5量程、1NA微電流-電壓轉換電路

電路的功能

這是一種以硅光二極管SPD為代表的前置放大器，可用作微電流傳感器的放大。用接點式繼電器進行量程切換，可覆蓋1NS~10UA的范圍。繼電器的另一接點用來改變輸入偏流IS引起的失調，根據對應量程切換偏置電阻。響應頻率隨反饋電阻R1~R4而變，輸入為直流電流。

電路工作原理

電流-電壓轉換電路的基本工作原理是反相放大器輸入端的電流流過反饋電阻，因此，OP放大器A1的輸出電壓為E0=-IIN.RF，所以，一旦確定輸入電流的范圍和轉換成的電壓，就可以確定反饋電阻，為了把10UA電流轉換成-1V電壓，R1應為100K（R1=1/10*1000000）=100），電流為10NA，則必須為100M的電阻，因為穩定性好的高阻值電阻價格昂貴，所以在反饋環路中加了一個由R11和R12構成的1/10分壓器，把電壓放大10倍，這樣R1=10M與RF=100M等效，不過漂移也被放大10倍，所以應采用低漂移的OP放大器。

分壓電路的阻值只要比R1小得多，就不會產生誤差。例如，分壓電路的電阻為1K，兩者之比為1/100000，所以不會產生誤差。

OP放大器A1應盡量選用輸入偏流小的產品，如用康價的BI-FET型，應注意FO的溫度特性。由偏流引起的偏壓，同樣也加在同相輸入端，所以大部分可以消除。10、100NA檔其R為高阻值，均用10M，其可變電阻也都取M，如可調范圍不夠，可再串聯微調電阻加以解決。如果不進行微調，在最小電流檔，可預先進行失調調節，消除因輸入偏流產生的誤差。

為了減少噪聲影響，在滿足頻帶要求前題下，用電容C與R1~R4并聯，電容C可根據C=1/2πFO.R公式算出其容量。

組裝注意事項

在微電流電路中，同OP放大器的IB相比，如果泄漏較大時，在設計時應進行屏蔽處理，以防OP放大器的正負VCC或繼電器電源等與輸入電路耦合。

本電路輸入端的引線電容有時會引起振蕩，頻帶較窄時，可在IC1的2、6引線間加反饋電容。

如果信號源阻抗很高，即使在輸入端串聯一個數百歐姆的穩定電阻，也不會增加誤差。