ADA4531 fA级静电放大器

 

■ 静电计放大电路

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ADA 4530是一款ADI公司出品的低偏置电流的放大电路。根据手册数据：它的偏置电流大约在20fA左右。因此它可以用于很多高组口跨阻放大电路。

^{▲ ADA4530静电计放大电路}

下面是在TB上购买到的基于ADA4530的放大电路模块。在金属屏蔽盒中就是一块ADA4530IC芯片。其中，在输出到返现输入之间跨接一个10G欧姆的电阻。$R_f = 1 \times 10^{10} \Omega$Rf​=1×1010Ω。所以输出电压$U_O$UO​与输入电流$I_{IN}$IIN​之间的关系为：

因此，输出电压每伏对应100pA，每mV对应100fA的电流。

^{▲ ADA4530 飞安级别的静电计放大电路}

ADA4530-1是一款fA级 (10−15 A) 输入偏置电流运算放大器，适合用作静电计，同时集成了保护环缓冲器。其工作电压范围是4.5 V至16 V，可采用常规5 V和10 V单电源以及±2.5 V和±5 V双电源系统供电。

该器件提供超低输入偏置电流，并且在25°C和125°C下对输入偏置电流进行过生产测试，以确保器件达到用户系统的性能目标。集成式保护环缓冲器用于隔离输入引脚以防受到印刷电路板 (PCB) 漏电流的影响，而且能减少电路板元件数，简化系统设计。ADA4530-1采用工业标准8引脚SOIC表贴封装，独特的引脚排列经过优化，可防止敏感输入引脚、电源和输出引脚之间的信号耦合，同时简化保护环走线的布线。

^{▲ 输入偏置电流与温度之间的关系}

ADA4530-1还具有低失调电压、低失调漂移、低电压噪声和电流噪声特性，适合要求极低漏电流的应用。

为使系统的动态范围最大，ADA4530-1具有轨到轨输出级，在10 kΩ负载下，其通常可驱动至供电轨的30 mV范围内。

^{▲ ADA4530 内部结构等效电路}

 

01实验测量

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对于一款声音传感器的静电进行放大。手靠近声音传感器前面，可以看到经过放大之后，输出电压出现明显的变化。

^{▲ 对声音传感器的静电放大}

在声音传感器前点打火机，会引起输出的变化。

^{▲ 在声音传感器前点打火机，引起输出电压的变化}

^{▲ 使用打火机对金属丝进行点燃引起变化}

对 放射源烟雾传感器 的放射源进行电荷放大。输出电压大约是300mV，对应大约30uA的电流。
这说在在放射源核心大约有30uA的电子输出。

^{▲ 对放射性烟雾传感器的核心电流进行放大}

 

※ 结论

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ADA4530是一款静电计放大电路。通过对一些典型的电荷放电现象进行实验，验证了该放大模块的功能。

特别是对于放射性烟雾传感器核心放射源电流的检测，令人神奇的是看到了大约30uA的电流。这个现象需要进一步与该传感器的基本参数进行核对。

在该放射源的标签上给出的29.6kBQL，对应的大约是4.74fA，远远小于30uA的电流。这是命每一次放射事件，大约会产生10000以上的电空气电子释放，这样，所产生的空气电流就大约是30uA左右了。