Измерение микротоков

[Yayar]

Добрый день, уважаемые!
Встала задача по измерению потребляемого тока микросхемой, размерностью до 100нА, подскажите чем такое можно измерить с точностью до 1нА в домашних условиях? Дорогих приборов измерения пожалуйста не предлагайте, нет и вряд ли будут.
Спасибо!

[Eddy71]

..на ум приходят только карты Таро..

[Alex9797]

задача по измерению потребляемого тока микросхемой, размерностью до 100нА, подскажите чем такое можно измерить с точностью до 1нА в домашних условиях? Дорогих приборов измерения пожалуйста не предлагайте

Чтобы выполнить все перечисленные условия - и 100нА, и точность, и в домашних условиях, и недорого - достаточно подсоединить к питанию все имеющиеся микросхемы одновременно. Ну, не менее 20 штук, и не более 100 штук. При этом потребляемый суммарный ток легко измерить дешевым китайским мультиметром. Результат измерения разделить на количество микросхем, принимающих участие в эксперименте. И получится даже более точное среднестатистическое значение, чем при измерении дорогим прибором в лабораторных условиях.

[pambaru]

А какое падение напряжения допустимо?
Подключаете питание микрухи через резистор 1МОм (после резистора кондер по питанию). И измеряете тестером падение напряжения на резисторе. Это и будет ток в мкА. 0.1В - 100нА, 0.01В - 10нА.
Точность процентов 10 устроит?
P.S. Тестер только нужно цифровой - у него входное 10МОм (кстати, на всех ли диапазонах? надо уточнить).
Из за этого к показаниям нужно будет добавить около 10%.

[Yayar]

О чем то подобном я где то читал
Но и вариант с сотней микрух тоже имеет право на жизнь, если бы не одно но в виде немалой их цены Меня и так жаба слегка покусала при покупке этой микрухи для тестов )))

Сразу оговорюсь, тестировать мне надо микруху ATMEL контроллера с технологией picoPower.
Питаться кажись минимум она может от 1.8В.

А какое падение напряжения допустимо?
Подключаете питание микрухи через резистор 1МОм (после резистора кондер по питанию). И измеряете тестером падение напряжения на резисторе. Это и будет ток в мкА. 0.1В - 100нА, 0.01В - 10нА.
Точность процентов 10 устроит?
P.S. Тестер только нужно цифровой - у него входное 10МОм (кстати, на всех ли диапазонах? надо уточнить).
Из за этого к показаниям нужно будет добавить около 10%.

[Alex9797]

Сразу оговорюсь, тестировать мне надо микруху ATMEL контроллера с технологией picoPower.
Питаться кажись минимум она может от 1.8В.

Тогда сразу оговоритесь и еще по нескольким уточняющим вопросам:
1. Эти измерения потребляемого тока предполагается проводить многократно, или же один раз померяли - и забросили?
2. Измеритель тока с точностью 1нА - это довольно серьезное устройство, требующее довольно качественных материалов для изготовления, требующее довольно высокой культуры производства на рабочем месте. Требует специфических знаний и схемотехники, и конструкторских навыков от разработчика. Без наличия этого может получиться совершенно неработающее устройство, даже если оно сделано по работающей схеме. Есть у вас такие возможности для изготовления?
3. В каких режимах предполагается измерять потребляемый ток? В спячке, в квазистатике (бесконечный пустой цикл), или интенсивные вычисления? То есть, я имею в виду, будет ли ток делать резкие скачки, и надо ли оценивать их амплитуду? Или достаточно получить усредненное значение?

Есть импортные микросхемы для измерительных устройств, с очень высокими параметрами. Но цены на них кусачие. Если пойти по пути "дешево и сердито", то рекомендую обратить внимание на схемотехнику усилителей постоянного тока (УПТ), собранных по так называемой схеме МДМ. Особенно на автогенераторные схемы УПТ на варикапах. Забейте в гугле или яндексе "усилители постоянного тока на варикапах", и поройтесь в найденных схемах. Такие усилители имели очень высокое входное сопротивление, и очень малое напряжение смещения нуля, и очень малые входные токи - доли наноампер. Это позволяло использовать их в полярографии, особенно для исследований диэлектриков.

[vsch8]

Можно использовать косвенный способ. Питать м/сх от заряженного конденсатора с точно известной ёмкостью и минимальной утечкой. Смотреть напряжение питания осциллом с бешеным делителем (вх сопро необходимое рассчитать). Замерить время спада напряжения с м/сх на разряжающейся ёмкости до определённого напряжения. Замерить время спада напряжения разряжающейся ёмкости до этого же значения напряжения без м/сх. Дальше простые расчёты исходя из разности времён. Конденсатор к началу измерений естественно должен быть с одинаковым напряжением.

[lemb]

подскажите чем такое можно измерить с точностью до 1нА

Зеркальный гальванометр. Правда, цену не знаю.

[Old_KAA]

Если пойти по пути "дешево и сердито", то рекомендую обратить внимание на схемотехнику усилителей постоянного тока (УПТ), собранных по так называемой схеме МДМ.

Не гарантирует. МДМ-усилители были хороши, когда надо было измерять малые напряжения, менее 10мВ, а сдвиги тогдашних советских операционников были соизмеримы. МДМ операционник 140УД13 без проблем и достаточно точно измерял напряжения менее 10 мВ, в то же время имел входной ток порядка 1 нА. Появившийся чуть позже, вроде бы, и не МДМ операционник 140УД24 (ICL7650) имел не худший сдвиг по напряжению, а входные токи не более 10 пикоампер.
Боюсь, при измерении 1нА боком вылезет не само качество входного операционника, а сопутствующие проблемы - от качества промывочной жидкости после пайки и материала платы до освещенности входных каскадов и электростатических наводок.
Например, при освещении лампой накаливания 100Вт с расстояния 0,5 м платы с входным операционником 544уд1 на мультиметре осциллографа С1-112 входной сдвиг вылазил за все допустимые пределы.

[Kabron]

Щас не помню где, но есть статья от TI как раз про такой случай, даже переведенная.
Суть в том что устройство запитывается через импульсный преобразователь с частотным регулированием и по частоте и количеству импульсом вычисляется потребление.