這個文章因為寫了時間很久了，思路我已經(jīng)連不住了，所以發(fā)出來。
先說明，這文章是小電流！??！電流的檢測，不要和電壓混為一談。
微小的電流測量，這個測量的限度在哪里呢？對于科學(xué)永無止境，但是對我來說，有盡頭，目前是nA的級別，再往高噪音問題可能就有點難了。
首先給出這個數(shù)量級別，別迷失了自我
這里提前給出文章中頻繁出現(xiàn)的名詞：
靜電計和納伏表的特性不同，所以這兩種儀器對運算放大器的要求也有所不同。靜電計電壓表使用的運算放大器，最重要的特性是低輸入偏置電流和高輸入阻抗。納伏表輸入前置放大器的最重要的要求，則是低輸入噪聲電壓。
一切輸入電流都代表誤差。對電流測量來說，信號電流變成測量儀器的輸入電流，然而在未向儀器的輸入端加入信號電流時，總是存在某些背景電流，這種不希望的電流就是儀器的輸入偏置電流常常也稱為偏置電流。
我看了這么多文章和試驗，歸結(jié)出來一些步驟和難點。另外之前還有一篇：小電流測量雜談，這篇文章呢，其實現(xiàn)在看，確實是不咋地，建議別看。前面的部分思路不對。
現(xiàn)在的微弱電流測量呢，就是倆派，積分派和反饋電阻派。
這是蘇醫(yī)所的一個文章里面的框圖，這里面就是積分派
但是OP使用的是ADA4530，但是看這里實物是電阻派
但是這里我要多嘴一句了，這個模塊怎么看著：
hhhh，不是他撒謊，就是我看錯了
這個是一個市面上的一些反饋電阻
還有一些論文里面是沒有，這個反饋電容是沒有的
有三個作用，穩(wěn)定性，帶寬限制，降低寬頻帶噪音。
這個電容的算法在三個地方出現(xiàn)
我先給出一個，如果寫在下面有，我加上來
專業(yè)點的資料看的是吉利時的測量手冊，出名的1pA測量，ADI的ADA4530-1，我以前寫過的Power Profiler Kit II NRF-PPK2 電流測量工具，剩下就是唐老師的視頻了，其次還有JLC的一個項目。還有一些不知名的小文章，小論文，我一時之間也難也說明，但是都衷心感謝。
注意這里面的1pA的這個文章最平易近人，而且，里面也是最詳細(xì)的論述，注意要看的是博客園的，這篇是最全面的，然后也是推薦了非常多的書，值得一看?。?！
這里本來是有個鏈接的，但是好像我沒有加。
因為這么小的電流肯定不會是純模擬的工作，要有OP的介入，所以，這里就引出來了第一個點就是運放的選擇。就兩點，Ib小，Vos小就行。其實這樣的運放很多的，不算很難挑。
比如下面這個ADI的，參數(shù)就還可以，pA級別的，那么可以測量nA以上的，一般就是100倍這樣的樣子。然后這個Vos呢，其實在多數(shù)的里面也不怎么去調(diào)零。
AD825
TI的確實是參數(shù)好看，所以大多數(shù)的時候，TI的也更好一些
下面有兩個電路的拓?fù)洌侵v不同德配置有什么影響，可以去看上面寫的手冊。
這種的叫分流
低阻值電阻器比高阻值電阻器準(zhǔn)確度高，其時間和溫度穩(wěn)定性及電壓系數(shù)等性能都更好。其次，低阻值電阻器降低了輸入時間常數(shù)，使儀器的響應(yīng)時間更短。為了盡量降低電路負(fù)載，安培計的輸入電阻（ RS）應(yīng)當(dāng)很小以便降低輸入端壓降（ V2）。然而要注意減小分流電阻會降低信號噪聲比。
這種的叫反饋
V1輸出電壓可以用來度量輸入電流，總的靈敏度由反饋電阻器（ RF）決定。
電路的低輸入端壓降以及相應(yīng)的快速上升時間是由高增益運算放大器實現(xiàn)的。此運算放大器迫使 V1 接近于 0。
和電壓表電路一樣,可以使用如圖 1-11 所示的組合電路來改變皮安表放大器
的增益。這里增加的 RA 和 RB 形成一個“ 乘法器” ，其輸出電壓為 V0=-IINRF（ 1+RA/RB）
這里寫的和上面的內(nèi)容有點重復(fù)，但是請再看下。
