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エレクトロニクス機器・部品

電流トランスインピーダンス アンプ  FEMTO® Messtechnik GmbH


FEMTO® Messtechnik GmbH
電流 / 
トランスインピーダンス
アンプ
LCA-1K-5G-01
DC から 400 kHz 
超低アンプ
固定ゲイン
LCA
HCA-400M-5K-C-01
DC から 400 MHz
高速
固定ゲイン 
HCA
 
  DDPCA-300 R1
サブフェムト アンペア 
感度 
可変ゲイン 
DDPCA
DLPCA-200-01
DC up to 500 kHz
低ノイズ 
可変ゲイン
DLPCA
DHPCA-100-01
DC up to 200 MHz
高速
可変ゲイン 
DHPCA

超低ノイズ電流アンプ LCAシリーズ



 

特徴

  • 180 aA /√Hzまでの入力ノイズ
  • 最大400 kHzの帯域幅
  • 最大1013 V / Aのゲイン
  • フラット周波数レスポンス
  • EMIシールドケース
 
プリアンプモジュールを使用する理由

デスクトップアンプとは異なり、プリアンプモジュールはケーブルの静電容量とノイズピックアップのためにS / N比が大幅に低下する前に検出器に近いゲインを提供します。前置増幅後の信号処理および測定は、信号/ノイズ性能には影響しません。

 
ゲインとノイズ

それにもかかわらず関連する帯域幅の減少を最小限に抑えながら、非常に低いノイズ性能を達成するために非常に高い利得が選択されます。
このように、我々の洗練された開発努力の結果として、我々はプロの「ハイエンド」電流増幅器ラインを提供することができます。FEMTOの製品のノイズ性能は、対応する帯域幅で従来設計されているオペアンプ電流 - 電圧コンバータの性能をはるかに超えています。
 

帯域幅と周波数応答

FEMTO電流アンプは、特別な調整や周波数補正を必要とせずに、ほぼ理想的な動作を示します。帯域幅と周波数応答は、最大10 nFのソース容量とは無関係です。ゲインピーキングは発生しません。

 

ロックイン用プリアンプ

ロックインアンプには通常、特別な電流入力があります。ノイズを抑えた実験で代わりに低ノイズのプリアンプを使用することで、DSPロックインの感度と速度も大幅に向上します。フェムトアンペア電流は、数ミリ秒以内に測定できます。


 

アプリケーション
  • 光検出アンプ
  • 分光法
  • 走査型トンネル顕微鏡
  • イオン化検出器
  • パイロおよびピエゾ検出器


 

モデル

3 dB 
帯域幅
(DC ...)

ノイズ
電流
[/ √Hz]

トランスインピーダンス
(利得)

立ち上がり/立ち下がり
時間

データシート

LCA-2-10T

2 Hz

0.18 fA

10 12および10 13 V / A

200ミリ秒

212 kB

LCA-30-1T

30 Hz

0.5 fA

1×10 12 V / A

12ミリ秒

259 kB

LCA-30-200G

30 Hz

0.5 fA

2 x 10 11 V / A

12ミリ秒

259 kB

LCA-200-100G

200 Hz

1.5 fA

1×10 11 V / A

2ミリ秒

258 kB

LCA-200-10G

200 Hz

1.5 fA

1×10 10 V / A

2ミリ秒

258 kB

LCA-1K-5G

1 kHz

3 fA

5×10 9 V / A

400μs

257 kB

LCA-2K-2G

2 kHz

4.5 fA

2×10 9 V / A

200μs

259 kB

LCA-4K-1G

4 kHz

6.5 fA

1×10 9 V / A

100μs

259 kB

LCA-10K-500M

10 kHz

10 fA

5×10 8 V / A

40μs

260 kB

LCA-20K-200M

20 kHz

14 fA

2 x 10 8 V / A

20μs

260 kB

LCA-40K-100M

40 kHz

19 fA

1×10 8 V / A

10μs

259 kB

LCA-100K-50M

100 kHz

30 fA

5×10 7 V / A

4μs

260 kB

LCA-200K-20M

200 kHz

40 fA

2×10 7 V / A

2μs

260 kB

LCA-400K-10M

400 kHz

65 fA

1×10 7 V / A

1μs

258 kB

注:帯域幅と周波数応答は検出器の容量とは無関係です。各アンプで最大10 nF(LCA-400K-10Mでは最大1 nF)の保証付き、100%テスト済み。
 

出力電圧±10 V @> 10kΩ負荷。オフセットはトリムポットで調整できます。出力短絡保護されています。
電源は
 3-pin Lemo®ソケット相手側コネクタが装置に付属しています。利用できる任意電源PS-15。


 

高速電流アンプ HCAシリーズ




 

特徴
  • 270 fA /√Hzまでの入力ノイズ
  • 最大400 MHzの帯域幅
  • 最大10 6 V / Aのゲイン
  • フラット周波数レスポンス
  • 外部フォトダイオードをバイアスするための安定化され調整可能なバイアス電圧出力
  • EMIシールドケース
高周波 - 専門家だけのための?

