Kondensator-Leckstrommessung mit Transimpedanzverstärker

Ich habe einen Text über die Messung des Leckstroms eines Kondensators mit einer Transimpedanz-Verstärkerschaltung gelesen, da der Autor sagt, dass dies eine ziemlich billige und zuverlässige Messung des Leckstroms ist. Ich habe mich gefragt, ob dies eine wahre Aussage sein kann, da wir einen Stromleck-Testaufbau haben in unserer Universität und es besteht aus sehr sehr teuren Messgeräten wie dem Agilent E4890A LCR-Meter sowie SMU-Einheit, Picoamperemeter und einigen Schaltmatrizen. Ich frage mich also, ob eine solche Lösung mit dem teuren und komplexen Setup konkurrieren kann, das wir bereits haben. (Ich habe vor, es zu versuchen, aber ich würde gerne einige Kommentare hören, bevor ich mich einbringe).

Agilent E4890A LCR-Meter – Wird verwendet, um die Kapazität von DUTs zu messen

Testvorrichtung, die zum Laden an eine SMU-Einheit und ein Picoamperemeter zum Messen des Leckstroms angeschlossen ist - Verbindung über eine Schaltmatrix

Die Schritte zum Messen des Leckstroms mit diesem Aufbau sind ziemlich einfach. Zuerst werden (SMD)-Kondensatoren auf eine Patrone gelötet, dann wird ihr Wert gemessen. Im nächsten Schritt werden sie unter Verwendung einer SMU mit einer Spannung aufgeladen (nicht mehr als 30 V wegen der Schaltmatrix-Grenze der maximalen Relaisspannung) und schließlich misst das Picoamperemeter nach dem Laden den Leckstrom.

Also zurück zum Transimpedanzverstärker. Der Autor erklärt, dass die folgende Schaltung den Leckstrom recht gut messen kann.

Transimpedanzverstärker

Da hochwertige Widerstände (sehr) teuer sein können, lohnt es sich, einen alternativen Ansatz in Betracht zu ziehen, der diese Komponente eliminiert. Wenn RF entfernt und CF erhöht wird, lädt der Eingangsstrom CF und für ein festes i wird der Ausgang v(out) eine Rampe sein. CF muss ein hochwertiger Kondensator mit geringer Leckage sein. Wenn Q die Ladung auf CF und t die Zeit ist, dann:

CF = Q / v(out) und da Q = i . t = (i . t) / v(aus)

oder v(out) = (i . t)/CF und damit dv(out)/dt = i / CF oder i = CF. dv(aus) / dt

Vereinfachte Version der Schaltung

Hier ist der Link zum Originaltext

Ich würde mich also sehr freuen, wenn erfahrenere Leute hier ihre Meinung sagen und wenn eine solche Schaltung eine Chance hat, besser zu sein als das aktuelle Setup, das ich Ihnen gezeigt habe. Oder ist es überhaupt praktisch?

Antworten (1)

Sieht auf den ersten Blick nach einer guten Idee aus. Keine sofort offensichtlichen "Fallstricke".

Wird nicht mit den besten Testinstrumenten konkurrieren, sollte aber brauchbar sein.

Ich würde vermuten, dass für ein praktisches Gerät auf dem Weg dorthin etwas Lernen erforderlich wäre.


Diese beiden Anwendungshinweise von Burr Brown wurden in Ihrer Referenz zitiert. Scheinen nicht speziell auf das Testproblem einzugehen, ABER decken die Probleme mit der hohen Impedanz am vorderen Ende gut genug ab, dass sie nützliches Material liefern.

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