最重要的是，ib，其次也會會說Vos，但是我個人覺得，Vos如果一直比較穩(wěn)定，它某種程度就算是一個直流偏置電壓。在輸出端看就是會在原有的輸出上面有一個抬起來的效果。
另外在樂老師的文章中出現(xiàn)了這樣的字眼：熱電動勢其實主要是在微小電壓放大時才需要考慮的，而這里是微小電流放大。
即便是10G的內(nèi)阻，在帶寬B=1Hz下熱噪音電壓的有效值本身就達(dá)到了13uV，100G的噪音就更大了，這足以掩蓋任何常見的熱電動勢了，只要用常規(guī)做法即可，無需特別處理。
同樣，其它噪音或干擾電壓，如果都是微伏級別的，也無需特別考慮。由于高阻的采用容忍了更高的電壓噪音，因此運放的Vos也變得不那么重要了，只要不大于1mV，溫漂不大于10uV/℃即可，容易滿足。
樂老師的文章點出了一些超微電流的刻板印象：
A、超高阻噪音太大，盡量避免使用這個是害人最深的誤區(qū)。的確，根據(jù)熱噪音理論式，噪音電壓的平方與電阻阻值成正比，因此隨著電阻的增大，噪音也會緩慢增大，規(guī)律是電阻增大100倍則噪音增大10倍。
但殊不知，電阻的噪音還有另一個從電流方式表達(dá)的側(cè)面，電流的噪音的平方是與電阻成反比的：I = √(4*k*T*B/R)也就是說，電阻每增大100倍，電流噪音就降低為1/10。
有時真是奇怪得很，既然測試的是微電流，不計算電流噪音，反而只看電壓噪音。既然你都算出了電壓噪音，為什么不除一下電阻，得到電流噪音呢？縱觀商品的靜電計/微電流計，都是采用大電阻的方式，一般都用到100G，更有吉時利的642和6430，用到了1T，這樣才能取得0.08fA的噪音有效值和0.4fA峰峰值（有效值和峰峰值一般是5倍的關(guān)系）。
B、超高高阻質(zhì)量不好、超高阻買不到相對來說，高阻不容易做好是事實，但對比超高阻帶來的收益看，其質(zhì)量的下降沒那么大。10M的電阻還算不上高阻，這個阻值RN55D做的最好，我用100只串聯(lián)做過1G；100M的，我有一些1/4W的，也不錯；而到了1G尤其是10G，小體積的就很難做好了，因為需要一定長度的導(dǎo)電途徑，因此選那種電阻粗、刻線細(xì)的就有優(yōu)勢；到了100G就更難選一些，好在我找到了一款不錯的國產(chǎn)貨。甚至到1T，都能找到可以用的電阻。那種說高阻不好的，有可能是他用的測試表不好，或者是測試時沒有很好的屏蔽，外界干擾了測試結(jié)果，其實不一定是電阻本身不好。事實上，用氧化釕做主材的高阻可以做得相當(dāng)好，例如10G的可以做到0.05%、溫漂5ppm/C，100G的可以做到25ppm/C的溫漂，1T的可以做到0.2%。如果真有這種高阻為關(guān)鍵元件的需求，的確可以買到。
C、I-V法最好用T型網(wǎng)絡(luò)法這是一個廣泛存在的誤區(qū)，很多文獻都推崇T型網(wǎng)絡(luò)，用來回避高阻。
這個是康威電子的一個模塊，就是79的東西，放出來的東西
這個是作為一個補充出現(xiàn)
事實上，電阻的噪音的計算并非看等效電阻，而是看實際阻值。
用T型網(wǎng)絡(luò)后電阻是降下來了，但帶來的問題就是電流噪音相應(yīng)的增大，這對于超微電流測試得不償失。采納T型網(wǎng)絡(luò)方式的I-V變換，最主要的原因是對電流噪音公式的忽略或不理解。另外，推舉T型電路者還強調(diào)可以降低Ib的影響，也是錯誤的。正規(guī)的微電流計沒有一個采用T型網(wǎng)絡(luò)的，T型網(wǎng)絡(luò)只存在與不明真相的文獻中。當(dāng)然，T型電路也不是毫無是處，在對高阻有限制、電流不是很微弱、對響應(yīng)時間有要求的地方可以采用。
！?。∵@個點老師可以說是真的是老師傅的看法了，CSDN有個文章，是淘寶康威電子的文章，里面電路有一段是T型法。
