Sub-Femtoampere Transimpedanzverstärker (Stromverstärker) DDPCA-300

Features

  • Geringes Rauschen: min. 0,4 fA Spitze-Spitze
  • Einstellbare Verstärkung von 104 bis 1013 V/A
  • 240 dB Dynamik für Sub-fA bis mA Messungen
  • Einstellbare Spannung zum Vorspannen von Messprüflingen
  • Kompaktes Design für den Einsatz direkt an der Signalquelle
  • Einstellungen manuell oder per Digital-Interface möglich
ModellDDPCA-300
Verstärkung [V/A]1041051061071081091010101110121013
3-dB Bandbreite* [Hz]400400400400150150202011
Anstiegszeit* (10% – 90%) [ms]0,80,80,80,82,32,31717350350
Inte­griertes Eingangs­rauschen* (Spitze-Spitze)7 nA7 nA70 pA70 pA1,2 pA1,2 pA50 fA50 fA2 fA2 fA
Spektrale Eingangs­rauschdichte
[/√Hz]
45 pA45 pA0,5 pA0,5 pA15 fA15 fA1,3 fA1,3 fA0,2 fA0,2 fA
Verstärkungs­genauigkeit±1 %
Einstellbares Tiefpass-Filter3 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
Steuer­interface4 Opto-Koppler geschützte digitale Eingänge, TTL/CMOS kompatibel, sowie ein analoger Eingang zur Steuerung der Vorspannung
Gehäuse170 x 60 x 45 mm (L x B x H), Gewicht 320 g
DatenblattDownload
* 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.

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 Halbleitercharakterisierung

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

  • 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

Grafik 1: Femtoampere Messungen in Echtzeit ohne Mittlung

Verwandete Artikel / Zubehör

Netzteil

Low Noise Kabel

USB Schnittstelle LUCI-10