测量超级弱电流的问题，谢谢

只看该作者 · 2014-7-1 09:42

本帖最后由 632588785 于 2014-7-1 09:48 编辑

本人是电路方面的笨蛋型的，:lol最近因为实验需求，被迫爱上了电路。哈哈，我的问题就是：我们实验室需要测量0.5fA-2.2fA左右的电流，要实现实时测量，不知道目前有哪些仪器可以满足这个条件呢？关键测量时间不能太长。

只看该作者 · 2014-7-1 15:18

这么小的电流，测量起来需要很多条件，除了良好的绝缘、良好的屏蔽外，主要是测量时间要比较长，否则理论上就不允许。

现在能够测量这么小电流的仪器，我知道只有吉时利的642，还有6430。

自己DIY的话，参考吉时利“低电平测量手册”，必须用到1T高阻，才能在1Hz的带宽下测量0.5fA：

只看该作者 · 2014-7-1 15:35

lymex 发表于 2014-7-1 15:18
这么小的电流，测量起来需要很多条件，除了良好的绝缘、良好的屏蔽外，主要是测量时间要比较长，否则理论上 ...

那测量时间一般需要多长呢？

只看该作者 · 2014-7-1 16:04

632588785 发表于 2014-7-1 15:35
那测量时间一般需要多长呢？

看上面那个图，用1T电阻测量0.5fA要大概3秒钟，才能取得10dB的信噪比。

只看该作者 · 2014-7-1 21:41

本帖最后由 hjz007 于 2014-7-1 21:42 编辑

我觉得0.5fA是测不了的吧？
大气中的辐射，地磁辐射造成的干扰都比这个大。
器件自身热不均匀造成的电流都大多了。
甭管你用什么测，测出来的结果可信么？

只看该作者 · 2014-7-1 21:46

hjz007 发表于 2014-7-1 21:41
我觉得0.5fA是测不了的吧？
大气中的辐射，地磁辐射造成的干扰都比这个大。
器件自身热不均匀造成的电流都 ...

吉时利用自己的仪器测过aA，辐射和干扰可以屏蔽，热对于微小电压影响很大但对于微小电流没什么影响。
测量结果是否可信可以用标准差表示，可以远低于0.5fA。

只看该作者 · 2014-7-1 21:54

本帖最后由 hjz007 于 2014-7-1 22:10 编辑

lymex 发表于 2014-7-1 21:46
吉时利用自己的仪器测过aA，辐射和干扰可以屏蔽，热对于微小电压影响很大但对于微小电流没什么影响。
测 ...

就算仪器读出来的值是1fA，但这1fA有什么意义呢？
比如说探头（金属）和被测对象就不同性。这个不同性的材料接触导致的电压就可以达到几十个毫伏（比如P型材料和N型材料接在一起变成了PN结，一个势垒电压就0.1V）.
这个附加的电压造成的电流是多少，你算过么？
被测对象对大气热辐射的不均匀，导致被测对象内部存在电流。这个电流又是多大？你算过么？
被测对象的机械振动造成和环境关系的变化，等效为其对地分布电感和电容的变化，这个变化其实也会产生电流。
我以前就喜欢通过敲击石英晶振使其频率改变来观察一些问题，示波器都能看到改变。

电流＝电压/电阻，这个公式仅仅在工程上是正确的，而且也只能说在一个误差范围是准确的。这个公式和我们学过的所有公式一样，只是一个简化了的数学模型。

所有测出个1fA，我觉得都没有什么意义。当然，我只是怀疑，这个小电流，我也不懂

只看该作者 · 2014-7-1 23:06

hjz007 发表于 2014-7-1 21:54
就算仪器读出来的值是1fA，但这1fA有什么意义呢？
比如说探头（金属）和被测对象就不同性。这个不同性的材 ...

1fA是否能测出来，与1fA测出来有什么意义，是两个不同的问题。
我只说明1fA可以测出来，至于1fA测出来有什么用，要问楼主。
接触热电动势还有其它什么电流，我不仅算过，而且测过。
举个例子，测量10^18欧的绝缘电阻，加上1000V的电压，电流就是1fA。而在这个电压下，几十毫伏是完全可以忽略的。