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高阻抗运放ca3140e在微电流测量中的应用高翟坑运放c3d在微电流测量中的应用高阻抗运算救九器ca3140e是美国rca公司h产品泼跚土将mos型晶体管与双扳型晶体管作同一块芯片:的运算放大器具有通用性强,崩卫抗.x及转换速度快的特点.因此获得广泛的庸用瞄1是ca3140e的管脚排列图,有塑封(双列直摇式)扣盘滴圈壳封装两种型式.其脚排列与l侧零端7正电源2反相输8输出选通3同相输4负电根5零端6输端v,a741,f007,5(324等相同,因此能直接代换而无变更暂脚位矬.圈2妊艨真空计的微电流测量电路离子流盘站采样电阻r.中的某一个,在该电阻上产生辎应的电压降袭1是各档真空范屡所对应的离子流的范同由表可知:当真空高度达1x10pa时对应舶离子流1.仅为75x10a因此要求测量电路的输入电沆更小或者说输阻抗越大越好.原电路采用电于管dc一2,e是专用于静电测量和小电流放大的,第二栅极电流小于8x104a,因此性能上能满芷测量电路的要求:但是筛选合格率低(平均50%),成本商,线路复杂,调试也麻烦.袁2为高阻抗运放ca3140e的主要技术参数.程k强范幽fp.i1+采样电阻刈(1l】ol7.5xt04.99r1】111lo1l075t07.3xt04.99kr)j0il0l075lo-7_7.5xt0499ka(r)】0qlmln75l07.5xt0499ka()h10l】lcxl旷75107.3t0499mn(r它的输入电流的典型值仅为10pa(100a】,约为继小离子流7.5x1o_的千分之一.时它的输a越抗为1.5tfl(1.5x10(mf1),约为最.衄捧l阻499vlf的三十万倍.其它特性也很优异,所以可以用来作为微电流的测量器件.图3是采用ca3140e作为测量器件的原理园.由于各档真空度时产生的最大离子流在流经相应采样电阻所产生的最大压降均达375mv,所以电路不必进行信号放大,而直接设计成电压跟随器.图中rr为采样电阻,r.p1为调零电位器,rp2为满度调节电位器.pa为毫伏表由于ca3140e的输入失调电压温小,所以一次调零后.在以后的测量中无需进行调零即能保证零点漂移在1%之内.该电路经投产两年来的结果表明:性能提高.成本降低.名称符号典型值最大值单位输人失调电压vm2输人失调电流0530pa输人电流l】050队l卣人电阻rrl5x10l204-44电源电压v(或222)精人失调电压温68r/精出电流一18+40nla输出阻抗ro600由于离子流源的内阻很高,测量电路也可设计成上-:昌r广i口=叫40a3二_l=_中电流电压变换器.图4是电流一电压变换器的原理图.假设运算放大器的输基极电流可以忽略,即认为输电流i全部流过反馈电阻r并且放大器的开环增益很大,点是虚地,则输出电压vo=-ir即输出电压正比于输被测电流,实现了电流一电压变换.图5是离
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