测验体系中任何额定发生的电流都会加到被测电流中去而引起差错。这种电流可以在内部发生,如仪器的输入偏置电流;也可以从外部而来,如来自绝缘子和电缆。以下将评论各种电流发生原因。
1. 偏置电流
偏置电流可以在仪器内部发生(输入偏置电流),也可以由外部电路发生(外部偏置电流)。
① 输入偏置电流
当输入端开路时,抱负安培计的读数应当为零。但是,实践的安培计在输入端开路时的确有一些小的电流。这种电流称为输入偏置电流,是由有源器材的偏置电流以及流过仪器内部的绝缘子的走漏电流所引起的。皮安计、静电计和SMU中发生的偏置电流在仪器的技术指标中给出。输入偏置电流叠加到被测电流上,所以外表丈量的是两个电流之和: IM = IS + IOFFSET
输入偏置电流可以通过盖上(capping)输入衔接器并挑选最低的电流量程来决议。用大约5分钟的时间使仪器到达安稳,然后读取读数。该读数应当在仪器的技术指标之内。
从丈量成果中减去输入偏置电流的另一种办法是运用安培计的相对(REL或ZERO)功用。在开路的状况下使读数到达安稳,然后翻开REL功用。树立REL值今后,今后的读数就都是实践输入值和该REL值之差。
②外部偏置电流
外部偏置电流可以由与安培计相连的绝缘体上的离子沾污发生。这种偏置电流也可以由冲突电效应和压电效应等原因在外部发生。如图2- 18所示,外部偏置电流也加到源电流上,外表显现的也是这二者之和。
外部偏置电流可以用仪器的电流按捺功用(假如有此功用的话)来消除,也可以用一个比较安稳、安静的外部电流源来消除,如图2-19所示。选用这种办法时,外表丈量的电流为: IM = IS + IOFFSET – ISUPPRESS
假如IOFFSET和ISUPPRESS巨细持平、极性相反,则: IM = IS
选用外部电流源的优点是IOFFSET可以等于乃至大于仪器满量程之值,只需IOFFSET – ISUPPRESS 比较小即可。
2.冲突电效应
冲突电电流是由导体和绝缘体之间冲突发生的电荷生成的。这时,冲突引起自由电子脱离导体,发生电荷不平衡,然后发生电流。
“低噪声”电缆能大大下降这种效应。这种电缆一般运用聚乙烯的内层绝缘层,并在外层屏蔽的下面涂敷以石墨。石墨可以起光滑效果,并构成导电的等电位圆柱体,以使电荷平衡并尽量下降由电缆运动的冲突效应所发生的电荷。但是,在遭到振荡或弹性效果时,即使是低噪声电缆也会发生一些噪声。所以,一切的衔接都要尽量地短,防止温度改变的影响(温度改变会发生热膨胀力),并且最好将电缆固定在不振荡的外表,如墙面、桌面或其它结实的结构上。
有多种办法可以处理运动和振荡的问题:
* 消除与振荡源的机械耦合。马达、泵和其它的电机设备都是常见的振荡源。
* 使测验夹具安稳。可靠地固定或绑扎电子元件、导线和电缆。屏蔽应当可靠、完善。
冲突电效应也或许在其它绝缘体和导体相互触摸冲突时发生。所以在构建测验夹具和进行弱电流及高阻抗衔接时,尽量削减绝缘体之间及导体之间的触摸也是很重要的。
3.压电效应和贮存电荷效应
某些晶体资料用作绝缘端子和衔接件时,若向其施加机械应力,就会发生压电电流。在某些塑猜中,电荷的贮存使该资料的性质类似于压电资料。压电绝缘体的端子示于图1。
为了尽量减小这种效应发生的电流,重要之点在于消除绝缘子上的机械应力并运用压电效应和贮存电荷效应最小的绝缘资料。
这种效应和金属板与端子之间的%&&&&&%改变无关。因为电荷的运动发生了电流。
在实践工作中,区别贮存电荷效应(在绝缘体中)和压电效应或许是恰当困难的。不管对哪种现象,挑选很好的绝缘资料,并使衔接结构尽或许地结实都是很重要的。
4.污染和湿度
当离子化学物质在电路板上的两个导体之间生成弱的化学电池时,电化学效应就会发生差错电流。例如,常用的环氧树脂印制电路板,假如没有彻底地清洗掉腐蚀加工用的溶液、焊剂或其它的污染物,就能在两个导体之间发生几个纳安的电流(见图2)
高湿度和离子污染可以大大下降绝缘电阻。在发生结露或水吸收的状况时,就会呈现高湿度,而离子污染则或许由人体的油脂、盐分和焊剂等发生。
这些污染的首要成果是下降绝缘电阻。在高湿度和离子污染的两层效果下,还能构成导电通路,乃至可以构成具有高串联电阻的化学电池。这种状况下构成的电池可以在很长的时期内输出皮安或纳安级的电流。
为防止污染和湿度的影响,应当挑选抗吸水的绝缘资料,并将湿度保持在恰当的水平。并且,还要保证一切的绝缘体清洁、不受污染。
假如绝缘体遭到污染,可运用清洁的溶剂,如甲醇来清洗一切的互连电路。重要之点是在污染物溶解到溶剂中今后,将其彻底冲净,使之不再堆积下来。清洗时只能运用纯洁的溶剂;低等级的溶剂或许含有污染物,清洗后会留下电化学薄膜。
5.介电吸收
在绝缘体上施加电压时,因为各种极性分子以不同的速率运动,使得绝缘体内部的正、负电荷发生极化,这时绝缘体内就会发生介电吸收现象。当撤去电压时,这些别离的电荷在重新组合时会在与绝缘体相连的电路中发生衰减的电流。
为了尽量减小介电吸收对电流丈量的影响,防止向进行活络电流丈量时所运用的绝缘体施加大于几伏的电压。在实践工作无法防止这种状况时,或许需求通过几分钟、有时乃至几个小时,介电吸收引起的电流才会散失。