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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：2017-09-18 09:16来源：电子技术应用网

摘要：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。

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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