【导读】小电流测量是最要工程师关心的就是漏流和电路保护了。那么如何减小小电流测量的漏流呢？还有如何设计小电流测量的保护电路？本文为大家分享了一位工程师关于小电流测量的漏流和保护知识。
漏流是施加电压时通过(泄露)电阻的误差电流。当DUT的阻抗与测试电路中绝缘体的阻抗相当时，该误差电流就会成为问题。为减小漏流，在测试电流中采用高质量的绝缘体、降低测试实验室的湿度，并采用保护。
保护是由一个低阻源驱动的导体，其输出为或接近高阻端子的电势。保护端子用于保护测试夹具和电缆绝缘电阻和电容。保护是三轴连接器/电缆的芯屏蔽，如图1所示。
图1. 4200三轴连接器/电缆的导体
请勿混淆保护和屏蔽。屏蔽通常意味着采用金属护栏防止静电干扰影响高阻电路。保护则意味着使用增加的低阻导体，将其维持在于高阻电路相同的电势，它将拦截任何干扰电压或电流。保护不一定提供屏蔽。
下图为保护的两个例子：1)利用保护降低测试夹具导致的漏流，而2)则利用保护降低由于电缆连接产生的漏流。
图11所示为保护消除可能会通过测试夹具内隔离绝缘体的原理。在图11a中，漏流(IL)通过隔离绝缘体(RL)。该漏流增加至来自于DUT (IDUT)，然后被SMU安培计测得(IM)，对小电流测量的准确度造成不利影响。
图2. 利用保护减小测试夹具中的漏流
在图2b中，金属安装板被连接至SMU的保护端子。隔离绝缘体顶部和底部的电压接近相同电势(0V压降)，所以在隔离绝缘体中就不会有漏流影响测量准确度。由于金属安装板将处于保护电势，所以为安全起见，金属屏蔽必须连接至地。
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保护亦可用于减小电缆连接中的漏流。图12所示为驱动保护防止电缆的漏泄电阻影响小电流测量的原理.在无保护的配置中，同轴电缆的漏阻与DUT并联(RDUT)，产生不希望的漏流(IL)。该漏流将影响极小电流的测量。
在保护电路中，三轴电缆的内芯屏蔽被连接至SMU的保护端子。现在，该屏蔽由一个单位增益低阻放大器(保护)驱动。Force HI端子和保护端子之间的电势差接近0V，所以漏流(IL)可忽略不计。
图3. 利用保护减小电缆连接中的漏流
为了查看测量极高电阻时三轴电缆和同轴电缆的结果，图4中绘出了采用10V阶跃函数测量100GΩ电阻的测量电流和时间的关系图。三轴电缆通过使用保护，以两种方式改善了测量：1)它减小了有效电缆电容，从而降低了测量的RC时间常数或建立时间；2)防止电缆中的漏流对测量准确度造成不利影响。
图4. 使用同轴电缆和三轴电缆测量高阻的结果比较
从图4可知，利用带有保护的三轴电缆进行测量，漏流较小(低几个pA)，建立时间更短(大约快10倍)。如果SMU必须连接至采用BNC连接器的测试夹具，请在SMU和测试夹具之间使用吉时利三轴电缆，然后再将BNC连接至三轴适配器(去掉了保护)，从而将电缆连接至测试夹具。
