Para un electrómetro altamente sensible, uno no solo necesita alta resistencia sino también una capacitancia realmente pequeña para lograr cierto comportamiento de CA, por ejemplo. estabilidad del opamp.
La siguiente figura muestra un ejemplo típico de un circuito de electrómetro con un indicador de operación y se puede extraer de este Nota de aplicación de Analog Devices .
Estoesigualalsiguientecircuito.
simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab
Los valores dados en los esquemas y los cálculos de presupuesto de ruido que hice, dan como resultado un rango de salida (en el peor de los casos, \ $ T_A = 25 ° C \ $) desde \ $ 320 \, µ V \ $ (piso de ruido) hasta \ $ 3.3 \, V \ $ cuando se usa una fuente de alimentación dual (\ $ V _ + = 3.3 \, V \ $ y \ $ V _- = - 3.3 \, V \ $). Según la simulación, un ancho de banda de \ $ 3 dB \ $ de \ $ 530.52 \, Hz \ $ funciona bien para una pulsación de la señal de entrada con \ $ 200 \, Hz \ $. La idea es eliminar el ruido por debajo de esta frecuencia a medida que mezcla su señal de \ $ 0 \, Hz \ $ a un mayor \ $ f_ {IF} \ $. El ancho de banda del sistema se determina principalmente (o de un POV ideal determinado únicamente) por el condensador de realimentación y se puede calcular con
$$ f_ {3dB} = \ frac {1} {R_f C_f 2 \ pi} $$
Por lo tanto, la capacitancia necesaria está en el rango femtofarad (\ $ 30 \, fF \ $). Ahora mi pregunta es si tiene una ruta de retroalimentación (vea la imagen), donde desea evitar las impedancias de acoplamiento (en algún lugar fuera de esta ruta de baja corriente) de cualquier tipo (usa todo tipo de técnicas de protección sofisticadas, por ejemplo, a través de cercas) ¿Diría usted que es legítimo utilizar una tapa de pcb integrada y de fabricación propia? Ya sabes, básicamente, dos platos en TOP y ABAJO.
Me refiero a los cálculos que dicen que para \ $ 30 \, fF \ $ necesita dos placas con un área de aprox \ $ 1.153 \, mm ^ 2 \ $ cuando usa FR4 (\ $ \ epsilon_r = 4.7 \ $) y una PCB con \ $ 1.6 \, mm \ $ espesor.
Así que tienes
$$ C = \ frac {\ epsilon A} {d} $$
que se puede reescribir como
$$ A = \ frac {C d} {\ epsilon} $$
Si lo tengo correctamente, puedes dibujar dos cuadrados en el PCB en ambos lados, cada uno de ellos tiene las siguientes dimensiones $$ \ sqrt {A} \ cdot \ sqrt {A}. $$
Conclusión: ¿Puedo usar una capacitancia incorporada al trabajar en el rango femtoampere (SÍ \ $ 10 ^ {- 15} \ $ A) o me estoy perdiendo algo aquí? Es muy difícil obtener capacitancias tan pequeñas, por lo que se debe usar un capacitor integrado.