原创 低功率纳米技术及其它敏感器件的交流与直流测量方法的比较——低电阻被测器件的测量2

不考虑进行交流测量的仪器，测试电流流经电源引线，从而在接地点到测试对象的连接中产生电压降[1]，如图节点A。因此，A点电压会以ITEST × RLEAD为幅度上下波动，而VMEASURE输入检测一个更小的交流电压ITEST × RDUT。

在这一类测量电路的连接中，共模抑制比[2](CMRR)是需要注意的一个问题。共模抑制比规定仪器在本地震荡测量时抗扰动能力的强弱。典型锁定放大器的共模抑制比一般为100dB（105的系数）。在实际测量中，更可能会降在85-90dB。相比之下，纳伏表的共模抑制比在140dB。与按Delta模式工作的现代电流源相结合后，实际测量中可能达到高于200dB的共模抑制比。

为了理解共模抑制比，回顾一下之前描述的例子。当仅有100dB共模抑制比时，测得的VDUT（应等于ITEST × RDUT）实际上等于ITEST × RDUT ± ITEST × RLEAD/105。因此当RLEAD等于103 × RDUT时，就会有1%的误差。100Ω引线电阻下，当RDUT小于0.1Ω时，进行1%误差内的测量是不可能的。另一方面，现在的电流源和纳伏表共模抑制比大于200dB，即使引线电阻为100Ω，也可以在±1%的误差内测量低至1μΩ的电阻。

值得一提的是在锁定放大器[3]中，图4所示的电流源可能是利用VOUTPUT构架自制的电流源和一个手工选择（并具有完整特征）的电阻R组成，如图5所示。每次需要一个不同的测试电流时，就需要重新规范一个电阻并接入电路中，稳定其温度并进行屏蔽。即使这样，这个电源仍不能提供稳定的电流，而是随着测试对象电阻的变化而变化。现在，商用反转直流源[4]能够提供可预测的稳定输出，并且无需人工电路调节来控制电流幅值。

图5 用锁定放大器制作一个“电流源”