Приставка для измерения малых токов.
Измеритель (рис. 4.78) собран по схеме дифференциального усилителя с полевыми транзисторами на входе. На выходе схемы стоит стрелочный прибор с пределом измерения 100 мкА. Большое входное сопротивление полевых транзисторов позволяет измерять токи до 10-8 А. Пределы измерения можно менять, подключая различные входные резисторы R1. В этом случае необходимо менять и резистор R8, который включен последовательно со стрелочным прибором.
Для уменьшения чувствительности усилителя к посторонним помехам и наводкам его входная цепь включена по параллельной балансной схеме с введением в цепь истока стабилизатора тока, построенного на транзисторе VT5. Такое схемное решение позволило получить подавление синфазных помех более 80 дБ. С целью ограничения случайных перегрузок измерительного прибора к выходу подключают два параллельно соединенных диода. Они замыкают накоротко выход при напряжении на них любой полярности, превышающем 0,5 В. Для уменьшения ошибки измерения тока конденсатор во входной цепи должен иметь сопротивление изоляции более 1013 Ом. Указанные на схеме сопротивления резисторов R3, R9 и R16 соответствуют напряжению отсечки полевых транзисторов, равному 1,5 В. В этом случае напряжение смещения на затворе, соответствующее термостабильной точке, составляет примерно 0,8 В, а ток покоя стока равен 0.7 мА. Для других параметров полевых транзисторов сопротивления резисторов, отмеченных звездочкой, должны быть подобраны.
Вольтметры на полевых транзисторах.
Простои вольтметр постоянного тока (рис. 4.79,а) позволяет измерять напряжения от — 1 до + 1 В. Входное сопротивление более 100 МОм. При нулевом напряжении на входе через измерительный прибор протекает ток, значение которого регулируется резистором R2. С помощью этого резистора — стрелка прибора устанавливается в середине шкалы.
Для компенсации тока покоя полевого транзистора возможно применение мостовой схемы (рис. 4.79,б). Одно плечо моста образовано полевым транзистором, а другие — резисторами R2, R4-R6.
С помощью резистора R5 устанавливается нулевое положение стрелки измерительного прибора. Положение рабочей точки транзистора задается смещением на затворе с помощью резистора R6 Полное отклонение стрелки прибора соответствует подаче на вход напряжения 0,3 В. Пределы измерений можно менять подбором резистора R3. Для увеличения чувствительности вольтметра в два раза можно применить схему с двумя полевыми транзисторами (рис 4.79,в).
Эта симметричная мостовая схема нечувствительна к изменению питающего напряжения.
Дифференциальный измеритель малых токов.
Схема (рис. 4.80,а) позволяет измерять ток до 10-14 А, Это достигнуто благодаря использованию в схеме полевых транзисторов VT1 и VT2 с изолированным затвором. Биполярные транзисторы уменьшают выходное сопротивление каскада. С помощью резистора R3 балансируются плечи моста. Пределы измерения можно регулировать резистором R4. При хорошо подобранных полевых транзисторах схема нечувствительна к изменению питающего напряжения. При значительных Iкво транзисторов в VT3 и VT4 целесообразно ввести резисторы сопротивлением 3 кОм между базой и эмиттером.
В схеме рис. 4.80,б применены полевые транзисторы, которые имеют входной ток 10-9 А. Начальный ток стока равен примерно 500 мкА. Крутизна равна 0,2.
13. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ
Повторители с большим входным сопротивлением.
На рис. 4.81,а изображен повторитель с входным сопротивлением 220 МОм. В этом повторителе для температурной стабилизации в цепь истока включен генератор тока. Ток стока полевого транзистора соответствует его термостабильной точке. Следует учесть, что протекающий через полевой транзистор ток меняется в зависимости от входного сигнала. Нагрузочная способность схемы определяется транзистором VT2. Выходное сопротивление каскада менее 10 Ом. Напряжение входного сигнала ±6 В. Частотный диапазон работы от 0 до 106 Гц. Температурный дрейф нуля равен 100 мкВ/град.