高周波部品のユーザーは、設計が不適切なアンプによって引き起こされる不要な発振、不十分なグランドシールド、非線形性、ゲインピーキング、帯域幅の減少などの問題にしばしば直面します。フェムト高周波アンプは、このような不要な問題を排除するように設計されています。信号源のパラメータや入力配線に影響されないFEMTO高周波アンプは、その仕様の範囲内で細心の注意を払って動作します。最大2 nFのソース容量(HCA-1M-1M-Cの場合)であっても、ゲインピーキング、発振、または大幅な帯域幅の減少は発生しません。
 

ソース容量に依存しないバンド幅

ほんの数ピコファラッドのソース容量は、高周波電流アンプの帯域幅を劇的に減少させる可能性があります。ただし、フェムト電流アンプにはこの制限はなく、広範囲のソース容量の影響を受けません。周波数補償や特別な調整は不要で、帯域幅とゲインは各モデルで指定されている最大ソース容量まで一定です。

 

"C"モデル

追加の「C」で示されているアンプモデルは、最大ナノファラッドまでの非常に大きなソース容量を処理するために最適化されています。大面積検出器を使用してナノ秒までの高速信号を測定するのに非常に便利です。さらに2 nFを超える静電容量を持つ検出器には、カスタム設計のモデルがあります。
 

調整可能なオフセットとバイアス電圧

高い柔軟性のために、FEMTOのHCA電流アンプは2つのトリムポットによる正確なオフセットとバイアス制御を提供します。広い範囲の調整可能な入力オフセット電流補償は、大きなDC成分を持つ信号に対しても完全なダイナミクスを維持します。バイアス出力の電圧は、マルチターンバイアストリムポットを使用して-12〜+ 12ボルトの範囲で正確に調整できます。


 

アプリケーション
  • 大面積フォトダイオードによる高速検出
  • 分光法
  • PMTとフォトダイオードによる光検出
  • イオン化検出器
  • パイロおよびピエゾ検出器

 

モデル

3 dB 
帯域幅
(DC ...)

ノイズ
電流
[/√Hz]

トランスインピーダンス
(利得)

立ち上がり/立ち下がり
時間

最大 ソース
容量

データシートの表示と
ダウンロード

HCA-1M-1M

1 MHz

270 fA

1×10 6 V / A

350 ns

50 pF

191 kB

HCA-1M-1M-C

1 MHz

3.5 pA

1×10 6 V / A

350 ns

2 nF

191 kB

HCA-2M-1M

2 MHz

340 fA

1×10 6 V / A

180 ns

25 pF

191 kB

HCA-2M-1M-C

2 MHz

3.5 pA

1×10 6 V / A

180 ns

1 nF

191 kB

HCA-4M-500K

4 MHz

490fA

5×10 5 V / A

90 ns

15 pF

191 kB

HCA-4M-500K-C

4 MHz

3.5 pA

5×10 5 V / A

90 ns

500 pF

191 kB

HCA-10M-100K

10 MHz

1.1 pA

1×10 5 V / A

35 ns

15 pF

189 kB

HCA-10M-100K-C

10 MHz

3.5 pA

1×10 5 V / A

35 ns

150 pF

191 kB

HCA-20M-100K-C

20 MHz

3.5 pA

1×10 5 V / A

18 ns

50 pF

190 kB

HCA-40M-100K-C

40 MHz

3.7 pA

1×10 5 V / A

10 ns

30 pF

189 kB

HCA-100M-50K-C

100 MHz

3.8 pA

5×10 4 V / A

3.5 ns

20 pF *

293 kB

HCA-200M-20K-C

200 MHz

4.9 pA

2×10 4 V / A

1.9 ns

8 pF *

287 kB

HCA-400M-5K-C

400 MHz

21 pA

5×10 3 V / A

1 ns

10 pF *

304キロバイト

出力電圧±1.5 V、@ 50Ω負荷。オフセットはトリムポットで調整できます。出力短絡保護されています。バイアス光検出器用の調整可能なバイアス出力(-12 V ... + 12 V)。電源は3ピンLEMO®ソケット相手側コネクタが装置に付属しています。利用できる任意電源PS-15。詳細についてはデータシートをご覧ください。

注:上記の最大検出器容量は、この値までで指定された3dB帯域幅(±15%)が保証されることを意味します。より大きな容量も可能ですが、帯域幅と周波数応答にわずかに影響します。

