效的放大,需要设计一款小信号放大电路。

  01、电路图及说明
   用电池供电,微功耗设计;
   电池选9V,用低压差低功耗的HT7150三端稳压成5V,自耗电<4uA;
   然后用双运放的一半,把5V分成±2.5V双电源,这部分耗电<22uA;
   R3和R4把-2.5V分压成100mV作为标准电压,由R5=100G提供测试用的1pA标准电流。这部分耗电5uA;
   最后,双运放的另一半接成经典负反馈I-V转换电路,这部分耗电16uA;
   运放也可以用LMC6042AIN,很便宜的东西,典型Ib=2fA,典型Vos=1000uV,耗电20uA;

  R6提供保护,不至于因偶然输入过压而导致运放损坏;
   R7是反馈电阻,C4是反馈电容,用于抵消输入电容的影响,提高响应时间,同时也与R7一起提供一定的时间常数。
   合计耗电<47uA,一节9V充电电池(350mAh)可以使用7000多个小时。如果换用LMC6042AIN,总耗电<35uA,电池可以

使用10000小时。



02、仿真

   电路很简单,预期会很顺利,但实际上很艰难。大概是Multisim对于超高阻部分做的不好。
可以看到,仿真软件把主运放的Vos取了0.35mV,另外也肯定加入了Ib的影响,最后的输出有一点偏差,很正常。

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