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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kleine Ströme erzeugen


Autor: Vicky Ma (vicky_m)
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Hi,

ich möchte gerne einen Strom von 1 nA erzeugen. Zur verfügung habe ich 
+-20V und 5. Jedoch wenn ich das mit einem Normalen Widerstand mache ist 
das meines Erachtens ziemlich Sinn frei. Wie macht man den so etwas?

Grüße

: Verschoben durch Admin
Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Vicky Ma (vicky_m)

>ich möchte gerne einen Strom von 1 nA erzeugen.

Ganz schön wenig.

> Zur verfügung habe ich
>+-20V und 5. Jedoch wenn ich das mit einem Normalen Widerstand mache ist
>das meines Erachtens ziemlich Sinn frei.

Recht Schreibung?

Es kommt darauf an, in welchem Bereich sich dier Widerstand bzw. die 
Klemmenspannug des Versuchsobjekts ändern kann.

R = U / I = 20V / 1nA = 20GOhm

Wenn sich der Widerstand des Objekts im Bereich 0-100MOhm verändert, 
ändert sich der Konstantstrom nur um 1/200 bzw 0,5%. Wenn sich der 
Widerstand deutlich mehr ändert, braucht man eine aktive 
Konstantstromquelle. Bei 1nA Ausgangsstrom ist das aber schon 
anspruchsvoll. Allein mit pA Eingangsströmen eines modernen OPVs allein 
ist es nicht getan, dafür braucht man auch diverse Techniken wie guard 
Rings etc.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Autor: Dorian H. (dorianh)
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wozu brauchst du 1nA Strom? Was für eine Last?

: Bearbeitet durch User
Autor: Christian L. (cyan)
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Eine recht einfache Möglichkeit wäre die Verwendung eines 
Instrumentenverstärkers zusammen mit einem LMC662 oder ähnlichen Low 
input bias current ICs. Im Datenblatt des AD620 auf Seite 15 ist das 
Prinzip gut dargestellt. Der AD705 müsste durch den LMC662 ersetzt 
werden. An den positiven Eingang des Instr. Verst. wird die 
Referenzspannung angelegt - z.B. 5V. An den negativen Eingang würde ich 
eine Widerstand-Poti-Widerstand Kombination zum Feinabgleich 
anschließen. Man müsste dann nur den Ausgangsknoten freischwebend oder 
über Teflonstützpunkte verlöten und das System gründlich reinigen. 
Eventuell kann man den Ausgangsknoten auch direkt an das zu vermessende 
Objekt befestigen oder an eine entsprechende Ausgangsbuchse. Das ganze 
würde ich dann vor der Messung noch einmal abgleichen.

Wobei es natürlich noch offene Fragen gibt:
Wie groß soll der Ausgangsspannungsbereich sein?
Muss der Strom umpolbar sein oder sogar ein Wechselstrom?
Was für eine Last wird damit getrieben oder wofür ist das ganze gut?

Autor: Klaus Ra. (klara)
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Vicky M. schrieb:
> ich möchte gerne einen Strom von 1 nA erzeugen.

Die Frage ist nur, bei welcher Spannung?
Steht Dir dann ein entsprechendes Messgerät zur Verfügung?
mfg klaus

Autor: Wolfgang (Gast)
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Vicky M. schrieb:
> ich möchte gerne einen Strom von 1 nA erzeugen.

Ein Strom kann nur in einem Stromkreis fließen. Wenn du in einem 
Stromkreis einen bestrimmten Strom fließen lassen willst, kommt es für 
den Aufbau des Reglers auf die Relation deines Stromreglers zum Rest des 
Stromkreises an.

Autor: Jobst Quis (joquis)
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Ein OTA (Operational Transconductance Amplifier)wie der LM13700 ist eine 
steuerbare Stromquelle, die sowohl positive als auch negative Ströme 
liefern kann. Somit müsste er auch Ströme in der Nähe von 0 erzeugen 
können. Wie stabil diese sind, kann ich allerdings nicht sagen.

