标签: 摩擦效应

摩擦电流是由于导体和绝缘体之间摩擦产生的电荷形成的。自由电子由于摩擦离开导体，造成电荷不平衡，由此产生电流。这种噪声电流可达到数十nA。 图 15 所示为摩擦电流的流向。 吉时利4200-SCS配备的三轴电缆在外屏蔽的下方采用了浸渍石墨绝缘体，大大降低了这种影响。石墨提供了润滑和导体柱，均衡了电荷，并将电缆运动的摩擦效应产生的电荷降至最小。然而，即使这种类型的三轴电缆在受到振动和膨胀或收缩时，也会产生噪声。因此，所有连接应尽量短，避免温度变化(将产生热膨胀力)，最好将电缆绑到不振动表面，例如墙、桌子或刚性结构。     图15. 摩擦效应产生的偏移电流 应采取其他措施将运动和振动问题降至最小： 消除或机械去耦振动源，例如马达、泵，以及其他机电装置。 将电子元件、接线和电缆牢固地安装或绑好。 使前置放大器尽量靠近DUT。 压电效应 和电荷存储效应 向绝缘端子和互连硬件中使用的特定晶体材料施加机械应力时，就会产生压电电流。在有些塑料中，少量的存储电荷就会导致该材料的行为类似于压电材料。 图 16 所示为采用压电绝缘体的端子的一个例子。   图16. 压电效应产生的电流 为了将这些效应降至最小，请消除绝缘体的机械应力，并使用具有最小压电和电荷存储的绝缘材料。        

确定了电流偏移、漏流及所有不稳定性后，采取措施减小测量误差将有助于提高测量准确度。这些误差源包括建立时间不足、静电干扰、漏泄电流、摩擦效应、压电效应、污染、湿度、接地环路，以及源阻抗。 图 5 中汇总了本节讨论的部分电流的幅值。   图5. 产生电流的典型幅值 建立时间和定时菜单设置 测量电路的建立时间在测量小电流和高电阻时尤其重要。建立时间是指施加或改变电流或电压后测量达到稳定的时间。影响测量电路建立时间的因素包括并联电容(C SHUNT )和源电阻(R S )。并联电容是由于连接电缆、测试夹具、开关和探针造成的。DUT的源电阻越高，建立时间越长。 图 6 的测量电路中标出了并联电容和源电阻。   图6. 包含C SHUNT 和R S 的SMU测量电路   建立时间是RC时间常数τ的结果，其中： τ = R S C SHUNT 以下为计算建立时间的一个例子，假设 C SHUNT = 10pF，R S = 1TΩ，那么： τ = 10pF × 1TΩ = 10s 因此，读数稳定至最终值的1%所需的建立时间为τ的5倍，也就是50秒。 图 7 所示为RC电路的阶跃电压指数响应。经过一个时间常数(τ = RC)后，电压上升至最终值的63%。   图7. RC电路的阶跃电压指数响应 为了成功测量小电流，重要的是每次测量留有足够的时间，尤其是扫描电压时。对于扫描模式，可在“ Sweep Delay”(扫描延迟)域的“Timing”(定时)菜单中添加建立时间；对于采样模式，则在“Interval time”域内。为了确定需要增加多长间隔时间，通过绘制电流-时间图，测量DUT稳定至某个阶跃电压的建立时间。阶跃电压应该是DUT实际测量中使用的偏执电压。可利用 LowCurrent 项目中的ITM测量建立时间。应适当增加“Timing”(定时)菜单中的“#Samples”，以确保稳定后的读数显示在图形中。在测量小电流时，采用“Quiet Speed Mode”或在“Timing”菜单中增加额外滤波。请注意，这是噪声和速度之间的平衡。滤波和延迟越大，噪声越小，但是测量速度也越小。