比像素级还精细的电流水平上出现了这样一款放大器

时间:2019-09-11 08:41:52 分享到:

你所知道的最小电流单位是什么?毫安?微安?可能还有人能说出皮安。如果说飞安,有多少人会听过。飞安是10的负15次方安培,相当于皮安的一千分之一。现在最火的 OLED 屏,每个像素点的电流大约是一个皮安,也就是说,一千飞安才能点亮一个像素点。
 

这样精微的电流,还有器件能检测吗?有的,那就是 ADI 的最新的静电计级运算放大器 ADA4530-1,专为分光光度计、色谱仪、质谱仪等精密设备打造。
 

经典款的新升级
 

ADA4530-1 的诞生,是为了替换一款已经活跃了30年的产品:AD549。
 

AD549的最小偏置电流是60飞安,已经是一个很优异的表现了。要知道,在这类器件最经典的应用场景中,输出电流最小也就是皮安级的。
 

AD549很优秀,但不是完美的,它有个缺点,就是没有 ESD 二极管。一般的放大器芯片内部,都会在输入和输出端加上两个二极管,防止 ESD(静电释放)。但是,“ AD549的偏置电流只有60飞安,如果加上了 ESD 二极管,就会有一个反向漏电流产生,降低整个芯片的偏置电流”,ADI 公司线性产品部应用工程师郭剑说,“这样就导致 AD549 的 ESD 只有1000V,让很多用户感到为难。”
 

于是,也就有了这颗 ADA4530-1。与 AD549 最大的不同是,它没有采用传统的 J-FET 工艺,而是用了数字电路经常使用的 CMOS 工艺。新工艺让 ADA4530-1 可以集成了大量二极管,其 ESD 也就提升到 4000V 的水平。同时,ADA4530-1 内部还增加了反冲器并采用创新的电路,规避了因为引入二极管而导致的漏电流增加的问题。

 


 

在25-85℃度温度区间,ADA4530-1有最大20飞安的偏置电流水平,这是业界目前的最高水平。即使到了125℃,偏置电流仍能保证最大250fA。ADI 会对所有芯片进行出厂测试,保证偏置电流指标满足25fA(-40℃~+85℃)和250fA(-40℃~+125℃)的标称值。下图是 ADA4530-1 与两款前代产品(包括 AD459)的全面比较,可以看出其各项指标都有大幅提升。
 

一款评估套件解决了老用户的顾虑
 

优秀的器件有着无可挑剔的表现,但是客户在选用的时候依然会犯难。
 

“他们一是想直观地看到器件对系统性能有多大的提升,二是他们将面对设计的困难,因为这个器件能处理如此微弱的信号,PCB 布线和 PCB 材质选择,以及生产工艺,这些都会带来极大的挑战。
 

这款评估套件由电流输入转换板、电压输入缓冲板、引脚转换板和数据采集板组成,可以涵盖光度计、气相色谱仪、火焰离子化探测器、pH 计等科学分析仪器。
 

 

“电流输入转换板采用了插拔式设计,可以方便客户选用不同型号的光电池,还有不同的接口来应对不同的场景”,“不同的应用场合,ADA4530 所设置的电阻阻值不一样,会从 1M 欧到 1G 欧,因此插拔式设计可以非常方便灵活的更换电阻,评估不同的场景下 ADA4530 对微弱电流的转换效果。”
 

整个评估套件的 PCB 保护环设计可以降低漏电流带来的影响,电压输入缓冲板可以应对高阻抗应用的需求。
 

最为关键的一点,AD549 是30年前的产品,封装工艺以及供电电压与 ADA4530 大不相同,两者无法直接兼容,这也是很多老用户的顾虑所在。“为此,设计了引脚转换板,按照 AD549 的管脚做了一个转换,并且在板上供电电源进行了兼容性改动,这样,用户就可以直接在原来使用 AD549的产品上直接评估 ADA4530”。

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