*超高速モデルHCA-100M-50K-C、HCA-200M-20K-C、およびHCA-400M-5K-Cでは、電源容量が上記の値に達すると、公称値の最大25%の帯域幅の減少が生じる可能性があります。最大ソース容量値に注目。特にこれらのモデルでは、入力のケーブルを短くし、低容量のソースを使用することが非常に重要です。


 

可変利得サブフェムトアンペア 電流アンプ DDPCA-300



 

特徴
  • ピーク間ノイズ:0.4 fA
  • トランスインピーダンスゲイン104 から1013 V / A
  • サブfAからmAまでの測定で240 dBのダイナミックレンジ
  • DUTバイアス用の調整可能な入力電圧
  • 信号源の近くで使用するためのコンパクトなハウジング
  • 手動および遠隔操作

 

サブフェムトアンペア感度

可変利得サブフェムトアンペアアンプDDPCA-300は、FEMTOの幅広い低ノイズトランスインピーダンスアンプの最新製品です。その優れた設計は、最低0.2 fA /√Hzおよび0.4 fAピークツーピークの入力ノイズ値を達成します。ゲインは10 4から10 13 V / Aの非常に広い範囲で設定できます。手動またはリモートインタフェースによる。したがって、アンプはサブフェムトアンペアからミリアンペアまでの電流を測定するために、単純にゲイン範囲を切り替えることで、240 dBを超える広いダイナミックレンジをカバーします。コンパクトなハウジングは、信号源の近くでの使用に最適化されており、長いケーブルによる信号の乱れやノイズの混入を防ぎます。アンプの帯域幅をさまざまな信号条件に適応させるために、さまざまなフィルタが組み込まれています。したがって、特定のアプリケーションに対して適切なフィルタ設定を選択することによって、S / N比と測定速度を最適化することができます。また、最高のゲイン設定でも、外部平均化や長いテスト期間を必要とせずに、測定速度はフェムトアンプ電流をリアルタイムで測定するのに十分です(下の図1を参照)。
 

安定した長期性能のための低ドリフト

フェムトアンペアレベルでは、ドリフトとオフセット電流が測定誤差やベースラインのシフトを引き起こしやすくなります。DDPCA-300の設計は、長期安定性と極めて低いドリフトのために最適化されています。下の図は、7時間を超える期間にわたって測定されたアンプのベースラインドリフトが0.5 fA未満であることを示しています。避けられない(例えば、温度関連の)オフセットの場合には、不要なオフセット電流をキャンセルし、ベースラインをゼロにするためのトリムポットが提供されます。

 

ソースバイアスによるデバイスの特性評価

DDPCA-300の非常に高い感度は、高抵抗半導体(例えば、MOSまたはJFET)または量子ドットデバイスの特性評価のような低電流アプリケーションで利用することができます。被試験デバイス(DUT)をバイアスするために、調整可能な電圧がアンプ入力に直接供給されます。手動またはリモートインタフェースを介して±10 Vの範囲でバイアス電圧を変更することで、分光測定におけるさまざまなバイアス電圧に対するDUTの特性評価が可能になります。粒子物理学における光電流測定やビームモニタリングのようなバイアス電圧を必要としないアプリケーションでは、バイアス電圧を簡単に無効にすることができます。
 

アプリケーション
  • 光電離検出アンプ
  • MOSおよびJFET構造のI / V評価
  • 超低電流のDC測定
  • 量子およびバイオテクノロジー実験
  • 分光法
  • 高抵抗測定
  • 既存のデジタル電圧計やA / Dコンバータに使いやすいFEMTOアンプアドオン

 

モデル

DDPCA-300

トランスインピーダンス[V / A]

10 4

10 5

10 6

10 7

10 8

10 9

10 10

10 11

10 12

10 13

帯域幅*( - 3 dB)[Hz]

400

400

400

400

150

150

20

20

1

1

立上り時間*(10% - 90%)[ミリ秒]

0.8

0.8

0.8

0.8

2.3

2.3

17年

17年

350

350

積分入力ノイズ*(ピーク - ピーク)

7 nA

7 nA

70 pA

70 pA

1.2 pA

1.2 pA

50 fA

50 fA

2 fA

2 fA

スペクトル入力ノイズ密度[/√Hz]

45 pA

45 pA

0.5 pA

0.5 pA

15 fA

15 fA

1.3 fA

1.3 fA

0.2 fA

0.2 fA

精度性能

±1%のゲイン

調整可能ローパスフィルター

3つの設定:全帯域幅、0.7 Hzと0.1 Hz

出力性能

±10 V、±30 mA

バイアス電圧

±10 V、最大 10 mA、アンプ入力に接続、トリムポットまたはリモートコントロール電圧で調整可能

電源

±15 V、+ 70 mA / -15 mA typ。、±150 mAを推奨

制御インターフェース

4つの光絶縁デジタル入力、TTL / CMOS互換、アナログバイアス制御電圧入力

場合

170 x 60 x 45 mm(L x W x H)、重量320 g(0.74ポンド)