D、微電流測試，難度大、需要考慮的因素多，因此需要復(fù)雜的技術(shù)事實上，微電流測試就是那么一層窗戶紙，用簡單的I-V方法一捅就破。fA級別的信號，無論如何變換和放大，最終總要轉(zhuǎn)換成電壓，何必不一步到位？那么小的電流下，采用任何其它的電路或器件，都將引入新的漏電、額外的不確定因素，為什么不用簡單的？
E、用運放做I-V轉(zhuǎn)換，性能上超不過Ib這里的性能，一般是指噪音或靈敏度。Ib當(dāng)然選小的好，但Ib不是極限，完全可以做出比Ib的實際值更好的微電流測試器。極限是Ib的噪音。說的太好了?。?！
商品靜電運放，Ib最好的指標(biāo)，也就是<10fA，有幾款已經(jīng)不生產(chǎn)了，例如ICH8500A、3430K。
目前在產(chǎn)的最好的是LMP7721，指標(biāo)是Ib<20fA。
在這里
顯然，20fA或者10fA對于超微電流還是太大了。如果我們想用這樣的運放取得1fA的性能，還是是完全可能的。
Ib大，甚至緩慢的變化（例如溫漂）都不要緊，可以調(diào)零。調(diào)零電路在微電流表里很常見，例如610C有三個調(diào)零鈕（粗、中、細(xì)），而數(shù)字表是靠數(shù)字法調(diào)零的，更簡單而不易察覺。
相反，Ib的噪音是無法克服的例如：
LMC6062的噪音是0.20fA、
LMC6001是0.13fA，
OPA128L是0.12fA，
LMP7721是0.10fA。
以上噪音的單位是√Hz，也可以認(rèn)為是帶寬B=1Hz下的噪音值。當(dāng)然，這些都是噪音的典型值，通過篩選，可以取得更小的電流噪音，因此理論上在B=1Hz下取得0.1fA的噪音是完全有可能的，這已經(jīng)遠(yuǎn)小于運放的Ib了。
看見了很多奇奇怪怪的運放
然后就是在放大的過程中，一級放大很多倍有點不現(xiàn)實，一般都是設(shè)計成多級放大，然后唐老師的課中意思是設(shè)計一個差分電路來獲取這個值，不過是前面兩個端口為G=1的緩沖。
在我沒有完全用數(shù)學(xué)理論證明好以前，我的所有話都是要自我批判的：
他的這個前提是使用4線法測量電阻，后面再說。其實是測量小電阻的做法，不過現(xiàn)在是測量了電阻兩端的電壓。
筆記記錄的比較亂，大概就是這樣
剩下的內(nèi)容其實就是PCB的布局和器件的選擇和使用上了，因為這么小的電流，任何一個支路的電流都能影響到最終的結(jié)果。
剩下的問題其實是更嚴(yán)重的事情，測試，和標(biāo)準(zhǔn)的校準(zhǔn)用的源，我的意思是，你至少要有一個可以輸出1nA的電流源來測試我的機器是正確的。
和上面的電阻搭配起來看
市面上賣的高阻電阻
電阻分壓可能是最簡單的技術(shù)
nA級別的信號，必須用大電阻來取樣。為了盡量不影響電流源，得做成跨阻。否則電壓噪聲都跟著一起放大了
我挺感謝這么一篇文章的，雖然它沒有那么多的理論計算
這個是ADI推薦的一些電路
完整的測量
一般來說，都是兩級放大的，前級的運放就負(fù)責(zé)IV轉(zhuǎn)換
同樣也給出一個光電二極管的測量電路
泄漏電流是另一種由不希望的電阻通路(稱為泄漏電阻)兩端的電壓產(chǎn)生的不希望的誤差電流，這項電流和偏置電流合在一起就是總的誤差電流。
這里的內(nèi)容是所有的書里面都要說的內(nèi)容，就是這個漏電流的保護，但是我一直沒有找到合適的解釋，但是下面這個解釋我覺得還可以，后面也給出了為什么要輸入源的電阻盡可能小的解釋。
圖程守洙《普通物理學(xué)》第二冊93頁
在普通物理中，我們又學(xué)習(xí)過：靜電平衡狀態(tài)下，空腔導(dǎo)體外面的帶電體不會影響空腔內(nèi)部隊電場分布；一個接地的空腔導(dǎo)體，空腔內(nèi)的帶電體對腔外的物體不會產(chǎn)生影響。 這種使導(dǎo)體空腔內(nèi)的電場不受外界的影響或利用接地的空腔導(dǎo)體將腔內(nèi)帶電體對外界的影響隔絕的現(xiàn)像，稱為靜電屏蔽。
圖02