Autor: Hp M. (nachtmix)
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Peter D. schrieb:
> 
http://de.farnell.com/te-connectivity-cgs/rh73w2a5...
Bei derartig hohen Widerstandswerten hätt ich aber Bedenken 
SMD-Ausführungen zu verwenden.
Das äussert sich auch in der Toleranz von +/-30% dieses 5G Widerstandes.
Für derartige Fehler können auch Kriechströme auf der Platine 
verantwortlich sein.

Autor: Homo Habilis (Gast)
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Der Aufbau der Stromerzeugung richtet sich nach der gewünschten bzw. 
verwendeten Last. Eine wichtige Bedingung ist z.B., daß (auch wenn sich 
die Regelung auf den Strom bezieht) an einem Widerstand mit angenommen 
100 Gigaohm als Last, für den Stromfluß von 1 Nanoampere die Stromquelle 
100V erzeugen können müßte. Denn U = I x R. Man kann einen bestimmten 
Stromfluß durch eine ohmsche Last nur durch die nötige Spannung 
erreichen.

Deshalb ist eine Nennung der Parameter der Last, bzw. des 
Gesamtkonzepts, unumgänglich, damit wir Dir Tips zur konkreten Auslegung 
einer Lösung geben können.

Autor: Thomas (Gast)
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Autor: Mani W. (e-doc)
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Vicky M. schrieb:
> ich möchte gerne einen Strom von 1 nA erzeugen. Zur verfügung habe ich
> +-20V und 5. Jedoch wenn ich das mit einem Normalen Widerstand mache ist
> das meines Erachtens ziemlich Sinn frei.

und ich möchte gerne tausende Euronen eingesteckt haben. Zur
Verfügung steht mir ein linker und rechter Hosensack...


Wie viel werde ich da wohl unterbringen?


Is das jetzt wieder eine Trollerei, oder wer braucht eine
Stromversorgung für 1 nA???


Vor allem, wozu???

Der Thread ist für A&F...

Autor: Mani W. (e-doc)
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Vicky M. schrieb:
> Wie macht man den so etwas?

Frag mal beim Kasperl oder Pezi an...

Autor: Steffen (Gast)
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Christian L. schrieb:
> Man müsste dann nur den Ausgangsknoten freischwebend oder
> über Teflonstützpunkte verlöten und das System gründlich reinigen.

Bei 1nA ist das nicht wirklich notwendig. Solange alles sauber ist und 
man ein sinnvolles Layout macht braucht es bei 1nA keine großen 
Anstrengungen.

Autor: eProfi (Gast)
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Genau, für Präzisionstechniker wie uns ist 1nA schon fast Hochstrom.-;)

Bei fA muss man schon tiefer in die Trickkiste greifen:
Beitrag "Stromverstärkung im pA-Bereich"
Beitrag "fA-Operationsverstärker LMP7721"
Da die national.com-Links nach der TI-Übernahme nicht mehr 
funktionieren:
http://electronicdesign.com/test-amp-measurement/w...
oder
www.ti.com/ww/en/bobpease/assets/www-national-com_rap.pdf
Auf YouTube gibt es Videos von Pease zum Thema.

Autor: Lurchi (Gast)
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Als Stromquelle ginge ggf. auch eine Art Optokoppler aus LED und 
Photodiode. Für den Abgleich kann man per TIA mit hochohmiger 
Rückkopplung nachmessen.

Autor: Christian L. (cyan)
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Lurchi schrieb:
> Als Stromquelle ginge ggf. auch eine Art Optokoppler aus LED und
> Photodiode.

Du meinst wahrscheinlich die etwas wie hier:
Beitrag "Stromquelle im na-Bereich mittels Optokoppler"

Autor: Mani W. (e-doc)
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eProfi schrieb:
> Genau, für Präzisionstechniker wie uns ist 1nA schon fast Hochstrom.-;)

Da hast Du dann mit dem Oszi oder Multimeter schon das sagenumwobene
Sprichwort:

"Wer misst, misst Mist..."

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