Unifagfのブログ

間違った情報が多いです

微小電流測定用のアンプ

アナログ回路

微小電流測定用のアンプについて勉強したメモ

参考文献

測定限界

ja.wikipedia.org

熱雑音による測定限界を考える。 熱雑音は以下の式で表される。kBはボルツマン定数1.308e-23 J/K。

\displaystyle{ V_n=\sqrt{4k_BTR\Delta f} }
\displaystyle{ I_n=\sqrt{\frac{4k_BT\Delta f}{R}} }

グラフ化すると以下のようになる。

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熱雑音（電圧）

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熱雑音（電流）

信号源のインピーダンスを1GΩとして、熱雑音は10fA/√Hzと非常に低い値となる。 電圧測定では測定限界が熱雑音に制限されることが多いが、 電流測定では熱雑音は無視してよく、ケースレーの資料にあるように「摩擦電気効果」「圧電効果」「電気化学効果」が支配的で10nA程度が限界となるようだ。

電流測定IC

シャント式

Current Sense Amplifier icで検索するとヒットするものは大体こちら。 電源電流測定などでメジャーな方式だが、微小電流には向いていないようだ。

フィードバック式

「Transimpedance Amplifier IC」で検索するとヒットする。

積分式