分布电容对微电流放大器响应性能影响分析及实验研究!.pdfVIP

第36卷第12期 核电子学与探测技术 V01．36No．12 NuclearElectronicsDetection Dec． 2016 2016年12月 Technology 分布电容对微电流放大器响应性能影响 分析及实验研究 张修太1，姚琏1，龚克2 (1．安阳工学院电子信息与电气工程学院，河南安阳455000； 2．信阳师范学院物理电子工程学院，河南信阳464000) 摘要：本文分析比较了基本放大电路、T型反馈放大电路、高频补偿T型反馈放大电路和并联补偿 放大电路四种微电流放大电路的响应特性。研究了转移电阻和布线引入的分布电容对放大电路增益和 响应速度的影响。探讨了影响微电流放大器的稳定性、可靠性因素以及提升放大器的稳定性和可靠性 的措施。对并联补偿放大电路脉冲响应的时闾常数进行了测试，测试结果为80灿。理论分析和实验研 究表明，并联补偿放大电路具有增益大、响应速度快等优点，稳定性好，可靠性高，在离子迁移谱中具有 良好的应用前景。 关键词：微电流放大器；响应速度；T形反馈；高频补偿；并联补偿 722．7 中图分类号：TN 文献标志码：A 文章编号：0258-0934(2016)12．1205-05 在离子迁移谱中，需要使用微电流放大器 路的响应速度。在设计放大器电路板时布线引 对微弱电流信号进行放大和转换。迁移管输出 入的分布电容也会在一定程度上使放大器的时 电流在pA级，要求电流放大器的放大倍数在 间常数加大。同时，分布电容的温度稳定性差， 108 V／A以上。输入输出信号是近似正态分布 直接影响着放大器放大性能的稳定性。为解决 的脉冲信号，信号的半高宽在0．3～1ms之 这些问题，对几种放大电路进行了分析，并进行 间旧J，要求放大器的时间常数达到100 Us以 了实验研究。通过研究发现并联补偿放大电路 下‘1一引。 具有响应速度快、参数稳定的优点，可以可靠应 信噪比在20dB以上，最小输入信号在lO 用在离子迁移谱、质谱、光电检测等微电流信号 pA以下。利用基本的比例运算放大器容易实 放大和检测领域。 现大的增益，但是在用基本比例放大电路实现 微电流的大增益放大时，要使用大电阻。引入 1基本放大器响应特性分析 的大电阻具有分布电容效应，直接影响放大电 在高增益的微电流放大器中，完成电压电 流转换的电阻与分布电容构成的RC网络会造 收稿日期：2016一11—24 成信号滞后，从而使得放大器的时间常数增大。 基金项目：毫米波基片集成介质谐振器天线研究 基本放大器电路如图1所示，其中尺，为反馈电 。 阻，Cr是尺r伴随的分布电容，即电阻R，电容效 作者简介：张修太(1971一)，男，河南范县人，副教应的等效电容。电路的闭环传递函数如式(1) 授，硕士，主要从事检测与控制、嵌入式系统应用方 所示。 面的研究。通信作者：姚琏(1964一)，男．河南安阳 ，，． 1 人，副教授，主要从事检测技术及传感器应用方面的 A(5)2予一R，南 研究，E—Mail：yaoHanay@yahoo．com．c