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電流表原理和如何避免測(cè)量誤差
電流表是測(cè)量電流流動(dòng)的儀器,，以安培為單位,。一般有兩種主要的電流表結(jié)構(gòu)：分流式和反饋式,。
分流或與反饋式電流表
分流式電流表是zui常見的型式并且在 很多應(yīng)用中用到,；反饋式電流表在測(cè)量小電流時(shí)更加合適,；由于現(xiàn)在的被測(cè)電流幅度越來(lái)越小,，他們的用途越來(lái)越多,。但是，選擇合適的電流表不僅由被測(cè)電流的大小決定,，還要分析被測(cè)器件的特性（zui典型的例如阻抗）,。
分流式電流表與數(shù)字多用表
分流式電流表是zui常見的電流表類型并且在幾乎所有的數(shù)字多用表（DMMs）里都含有,。這些表通過(guò)測(cè)量在輸入端形成的與被測(cè)電流成比例的電壓得出電流。
（如圖1）
分流式電流表的主要缺點(diǎn)是他們?cè)砩系母?strong>輸入阻抗設(shè)計(jì),。在電流減小時(shí)這種缺點(diǎn)更加明顯,。因?yàn)楸仨氁幂^大的分流電阻以生成一個(gè)可測(cè)量的電壓。但是,，在分流電阻顯著小于DUT并且被測(cè)電流不是非常?。ú恍∮谖病?0-6A〕）時(shí)，分流電 流表工作良好,。
輸入端壓降
電流表的輸入端電壓稱為輸入端壓降,。相比于電流表接入前，此電壓會(huì)通過(guò)儀表形成一個(gè)非常小的電流,，因此,，電流表就無(wú)法讀取到真正的被測(cè)電流。
理想電流表不會(huì)改變電流流經(jīng)的道路,，所以它具有零輸入電阻和零輸入端壓降,。一個(gè)實(shí)際的電流表總會(huì)引入一個(gè)非零的輸入端壓降。通常情況下,，該誤差項(xiàng)由電流表除以被測(cè)電路的電阻表征,。分流式電流表的輸入端壓降通常在幾百毫伏數(shù)量級(jí)。
圖2
反饋式電流表
反饋式電流表比分流式電流表更接 近“理想”表,，并且用于測(cè)量微安（10-6A）或更小電流尤其在嚴(yán)格要求電流表具有低輸入阻抗時(shí),。與分流式電流表不同，反饋式電流表在一個(gè)高增益運(yùn)放的反饋回路上產(chǎn)生一個(gè)電壓（如圖2）,，此電壓依然與被測(cè)電流成比例,；但是，在儀器的輸入 端觀測(cè)不到這個(gè)電壓,，而是在運(yùn)放的輸出 端,。輸入電壓等于輸出電壓除以運(yùn)放的增益（典型值為 100，000）,，所以輸入端 壓降就比毫伏顯著減小,。反饋電流表的結(jié)構(gòu)具有更小的輸入端壓降，所以它能在測(cè)量小電流時(shí)和由低阻器件產(chǎn)生的電流時(shí)減小誤差,。 Keithley 的靜電計(jì)和皮安表都運(yùn)用反饋電流表的技術(shù)。
圖3
圖3 說(shuō)明了在測(cè)量晶體管的發(fā)射極電流時(shí)由高輸入端壓降造成的問題,。雖然基本被測(cè)電流可以用DMM很好的測(cè)出,，但DMM的輸入端壓降顯著地減小了加在 DUT上的電壓，造成了發(fā)射極上的電流小 于所要測(cè)的,。如果用一個(gè)皮安表或靜電計(jì)代替,，輸入端壓降所造成的發(fā)射極電流的改變就很微小了,。
產(chǎn)生電流誤差的源
低電流測(cè)量精度受一系列會(huì)對(duì)測(cè)量精度造成影響的誤差源決定。所有的電流表都會(huì)產(chǎn)生一些小的電流源,，即使在輸入端開路時(shí)也是,。這些偏置電流能夠通過(guò)打開儀器電流抑制部分地消除。外部的電流泄 漏是附加的誤差源,；因此,，適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)/ 或屏蔽是很重要的。DUT的源內(nèi)阻也會(huì)影響到電流表的噪聲性能,。另外,，測(cè)試系統(tǒng)里還有一些外部生成的電流會(huì)加到被測(cè)電流上，引起誤差,。下面幾段會(huì)討論各種類
型的噪聲電流和如何減少他們對(duì)測(cè)量的影響,。
