Cómo hacer un sumidero de corriente constante en el rango pA-nA

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Tengo la tarea de hacer un SINK actual constante para un dispositivo de prueba. Debe generar 4 valores separados, -10pA -100pA -1nA -10nA. Necesito que la corriente dure por lo menos 10-20 segundos, preferiblemente hasta 100 segundos si es posible. Estos valores actuales son muy pequeños, por lo que no podré usar un espejo de corriente simple con transistores.

La razón por la que necesito hacer este dispositivo es que tiene que ser mucho más pequeño que un instrumento de banco de pruebas, creo que en una computadora de mano, y solo necesita trabajar para esos valores actuales específicos. Tampoco conozco la carga, esta es una fuente, ¿no debería importar?

Hasta ahora, todo lo que he encontrado es usar una rampa de voltaje para cargar un capacitor (Ic = C dv / dt) para que pueda emitir la corriente. Yo usaría un interruptor mecánico para cambiar el valor de la capacitancia de modo que el tiempo de rampa permanezca igual y la corriente se pueda cambiar entre los 4 valores. La forma de onda tendría que ser un diente de sierra para volver a subir en 1 segundo. No sé cómo hacer un diente de sierra o realmente cualquier rampa de tensión y necesito que sea lineal para obtener la corriente adecuada de la tapa.

Por favor, dame alguna sugerencia y haz preguntas sobre cualquier otra cosa que olvidé decirte, me gustaría resolver esto pronto.

EDITAR: es de esperar que sea un poco más claro

    
pregunta Alex K

2 respuestas

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Lineal tiene un Nota de aplicación de la Fuente de corriente bidireccional de precisión Nanoamp que puede ser de su interés.

Figura 1. Este circuito genera y hunde solo nanoamps de corriente con precisión debido a la baja corriente de polarización de entrada de los amplificadores operacionales CMOS. Un amplificador de diferencia con amortiguador y un integrador fuerzan el voltaje a través de un resistor de 10 megaohmios para ser 1/1000 del voltaje de entrada de control en cualquier polaridad.

Es difícil decir si esto es adecuado para su aplicación debido a la falta de información suministrada. Tiene la ventaja de no requerir ningún generador de rampa o condensadores de precisión.

    
respondido por el Transistor
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Considera esto

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Suponga 0,5 voltios Vbe para Ic = 1uA, para X = 1 área del emisor. Suponga que el N (factor de idealidad del diodo) permanece en 1, luego a 10 pA, o 100,000 por debajo de 1uA, el Vbe será inferior en 0.058 voltios por década * log10 (100,000) o

Vbe (10pA) = 0.500 - (0.058v * 5) = 0.500 - 0.290 = 0.210 voltios

cuál sería la Vbe de Q1. Suponiendo que los dos transistores son ambos del área x1 (siguen siendo del mismo tamaño), Vbe de Q2 sigue siendo de 0,5 voltios. La base de Q1 está a 0.500 voltios, y el emisor de Q1 es de 0.290 voltios. Que 0.290 voltios se encuentra en la resistencia R1 de 10MegOhm desde el emisor hasta la GND. La corriente a través de R1 es 100 nanoAmp / voltio o 29 nanoAmps.

Necesitamos reducir esa corriente en más de 1,000X, a sus 10picoAmps solicitados.

Una forma de llegar es usar un divisor resistivo entre la parte superior de Q1 y la base de Q2. Pero eso es un kluge.

Parte del desafío, para cualquier precisión, es 10pA * 10MegOhm es 1e-11 * 1e + 7

o 1e-4 = 100 microVolts.

Así que estoy pensando que puedes usar los OpAmps para generar la corriente de 1nanoAmp, y alimentar eso en el 100: x actual splitter-splitter, por lo tanto

simular este circuito

Aquí está la teoría y los ejemplos Widlar Current Mirror. Quizás útil.

enlace

    
respondido por el analogsystemsrf

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