Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
IGE-XAO
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Prąd upływu różnych elementów elektronicznych

doktorpyta 02 Maj 2013 00:05 9960 5
  • Dziś chcę sie podzielić z Wami wynikami pomiarów, których dokonałem dawno temu. Moim zadaniem było zaprojektowanie stopnia wejściowego do woltomierza o bardzo dużej impedancji wejściowej i znikomym prądzie polaryzacji wejścia. Stopień ten musiał być zabezpieczony przed podaniem zbyt dużego napięcia. Należało zatem zbadać, jakie elementy typowo używane w układach nadają się do zastosowania. Zacząłem więc pomiary w układzie przedstawionym na rysunku poniżej.

    Prąd upływu różnych elementów elektronicznych

    Jest to prosty układ pikoamperomierza, który dzięki zastosowaniu wzmacniacza operacyjnego typu LM711 (lub LMC662) wprowadza pomijalny błąd pomiaru prądu. Napięcie niezrównoważenia może zostać skompensowane za pomocą potencjometru tutaj oznaczonego jako V4. Dodam, że po latach ponowiłem pomiar mojego ulubionego tranzystora BC547B za pomocą elektrometru Keithey 616 i wyniki są zgodne.

    Prąd upływu różnych elementów elektronicznych

    link do dawnej wersji artykułu: Link

    Drobne objaśnienia:
    1) Pomiary wykonywałem w ciemności i po oświetleniu elementu badanego za pomocą żarówki z odległości ok. 20cm. Pomiary w warunkach oświetlenia są zaznaczone. Warto zauważyć wpływ światła na prąd upływu, bo można się bardzo zdziwić (zobaczcie pomiary neonówki).

    2) Pomiary złącz E-B spolaryzowanych wstecznie napięciem 10V dają duże wartości płynącego prądu. Jest to naturalne i wynika z zachodzącego w złączu przebicia. Przebicie to na szczęście nie niszczy badanego elementu z uwagi na zastosowanie rezystorów R1 i R2 ograniczających prąd maksymalny płynący w obwodzie.

    3) Nie testowałem słynnego z niskiego upływu G-S tranzystora 2N4117, bo nie miałem na stanie.

    4) W obwodach zabezpieczających w aparaturze profesjonalnej stosuje się technikę bootstrap - zainteresowanych osdyłam do literatury.

    5) Podobne pomiary zamieścił Wielki Człowiek Bob Pease w książce "Projektowanie układów analogowych" (BTC).

    6) Jeżeli moje wypociny komuś się przydadzą, niech się odezwie. Dla mnie będzie to sygnał, że warto takie artykuły tworzyć.

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    doktorpyta
    Poziom 10  
    Offline 
    doktorpyta napisał 21 postów o ocenie 129, pomógł 0 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2012 roku.
  • IGE-XAO
  • #2
    sas49
    Poziom 11  
    Witam,
    Bardzo mnie interesują układy pomiarowe o wysokiej impedancji wejściowej i wysokim napięciu , tak niewiele na ten temat wiem i chętnie poszerzyłbym swoją wiedzę.
    Czy kolega mógłby mnie nakierować gdzie takowej wiedzy szukać nie tracą czasu na przeszukiwanie całego internetu ?

    pozdrawiam
  • IGE-XAO
  • #3
    doktorpyta
    Poziom 10  
    Przesyłam link do instrukcji starego, ale bardzo ciekawego urządzenia.
    Ma ono duży opór wejściowy i umożliwia pomiar napięć do +/-100V (z zachowaniem dużego oporu wejściowego).

    Link

    Dla ułatwienia dodam, że jest to w zasadzie wzmacniacz operacyjny ze stopniem wejściowym wykorzystującym selekcjonowane tranzystory MOSFET. Zasilany jest napięciami ±120V.

    Większość tanich multimetrów na zakresach większych od 2V ma już opór wejściowy rzędu 10MΩ. Mierniki klasy laboratoryjnej umożliwiają zwykle pomiary napieć do 12V...20V z zachowaniem dużej oporności wejściowej. Mówiąc o dużej oporności, mam na myśli 10^9Ω ... 10^15Ω.

    Jeśli chodzi o pomiary napięć powyżej 100V (i nadal mówiny o dużym oporze wewnetrznym) to pozostają różne warianty woltomierzy elektrostatycznych.
    Jeżeli zastosowanie na to pozwala, można też zastosować oporniki o oporze rzędu 1...500GΩ i z zbudować dzielnik napięcia (do kupienia np. u dostawcy, którego nazwa zaczyna się na "f" a kończy na "arnell").
  • #4
    miszcz310
    Poziom 19  
    doktorpyta napisał:
    500GΩ


    Czy ja dobrze przeczytałem 500G? Serio takie są? Przecież to chyba w jakiś sterylnych warunkach i wysokiej próżni trzeba by trzymać taki układ, żeby miało sens stosowanie takich oprników.
  • #5
    doktorpyta
    Poziom 10  
    dobrze kombinujesz: opornik jest zamknięty w próżniowej bańce
    Link
    Często opór szkła ma już duże znaczenie i na środku bańki szklanej robi się tzw. guard ring.
  • #6
    magnetobus
    Poziom 11  
    Witam
    Przypadkowo trafiłem na opis dot. pomiaru małych prądów (chodzi o źródło do kalibracji elektrometru Keithley'a). Czas jakiś temu trochę robiłem w tego typu pomiarach (upływności powierzchniowe dielektryków, dozymetria, detekcja prom. jonizującego itp.). Gdyby nadal był Pan zainteresowany, to służę w miarę możliwości. Zaczynałem od układów lampowych na dedykowanych lampach elektrometrycznych, które b. rzadko pojawiają się tu i ówdzie. Np. na allegro ktoś mi sprzątnął dwa tygodnie temu 4 lampy elektrometryczne RFT chyba nowe, działające w ukladzie tzw. "odwróconej triody" o prądzie siatki mniejszym od 1 fA. Są one b. stabilne i spokojnie można mierzyć rząd-dwa nizej. Wymaga to nieco kombinacji (mycie wszystkiego w różnych miksturach, kwestia izolatorów (teflon sprawdza się różnie, są lepsze, które trafiłem przypadkowo a trochę w wyniku szukania w starej literaturze), oczywiście zaciemnienie i koszmarne stałe czasowe. Lampy są zdecydowanie trudniejsze do zabicia, chociaż tez cierpią po brutalnym traktowaniu. Mierzyłem w podobny sposób prądy bramek wielu fetów, ale bylo to dawno i wyniki gdzieś posiałem. Generalny wniosek jest taki, że fety w dużych obudowach są lepsze, a także niskotranskonduktancyjne podwójne (nie wiem dlaczego). Z normalnych typów (np. BF245A) można wyciągnąć znacznie poniżej pA pod warunkiem, że chodzą z niskim napięciem D-S. Zmniejszenie tego napięcia z 10V do 2-3V daje w niektórych typach (o ile dobrze pamiętam) spadek prądu bramki o prawie dwa rzędy. Mam gdzieś chyba swój układ pomiarowy ekranowany od zakłóceń i światła, muszę poszukać.
    Rzeczywiście obecnie znaleźć kogoś kto siedzi w tej działce pomiarówki jest prawie niemożliwe.
    Pozdrawiam
    M. Penkowski