對前一句“靜電平衡狀態(tài)下，空腔導(dǎo)體外面的帶電體不會影響空腔內(nèi)部隊電場分布”，可以用圖(02)來舉例表示。
圖(02)空間中原沒有空腔導(dǎo)體，但有一個勻強電場(電力線彼此平行)。然后我們在此空間中放入內(nèi)部并沒有電荷的一個空腔導(dǎo)體，放入后電場變形，如圖(02)。
在圖(02)中，我們看到：空腔導(dǎo)體外面的電場不再是個勻強場，電場變了形。電場變形，是因為外部電場使得空腔導(dǎo)體上電荷重新分布，直到這些電荷不再受到電場力為止，如圖中紅色和藍(lán)色符號所示?？涨粚?dǎo)體上這些電荷的移動，產(chǎn)生了一個新的電場(圖中未畫出)。
這個新產(chǎn)生的電場和原有的勻強電場疊加，一方面使得原有的勻強電場變形，另一方面使得空腔導(dǎo)體內(nèi)部電場為零?？涨粚?dǎo)體內(nèi)部電場為零，很容易從空腔導(dǎo)體上電荷受力為零得到證明。當(dāng)外部電場不是恒定電場而是交變電場時，空腔導(dǎo)體內(nèi)部電場為零這個結(jié)論不復(fù)成立，因為空腔導(dǎo)體殼上電荷的重新分布需要時間，不可能立即達(dá)到平衡。但只要頻率不是太高，空腔導(dǎo)體上電荷的重新分布所需要的時間就可以忽略，空腔導(dǎo)體內(nèi)部電場為零這個結(jié)論依然近似成立。實際上，如果導(dǎo)體殼不是薄到納米數(shù)量級，頻率即使高到數(shù)十GHz，空腔導(dǎo)體內(nèi)部電場仍然是非常小的。圖(02)中下劃藍(lán)色線的那一句“一個接地的空腔導(dǎo)體，空腔內(nèi)的帶電體對腔外的物體不會產(chǎn)生影響”，同樣是僅在靜電場情況下才成立。如果空腔內(nèi)的帶電體在運動，
圖(03)
圖3-帶電體在作高速回轉(zhuǎn)運動，則帶電體的運動對空腔外有影響，同樣是因為空腔導(dǎo)體上的電荷重新分布需要時間。但和下劃紅線部分一樣，只要頻率不是太高，內(nèi)部帶電體對空腔導(dǎo)體外沒有影響這個結(jié)論依然近似成立。但需要注意：此結(jié)論僅在空腔導(dǎo)體接地時才成立，若空腔導(dǎo)體未接地，那么空腔導(dǎo)體內(nèi)部帶電體仍然會對外部產(chǎn)生影響，即使是在靜電情況下。
上面這些內(nèi)容就夠了，來看這個：
圖上那樣的形式，就可以看得很清楚。干擾信號經(jīng)電容器C和電阻R分壓，R上分得S信號電壓的一部分。
C越大，R越大，R上分到的電壓就越大，反之則越小。對同樣的C和R，頻率越高，R上分得的電壓越大。這正是高頻電場干擾往往較強的原因。
從以上敘述看，受干擾設(shè)備輸入端阻抗越低，也就是R越小，越不容易受到電場干擾。是不是這樣呢？確實是這樣的。電子設(shè)備輸入阻抗越低，越不容易受到電場干擾。但是，低阻抗設(shè)備可能更容易受到磁場干擾。
另外就是對這個輸入端的保護也很重要，就是這個三軸電纜好貴，我沒買，但是在原理上面可以小小的探索一下。
三軸電纜的另一個應(yīng)用是用于進行精確低電流測量的探頭，其中通過芯線和屏蔽層之間的絕緣體的泄漏電流通常會改變測量結(jié)果。核心（稱為力）和內(nèi)屏蔽（稱為防護）通過電壓緩沖器/跟隨器保持大致相同的電勢，因此它們之間的漏電流在所有實際用途中都為零，盡管存在缺陷絕緣。相反，漏電流發(fā)生在內(nèi)屏蔽和外屏蔽之間，這并不重要，因為該電流將由緩沖電路而不是被測器件提供，并且不會影響測量。該技術(shù)可以幾乎完美地消除漏電流，但在非常高的頻率下效果較差，因為緩沖器無法準(zhǔn)確跟蹤測量的電壓。
三同軸在低噪聲測量中的作用是通過保持內(nèi)部導(dǎo)體與其周圍的保護層處于相同電位來消除導(dǎo)體的電阻效應(yīng)。
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