Вимірювання малих струмів НТУУ КПІ АЕД Дослідження

Вимірювання малих струмів НТУУ “КПІ” АЕД

Дослідження малих струмів Сфера застосування вимірювачів малих струмів Рівні генерованих струмів Швидкість протікання процесів Параметри інтегральних мікросхем від 10 -8 до 10 -1 А до 10 ГГц і вище Властивості напівпровідникових матеріалів від 10 -10 до 10 -3 А до 10 ГГц і вище Вирощування нанотрубок від 10 -11 до 10 -5 А до 100 Гц Скануюча тунельна мікроскопія від 10 -12 до 10 -9 А до 50 Гц Струми втрат у конденсаторах та котушках індуктивності від 10 -12 до 10 -7 А до 1 ГГц Властивості ізоляторів від 10 -13 до 10 -6 А від 0, 1 Гц до 1, 5 к. Гц від 10 -13 до 10 -9 А до 10 к. Гц і вище від 10 -15 до 10 -6 А до 1 МГц Біохімічний аналіз, послідовностей визначення Іонізаційні камери, плазмові датчики ДНК НТУУ “КПІ” АЕД

Методи вимірювання малих струмів 1. Накопичення(інтегрування) заряду на конденсаторі Характеристики: - висока чутливість 10 -17 А, - низька швидкодія 10 -1 ~ 10 2 c. 2. Падіння напруги на шунті Характеристики: - висока чутливість до 10 -15 А, - необхідність зміни опору шунта для перемикання діапазону, - значний вплив опору шунта при вимірюванні малих струмів. 3. Використання схеми зі зворотнім зв’язком Характеристики: - висока чутливість до 10 -16 А - висока швидкодія до 10 -5 с, - відсутність падіння напруги живлення НТУУ “КПІ” АЕД

Реалізація ємнісних сенсорних кнопок Макет до лабораторної роботи Вхідний струм порту MSP 430 в високоімпедансному стані складає 50 н. А. Вимірювання часу розряду ємності конденсатора, що формується мідною поверхнею та пальцем, дозволяє реалізувати ємнісну сенсорну кнопку. НТУУ “КПІ” АЕД

Розробка вимірювачів малих струмів Порівняння операційних підсилювачів з низьким струмом зміщення AD 549 Вхідний струм зміщення, ф. A 60 LMC 6482 20 30 1 INA 116 3 0. 1 0. 8 OPA 2320 900 0. 6 20 LMP 7721 20 10 17 MAX 44260 500 1. 2 15 MAX 9945 50 1 3 Операційний підсилювач Використання захисних кілець Рівень шуму, (f = 1 к. Гц) 0. 22 1 Полоса пропускання, МГц 1 Виконання плати навісним монтажем НТУУ “КПІ” АЕД

Результати експериментальних досліджень Спрощена схема вимірювального Зовнішній вигляд прототипу пікоамперметра каналу пікоамперметра Характеристики приладу: - два вимірювальних канали (500 мк. А та 50 н. А); - роздільна здатність 5 десяткових розрядів; - максимальна чутливість 10 п. А; - смуга частот до 1 к. Гц. Зовнішній вигляд ПЗ для керування пікоамперметром НТУУ “КПІ” АЕД

Застосування вимірювача малих струмів Вимірювання струму споживання мікроконтролерів Вимірювання зворотного струму діода Вимірювач включений в розрив між землею контролера та загальною MSP 430 G 2211 Силовий діод SF 36 Інтерфейс відладки Струм споживання в активному режимі Екран Режим зниженого споживання Режим очікування Зворотний струм діода при кімнатній температурі Зростання зворотного струму при нагріванні НТУУ “КПІ” АЕД