Усилитель тока DDPCA, чувствительность на уровне фА, регулируемый КУ

Чувствительность на уровне фемтоампер

Усилитель DDPCA-300 с регулируемым коэффициентом усиления – одна из последних моделей малошумящих трансимпедансных усилителей Femto. Его уникальная конструкция обеспечивает шум на входе на уровне до 0.2 фА / √Гц и 0.4 фА от пика к пику. Коэффициент усиления регулируется в широком диапазоне от 10⁴ до 10¹³ В/А вручную или с помощью удаленно интерфейса. Таким образом, усилитель обладает широким динамическим диапазоном более 240 дБ для измерения токов от значений менее фемтоампер до миллиампер путем простого переключения диапазона усиления. Компактный корпус устройства оптимизирован для использования вблизи источника сигнала, для исключения зашумления сигнала из-за длинных кабелей. Различные фильтры интегрированы в усилитель для адаптации ширины полосы пропускания усилителя к различным условиям. Таким образом, соотношение сигнал / шум и скорость измерения можно оптимизировать путем подбора подходящего фильтра для конкретного приложения. И даже при самых высоких значениях коэффициента усиления скорость измерений достаточна для измерения токов на уровне фемтоампер в режиме реального времени без необходимости внешнего усреднения или длительного тестирования (см. рисунок 1 ниже).

Рисунок 1: Измерение фемтоамперного сигнала в режиме реального времени без усреднения

Низкий уровень дрейфа для высокой стабильности при долговременных измерениях

При работе сигналами на уровне фемтоампер дрейф и токи смещения могут легко привести к ошибкам в измерениях и смещению базовой линии. На уровне фемтоампер дрейфа и смещения могут легко вызывать ошибки измерения и смещение исходных линий. Конструкция DDPCA-300 оптимизирована для обеспечения долговременной стабильности и чрезвычайно низкого дрейфа. На приведенном ниже рисунке показан дрейф базовой линии усилителя (менее 0.5 фА), измеренный в течение более 7 часов. На случай неизбежных (например, связанных с температурой) смещений нуля, усилитель DDPCA-300 оснащен потенциометром для нивелирования нежелательных сдвиговых токов и для обнуления базовой линии.

Рисунок 2: Дрейф базовой линии усилителя при долговременных измерениях

Исследование характеристик устройства путем подачи напряжения смещения

Очень высокая чувствительность DDPCA-300 может использоваться в приложениях с низким уровнем токов, таких как исследование характеристик высокоомных полупроводников (например, MOS или JFET) или устройств на квантовых точках. Регулируемое напряжение подается непосредственно на вход усилителя для смещения тестируемого устройства. Изменение напряжения смещения вручную или через дистанционный интерфейс в диапазоне ± 10 В позволяет характеризовать тестируемый образец для различных напряжений смещения. Для приложений, не требующих напряжения смещения, такого как измерения фототока или контроля пучка в области физики частиц, напряжение смещения может быть легко отключено.

Технические характеристики усилителя DDPCA-300 компании Femto:

*Значения ширины полосы пропускания, времени нарастания и шумовых характеристик. указанные в таблице выше, достигаются при установке фильтра низких частот на полную полосу пропускания.Более низкие значения шума могут быть достигнуты путем установки фильтра нижних частот на 0.7 Гц или 0.1 Гц. Минимальный шум 0.4 фА достигается при коэффициентах усиления 10¹² и 10¹³ В / A с фильтром нижних частот, установленным на 0.1 Гц.

Смещение нуля регулируется потенциометром. Индикаторы перегрузки: светодиод и цифровой выходной сигнал управления. Вход защищен от импульсных шумов ± 2 кВ. Выход защищен от короткого замыкания. Источник питания подключается с помощью 3-х контактного разъем Lemo^®. Устройство снабжено соединительным разъемом. Дополнительный источник питания PS-15 в качестве опции.