分享LMP7721的微电流测试

微弱电流测试，在半导体、绝缘材料、电场测试、弱光测试、射线探测等领域应用广泛。微弱电路测试用的最多的电路就是IV转换电路，最简单也用的最多电路如下图所示：

再简单介绍下TI的超低输入偏置电流的运放LMP7721。LMP7721的Ib不大于20fA，典型值达到3fA，相当不错，尤其是其Vos<0.18mV，可以算成精密运放了。电流噪音原数据表10fA显然是错了，改成了0.01fA.。该放大器与众不同的地方，包括了独特的引脚输出方法和保护

LMP7721的直流特性分析分析如下图所示（用的TI的TINA软件）：

此电路的电流测试范围020pA，反馈电阻接的100G，输出接了一级RC滤波，主要滤除运放的噪声，值选的不好反而会引起振荡，要根据实际使用情况进行调整。
下面讲讲IV电路设计的要点或注意事项：
1、 运放的选择
尽量选择低输入偏置电流，低电流噪声，低输入失调电压的运放（当然还有带宽等），如LMP7721，AD549，ICL7650等；
2、 反馈电阻的选择
最好选择高阻电阻，100G也是买不到的，只是不太好买而已，尽量不要使用T型IV转换电路，或后级再放大，在吉时利的低电平测量手册中有介绍。
3、 补偿电容
可选用聚丙乙烯材料的CBB电容，绝缘阻抗一定要大。如果找不到合适的小容值电容，可考虑用导线自己绕指（比如水银电缆，一种电缆名称，可不是水银）。
4、 绝缘
PCB的绝缘在10的12次方欧姆左右，对绝缘要求较高，就要用面包自己焊接了。空气是最好的绝缘材料，也可以考虑在PCB上挖槽。
微电流测试一般省不了接插件，可考虑3同轴的BNC头（三爪的），500左右一个。
电缆，最好选择3同轴电缆，双层屏蔽的那种。内层屏蔽接GUARD，外层屏蔽可接模拟地。
5、 减小漏电流
最好加保护环。
6、 电路安装好后工艺处理
清除元件与电路残留杂志，并进行干燥与防潮处理。
7、 噪声处理
加屏蔽罩；
电路加保护环；
工频干扰处理；

下面简单介绍保护环的画法和工频干扰软件滤波，这2点在一般微电流测试的文章都不会讲的太详细。
工频干扰软件滤波，简单的做法就是ADC采样，采样一个工频周期的数据，比如我国，就是采样20mS（20mS一定要准）周期的ADC数据，再作下平均值滤波即可。

保护环的画法如下图所示，先在TOPLAYER层讲关键信号保护起来，再在TOPSOLDER层画一圈线讲关键信号保护起来（和TOPLAYER画同一位置的线）。反面也是一样的，正反面间再加个过孔即可。

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