精益求精：世健皮安级评估套件搭载ADI飞安级运算放大器

电流的计量单位是安培，比安培小的电流可以用毫安（mA）、微安（μA）、纳安 （nA）、皮安（pA）、飞安（fA）来表示，它们之间以千进位换算。让我们先来了解一下日常电子设备的电流情况？一般来讲，手机看视频的功耗大概是200 mA；手机待机的功耗约为7.5 mA；手表的功耗较小为9μA，而对于OLED来讲每个像素点电流约小于1pA的水平。说了这么多，笔者就想告诉你，随着科技的进步，在不同应用中的电流会越来越小，甚至需要皮安级检测仪去测试。而检测仪中一个重要的器件—运算放大器，用来调节信号，它的精度，决定了测试仪的灵敏度。Analog Devices(ADI)去年推出业界首款支持20飞安（fA）电流的放大器ADA4530，广泛应用在化学分析、环境监控、过程控制等仪器上，如气相色谱仪、定便器、火焰离子化检测器、光谱议等。

ADI 线性产品部应用工程师郭剑分享到：早在50多年前ADI便提出在气相色谱仪中，用放大器实现的电路去改善此仪器的灵敏度。30年前，ADI又推出一款放大器AD549，此产品一直延用至今。去年ADA4530的诞生将ADI放大器产品又推向新的高度。

图：ADI 线性产品部应用工程师郭剑在媒体会上

揭秘ADA4530如何支持飞安级电流

据郭剑介绍，市场中在售约700多个型号的放大器均是基于Bipolar、J-FET、CMOS三种工艺而设计。其中J-FET,CMOS两种工艺是实现低偏置电流最好的选择，在ADI放大器产品中，有这样三款典范，我们来对比一下：

AD549这款旗舰性产品采用J-FET工艺，但因要实现偏置电流最大60fA的指标，此芯片内部没有ESD二极管，导致AD549的ESD的等级比较低，电压只有1000Ｖ，这便给用户带去一定的设计障碍。

ADI另外一款放大器AD462，同样采用J－FET工艺。因内部加了一个ESD的二极管用来保护放大器，电压提高到4000Ｖ，但偏置电流只有10pA。

而现今的ADA4530，采用CMOS工艺，内设多个二级管用来实现对 ESD的保护功能，因此ESD可达4000Ｖ。值得一提的是，在25－85℃范围内，偏置电流最高达20fA，这是一个突破性的数字，目前业界领先。接下来随笔者一起看看这种指标是怎么做到的？

“ADA4530的优势表现在偏置电流和湿调电压的指标上”郭剑介绍说：“我们在设计中用到一个特殊的电路即反冲器，此反冲器强制流过下图中的D1-D4的电压后，二级管两端电压相同，不会有电流流过，通过这样一种特殊的设计，规避了之前由于引入ESD二极管导致的漏电流问题。使得ADA4530既有4000Ｖ的ESD等级，同时具有极小的偏置电流。“

图：ADA4530电路图

基于ADA4530为核心的评估套件

世健公司为全球电子元件分销商25强，通过研究产品，对市场方向和科技趋势提供从元器件、解决方案到技术支持的服务。

世健公司技术支持部高级经理熊祥表示，由于ADA4530信号非常敏感，一定程度上增加了客户的设计挑战，其中包含一些噪声、灰尘、温度、湿度的变化都将对此微弱的信号带来干扰。作为分销商，为客户选择一款满意的芯片关系到整个系统的性能的提升。
为此，世健公司开发出以ADA4530为核心模块化、涵盖不同应用场景的评估套件，进一步帮助客户顺利的评估此器件。

图：世健公司技术支持部高级经理熊祥

此套件由4部分组成，分别是电流输入转换板、电压输入缓冲板、兼容AD549的引脚转换板、ADC数据采集板，整套电路设计保持与客户实际电路一致，可应用在光度计、气相色谱仪、火焰离子化探测器、pH计等仪器。

图：世健公司开发的评估套件

此评估套件采用插拔式设计接口，方便客户选择不同型号的器件。同时，世健也为此做了整个屏蔽罩的设计，客户可以直接把整个电流的转换板装在屏蔽盒之后，放在自己的分析仪器里，通过对应的屏蔽线输出接到自己的系统，直接可以观看效果。为兼容客户原有AD549，此套件中包含一个引脚转换板，让用户成功的在原来的产品上直接评估ADA4530。

据悉，世健成立后的第一个代理客户便是ADI，至今一直保持良好的合作关系，最近荣升为ADI战略合作伙伴，相信两家公司的深度合作一定会为客户带来更先进、更广泛的产品和方案。