[发明专利]一种用于测试设备的nA级电流测量系统

说明书

本发明公开了一种用于测试设备的nA级电流测量系统,本发明具有成本低、精度高、体积小、易扩展的特点。本发明包括电流采样电阻电路、运放电路、模拟数字装换器、控制器及通信电路、电源电路；所述运放电路的信号输入端与所述电流采样电阻电路相连接，所述运放电路的信号输出端与所述模拟数字装换器的信号输入端相连接，所述模拟数字装换器的信号输出端与所述控制器及通信电路相连接，所述电源电路为所述运放电路和所述模拟数字装换器提供电源。本发明应用于测试设备的nA级电流测量系统的技术领域。

技术领域

本发明涉及一种电流测量系统,特别涉及一种用于测试设备的nA级电流测量系统。

背景技术

穿戴医疗产品，无线通信产品，无线传感器产品飞速发展，待机时间影响着产品的市场竞争力，降低功耗是各大产品的发展方向。为了确保产品质量，工作模式（mA级别）、待机模式（μA级别）、休眠模式（μA级别）、出货模式（nA级别）的电流测量一直是IQC/ICT/FCT设备中不可缺少的组成部分。

同时，国家正在大家发展芯片产业，芯片测试设备中有大量的nA级待机电流、漏电流需要测试。

此外，随着光学元器件（距离传感器、人脸识别传感器等）的大规模应用，光学检测设备需求量大增，而PD光电二极管是光学元器件检测最常用的方法，通过测量PD的电流来计算出光学参数。

另外，随着生物电/电化学技术的发展，现在越来越多的电化学传感器、生物电传感器、材料分析传感器都通过微弱电流来表征外部信号，这就需求更多的nA级电流测量方案来分析传感器输出信号，从而得出准确结果。

可见，对于nA级电流的测量目前采用的技术如下

1、使用DMM，如Keysight 34465A来完成nA级别电流测量；

2、使用Picoam Meter，如Keithley 6487-901-01来完成nA级别电流测量；

3、使用SMU，如Keithley 2601B 来完成nA级别电流测量；

4、使用半导体测试仪，如Keysight B1500A来完成nA级别电流测量。

使用上述nA级电流的测量技术具有如下缺点：以上四种方案都是使用标准仪器，成本高，价格动辄几万甚至十几万，很难在批量生产的设备/平台中广泛应用；同时测试效率低，通过GPIB/USB/TCP和上位机通信，测量一个电流至少需要0.5S；而且体积大，集成度低，不适合在电子产品测试设备中使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种用于测试设备的nA级电流测量系统,所述用于测试设备的nA级电流测量系统具有成本低、精度高、体积小、易扩展的特点，用于替代标准DMM表/Picoam Meter/SMU/半导体测试仪，解决这些标准仪器成本高，测试效率低，体积大，集成困难等问题，从而广泛应用于电子/芯片测试设备中，准确测量微弱电流参数，保证产品质量。

本发明所采用的技术方案是：本发明包括电流采样电阻电路、运放电路、模拟数字装换器、控制器及通信电路、电源电路；所述运放电路的信号输入端与所述电流采样电阻电路相连接，所述运放电路的信号输出端与所述模拟数字装换器的信号输入端相连接，所述模拟数字装换器的信号输出端与所述控制器及通信电路相连接，所述电源电路为所述运放电路和所述模拟数字装换器提供电源。

进一步，所述电流采样电阻电路包括第一继电器、第二继电器、第一采样电阻、第二采样电阻，所述第一采样电阻和所述第二采样电阻并联设置，所述第一采样电阻和所述第二采样电阻均与所述第一继电器串联，所述第一采样电阻和所述第二采样电阻均与所述第二继电器并联。

进一步，所述运放电路采用两片型号为MAX4239的集成电路芯片连接进行两级放大。