[发明专利]一种用于交流特性检测的超高电阻值测量电路及装置

说明书

本发明公开了一种用于交流特性检测的超高电阻值测量电路及装置，该电路包括为测量电路产生基准正弦波电压信号的电压信号产生电路和用于放大测量电路电流信号的信号放大电路；信号放大电路包括运算放大器和连接在运算放大器上的负反馈电阻，所述负反馈电阻的阻值为10G欧姆至1000G欧姆，所述运算放大器的电流噪声小于等于1且输入偏置电流小于等于1pA。其在交流测量基准电路下，通过对放大电路进行改进，可实现对高阻值的快速测量，且可以实现对测试样品阻值在频域的扫描测量，帮助研发设计人员对被研究放大装置在频域的寄生参数快速分析。

技术领域

本发明涉及电阻测量装置领域，更具体的说是涉及一种用于交流特性检测的 超高电阻值测量电路及装置。

背景技术

1GΩ以上的超高电阻值测量装置是一种在较低电压下测量 pA 到 fA 级超微弱电流从而测量出超高阻值的装置，广泛应用于光电传感器、电化学、压电材料等 领域，其对传感器电路设计、工艺研发、材料特性检测等研究工作具有不可或缺 的重要作用。以红外光电传感器为例，由于需要将 fA 级超微弱的光电流放大到 ADC 等后续处理电路所需要的 mV 级信号，需要在跨阻电路中使用超过 1G 欧姆的 反馈电阻，有的甚至达到 100G 到1T 的电阻值。如此巨大的反馈电阻值，将使传 统 PCB 工艺和设计各个环节中的微弱漏电流和寄生电阻不可忽略，常见的三种不 可忽略的寄生电阻为：1、电特性材料本身寄生电阻；2、PCB 板和其贴装工艺中 产生的寄生电阻；3、运放等元器件本身的输入阻抗。因此需要超高阻检测电路 和仪器对设计研发中的各个环节进行寄生参数测量和设计调整，以使光电传感器 达到快速稳定工作状态和最佳信噪比。

目前市面上所销售的超高阻测量仪都是以直流微电流信号检测为准，通过较 长的检测时间来达到低噪声高灵敏度的测量水平，但只能检测直流信号，即只能 检测寄生电阻在直流电压下的阻值。而对于红外光电传感信号放大领域来说，需 要对微弱的交流信号进行放大和处理，比如民用产品需要在 1 到 10HZ 交流信号 下进行处理、军用产品需要几十 HZ 到上百 HZ 交流信号下进行处理；而各种寄生 电阻在直流、交流、以及不同的频率点下存在不同的电阻阻值特性。因此市面的 直流超高阻检测仪器不能完全满足红外光电传感器放大系统研发领域的要求。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供一种用于交流特性检测的超高电阻值测 量电路及装置。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于交流特性检测的超高电阻值测量电路，包括为测量电路产生基准正 弦波电压信号的电压信号产生电路和用于放大测量电路电流信号的信号放大电 路；

所述信号放大电路包括运算放大器和连接在运算放大器上的负反馈电阻，所 述负反馈电阻的阻值为 10G 欧姆至 1000G 欧姆，所述运算放大器的电流噪声小于等于，且输入偏置电流小于等于 1pA。

本方案采用交流电压信号代替传统的直流电平信号作测量基准信号，实现了 只能测量直流信号下的样品电阻值向可以测量交流信号下的电阻值的提升。在交流测量基准电路下，通过对放大电路进行改进，可实现对高阻值的快速测量，且 可以实现对测试样品阻值在频域的扫描测量，帮助研发设计人员对被研究放大装 置在频域的寄生参数快速分析。

一种用于交流特性检测的超高电阻值测量装置，包括壳体、与壳体可拆卸连 接的屏蔽壳、集成有上述测量电路的电路板、连接在电路板上且置于屏蔽壳内的 测试样品插座。现有的直流微电流测量装置使用长电缆链接测试盒结构，该测试 系统结构复杂且制造成本高；本测量装置采用上述一体式结构封装，代替了传统 长电缆链接测试盒的结构，简化了测试系统的结构和制造成本，大大降低了测试 系统的价格和研发成本。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：