Piso y ruido de TIA de baja pA

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Actualmente soy un estudiante de EE / Física que realiza una investigación de microscopía de exploración de túneles en mi universidad local. Para futuros experimentos, sería útil emplear un preamplificador de mayor ganancia que el que tenemos actualmente, y dado que otros grupos los han creado, estaba pensando en hacer lo mismo.

Esperamos medir las señales de corriente desde aproximadamente 0.05-10pA desde DC hasta unos pocos kHz (aunque es bienvenido más ancho de banda con un bajo ruido de fondo), que requiere una ganancia de transimpedancia del orden de 0.1-1 teraohm. Esto ciertamente parece posible como se hizo En la Universidad de Florencia (circuito a continuación), así como en varios otros documentos. Algunas otras topologías se presentan aquí .

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Pude realizar un análisis de ruido del circuito en LTspice, pero no estoy seguro de cómo traducir el espectro de uV / rtHz vs frecuencia en un valor promedio para piso de ruido, ya que parece explotar a Baja frecuencia con ruido 1 / f.

Además, el LTC6268 parece tener un sesgo de entrada muy bajo y características de ruido razonables, por lo que estaba considerando usarlo en lugar de lo anterior en la primera etapa.

    
pregunta DMilden

2 respuestas

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Mirando el ruido de baja frecuencia (0,1 a 10 Hz) del AD549J y el LTC6268, diría que el AD549 es superior a 4 uVp-p. El LTC6268 tiene un ruido de 13 uVp-p. Por lo tanto, es algo a lo que debe desconfiar si está considerando un cambio.

Para el ruido de la corriente de entrada a bajas frecuencias, no parece que se indique nada que esté muy por debajo de 10 MHz para el LTC6268 y eso sería una preocupación. El AD549 es 0.7 fA RMS de 0.1 a 10 Hz en comparación.

Creo que el LTC6268 es más adecuado para aplicaciones de fotodiodos de alta velocidad y no para aplicaciones de baja frecuencia como la medición de haz de iones.

    
respondido por el Andy aka
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1 / f El ruido es un problema real en las aplicaciones de baja frecuencia, a alrededor de 10Hz aumenta hasta alrededor de 0.01Hz o 0.001Hz y representa la mayoría del ruido en los amplificadores y la electrónica.

Esto es difícil porque está en tu frecuencia de interés y no se puede filtrar.

Si el ruido 1 / f es un problema, use un amplificador de corte. Sin embargo, es posible que no tengan las características de ganancia de bucle abierto y las características de corriente de polarización de entrada que necesita. No creo que ninguno de los principales fabricantes tenga una característica de corriente de polarización de entrada que cumpla con sus requisitos bajos.

Sin embargo, hay una compañía que fabrica amplificadores de baja ganancia y bajo ruido de alta ganancia y baja impedancia llamados Nanovolt EM Amplificadores sin ruido 1 / f e impedancia de entrada TΩ. Pero son caros.

    
respondido por el laptop2d

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