[参考译文] INA111：使用仪表/运算放大器进行皮安级电流测量

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Other Parts Discussed in Thread: INA331, INA818, INA121, INA332, INA111, LMP7721, TINA-TI

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https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1034863/ina111-picoamp-current-measurement-using-instrumentation-operational-amplifier

器件型号：INA111
主题中讨论的其他器件：INA331、 INA818、 INA121、 INA332、 LMP7721、 TINA-TI

大家好、

我正在开发一个电路来测量器件电流、也就是皮安级的最小器件电流。分流电阻器固定为50欧姆，我在更改分流电阻器时没有任何灵活性。测量来自低侧、使我的共模电压几乎为零。以下是我的要求

低侧电流感应
VCM=0V
PA 电流测量
单向电流测量
模拟电压输出

带宽和压摆率不是限制因素、因为我只对稳态结果感兴趣。

仪表放大器应具有10fA 的偏置电流、以可靠地测量1pA 电流、精度为99%。在搜索符合上述要求的可用仪表放大器列表时、我发现仅提供20pA 的偏置电流、将最小测量限制为2nA。以下是我的列表中的前3项

INA111、INA121、INA818 (支持高达36V 的电压)。 INA331/321和 INA332也很好、是单轨电源设计。因此、我有以下问题

符合上述要求的所有仪表放大器选择是什么？
仪表放大器提供寄生电阻抑制、但运算放大器不显示这种抑制、但特定运算放大器具有较低的输入偏置电流。那么、我应该更喜欢运算放大器而不是 INS-AMPS、还是应该坚持使用 INS-AMPS？
我还应该纳入其他建设性的建议或意见吗？

谢谢

3 年多前

0 admin 3 年多前

TI__Guru**** 1677530 points

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SK、

首先、您不能使用50ohm 分流电阻器直接测量1pA 电流、因为这需要您能够测量50pV 电压(50*1e-12)-考虑到任何 IC 在合理带宽内的集成噪声都要高得多、这是不可能的。此外、要使用仪表放大器(INA)测量1pA 电流、您必须使用输入偏置电流为10fA 或更低的 INA、我们没有这种情况。但是、我们有 LMP7721等运算放大器、其典型 IB 为+/-3fA、最大值为+/-20fA、可用于跨阻配置、如下所示。

使用20Mohm 的射频、第一级将1pA 电流转换为20uV 的 VF1、然后通过第二级的 G=101增益将其增益放大为20mV。假设所需的 IG1电流范围为1nA、这将导致 IG1=1nA 时的输出为-2V -请参阅下文。 CF 和 C1用于在信号馈入第二级之前滤除电阻器热噪声。如果需要、可以重新配置电路、为您提供一个正极电压。为了方便起见、我在这里使用了+/-2.5V 电源。