Features

• Geringes Rauschen: min. 0,4 fA Spitze-Spitze
• Transimpedanzverstärker mit Verstärkung von 10⁴ bis 10¹³ V/A
• 240 dB Dynamik für Sub-fA bis mA Messungen
• Einstellbare Spannung zum Vorspannen von Mess-Prüflingen
• Kompaktes Design für den Einsatz direkt an der Signalquelle
• Einstellungen manuell oder per Digital-Interface möglich

 

Transimpedanzverstärker mit Sub-Femtoampere Empfindlichkeit

Der einstellbare Sub-Femtoampere Verstärker DDPCA-300 ist die neueste Erweiterung des breiten Spektrums rauscharmer Transimpedanzverstärker. Das außergewöhnliche Design erreicht hervorragende Eingangsrauschwerte von minimal 0,2 fA/√Hz und 0,4 fA Spitze-Spitze.
Die Verstärkung kann manuell oder per Interface über einen weiten Bereich von 10⁴ bis 10¹³ V/A eingestellt werden. Damit besitzt der Verstärker eine Dynamik von mehr als 240 dB und erlaubt Strommessungen von Sub-Femto- bis Milliampere durch einfaches Umschalten des Messbereiches. Das kompakte Design ermöglicht den Einsatz direkt an der Signalquelle und vermeidet somit Signalbeeinträchtigungen durch lange Kabel. Zur Optimierung des Signal-Rauschabstandes kann das Gerät mit Hilfe der integrierten Signalfilter an die individuellen Messbedingungen angepasst werden. Und selbst in der höchsten Verstärkungsstufe ist die Bandbreite für die direkte Messung einzelner Femtoampere ohne externe Mittelung geeignet (siehe Grafik 1).

 

Geringe Drift und stabile Langzeit-Performance

Drift und Offset-Ströme können speziell im Femtoampere-Bereich Messfehler und ein Verschieben der Grundlinie bewirken. Daher ist das Design des DDPCA-300 für hohe Langzeitstabilität und äußerst geringe Drift optimiert. Die unten stehende Grafik 2 zeigt das Driftverhalten des Verstärkers über einen langen Zeitraum. Dabei werden Driftwerte von weniger als 0,5 fA während einer Dauer von mehr als 7 Stunden erreicht. Sollte sich ein Verschieben der Grundlinie z.B. durch starke Temperaturänderungen nicht vermeiden lassen, kann der resultierende Fehlerstrom durch die eingebaute Offseteinstellung kompensiert werden.

 

Einstellbare Vorspannung für die Halbleiter Charakterisierung

Die hohe Messempfindlichkeit des DDPCA-300 ist nützlich für die Charakterisierung von hochohmigen Halbleitern (z.B. MOS und JFETs) und Quanten-Dots. Eine einstellbare Vorspannung direkt am Verstärkereingang kann dazu genutzt werden, die Proben in den richtigen Arbeitspunkt zu bringen. Die Einstellung der Vorspannung erfolgt manuell am Verstärker oder über das Interface im Bereich von ±10 V. Für Anwendungen wie Fotostrom- oder Ladungsmessungen, die keine Vorspannung benötigen, kann diese einfach abgeschaltet werden.

 

Anwendungen

• Strom-Spannungs-Wandler für Strommessung
• I/U Charakterisierung von MOS und JFET Strukturen
• DC Messungen von geringen elektrischen Strömen 
• Quanten und Biotech Experimente
• Linearitäts- und Dunkelstrommessungen an Fotodioden
• Spektroskopie
• Messung hoher Widerstände
• Einfach zu benutzender Sub-Femtoampere Vorsatz für Standard Voltmeter oder A/D Wandler

 

Modell	DDPCA-300
Verstärkung [V/A]	104	105	106	107	108	109	1010	1011	1012	1013
3-dB Bandbreite* [Hz]	400	400	400	400	150	150	20	20	1	1
Anstiegszeit* (10% - 90%) [ms]	0,8	0,8	0,8	0,8	2,3	2,3	17	17	350	350
Integriertes Eingangsrauschen* (Spitze-Spitze)	7 nA	7 nA	70 pA	70 pA	1.2 pA	1.2 pA	50 fA	50 fA	2 fA	2 fA
Spektrale Eingangsrauschdichte [/√Hz]	45 pA	45 pA	0,5 pA	0,5 pA	15 fA	15 fA	1,3 fA	1,3 fA	0,2 fA	0,2 fA
Verstärkungsgenauigkeit	±1 %
Einstellbares Tiefpass Filter	3 Einstellungen: Volle Bandbreite, 0,7 Hz und 0,1 Hz
Ausgang	±10 V, ±30 mA
Vorspannung	±10 V, max. 10 mA, am Verstärkereingang anliegend, über Trimmer und externe Steuerspannung einstellbar
Versorgungsspannung	±15 V, +70 mA / –15 mA typ., ±150 mA empfohlen
Steuerinterface	4 Opto-Koppler geschützte digitale Eingänge, TTL/CMOS kompatibel, sowie ein analoger Eingang zur Steuerung der Vorspannung
Gehäuse	170 x 60 x 45 mm (L x B x H), Gewicht 320 g
Datenblatt	278 kB

 

* Die Werte für Bandbreite, Anstiegszeit und integriertes Eingangsrauschen in obiger Tabelle gelten für die Signalfilter-Einstellung "Volle Bandbreite". Geringere Spitze-Spitze Rauschwerte können in der Filterstellung "0,7 Hz" bzw. "0,1 Hz" erzielt werden. Das minimale Eingangsrauschen von 0,4 fA Spitze-Spitze wird in den Verstärkungsbereichen 10¹² und 10¹³ V/A mit einer Filtereinstellung von 0.1 Hz erreicht.

Offset über Trimmer einstellbar. LED Overload Anzeige. Eingang gegen Transienten bis ±2 kV geschützt. Ausgang kurzschlussfest. Versorgungsspannung ±15 V über 3-Pin Lemo^® Buchse. Ein passender Stecker wird mitgeliefert. Passendes Netzteil der Serie PS-15 optional erhältlich. Weitere Einzelheiten siehe Datenblatt.

 

Grafik 1: Femtoampere Messungen in Echtzeit ohne Mittlung

 

Grafik 2: Langzeit Drift