データシートの表示とダウンロード

278 kB

*上の表に記載されている帯域幅、立ち上がり時間、および積分入力ノイズの値は、ローパスフィルタが全帯域幅に設定されている場合に達成されます。ローパスフィルタを0.7 Hzまたは0.1 Hzに設定すると、より低いピークツーピークノイズ値を実現できます。ローパスフィルタを0.1 Hzに設定する、ゲイン設定10 12および10 13 V / Aで最小ピークトゥピークノイズ0.4 fAが達成されます

オフセットはトリムポットで調整できます。LEDとデジタル制御出力による過負荷表示。入力は±2 kVの過渡電圧に対して保護されています。出力短絡保護されています。電源は3ピンLEMO®ソケット。相手側コネクタが装置に付属しています。利用できる任意電源PS-15。


図1:平均化なしのリアルタイムフェムトアンペア測定



 

可変利得低雑音 電流アンプ DLPCA-200





 

特徴
  • トランスインピーダンスゲイン103 から1011  V / A
  • 4.3 fA /√Hzまでの入力ノイズ
  • 最大500 kHzの帯域幅
  • 700 nsまでの立ち上がり時間
  • 調整可能バイアス電圧
  • 手動および遠隔操作
 
究極の低ノイズ電流アンプ

機能を満載したDLPCA-200可変利得トランスインピーダンスアンプは、小電流から使用可能な電圧への変換を必要とする幅広いアプリケーション用に設計されています。たとえば、µs領域までの時間分解電流および電荷測定やフォトダイオードまたはロックインシステム用のプリアンプとして最適です。DLPCA-200は、可変インピーダンス利得を提供しています103〜10 1 1V / Aサブピコからミリアンペアの範囲の電流の高感度測定を可能にします。切り替え可能なAC / DCカップリング、10 Hzローパスフィルタ、調整可能なオフセット制御を使用して、さまざまな測定タスクや信号条件にアンプを適応させることができます。入力ソケットのシールドに接続された調整可能なバイアス電圧は、アンプ入力に接続された外部フォトダイオードの速度とノイズ性能を最適化するために提供されています。

すべての機能は、スイッチで手動、またはリモートコントロールで光絶縁インターフェースを介して設定できます。これらすべては、ユーザーを念頭に置いて設計され、非常に荒くてノイズの多い環境でも問題のない動作を保証するように設計された、頑丈でコンパクトなEMIシールドケースに収められています。
 

ソース容量に依存しない帯域幅と周波数応答

利用可能な他のアンプとは異なり、DLPCA-200は、さまざまな音源の周波数補正など、特別な調整は必要ありません。利得は一定のままであり、周波数応答は最大1 nFの高いソース容量に対しても非常に平坦です。ゲインピーキングや発振などの一般的な問題は、慎重なアンプ設計と出荷前のユニットの徹底的なテストによって回避されます。

さらに、DLPCA-200は大きなゲイン設定に対しても高速を提供します。10 11 V / A の最大ゲイン設定では、1.1 kHzの3 dB帯域幅と300 µsの立ち上がり時間を提供します。全帯域幅を必要としない低周波アプリケーションのために、ユニットは広帯域ノイズを除去するために切り替え可能な10Hzローパスフィルターを持っていて、正確で超低ノイズのDC電流測定をフェムトアンペアまで可能にします。

 

アプリケーション
  • フォトダイオードおよび光電子増倍管増幅器
  • 走査型トンネル顕微鏡(STM)
  • 分光法
  • 粒子加速器/シンクロトロンのビームモニタリング
  • イオン化検出器
  • ロックイン用プリアンプ、A / Dコンバータなど

 

モデル

DLPCA-200

性能範囲

低ノイズ

高速

トランスインピーダンス[V / A]

10 3

10 4

10 5

10 6

10 7

10 8

10 9

10 5

10 6

10 7

10 8

10 9

10 10

10 11

帯域幅
(−3 dB)[kHz]

500

500

400

200

50

7

1.1

500

500

400

200

50

7

1.1

立ち上がり時間
(10
〜90%)

700 ns

700 ns

900 ns

1.8μs

7μs

50μs

300μs

700 ns

700 ns

900 ns

1.8μs

7μs

50μs

300μs

等しい 入力ノイズ
[/√Hz]

20 pA

2.3 pA

450 fA

130 fA

43 fA

13 fA

4.3 fA

13 pA

1.8 pA

440 fA

130 fA

43 fA

13 fA

4.3 fA

精度性能

ゲイン±1%、平坦度0.1 dB

ローパスフィルタ

10 Hzに切り替え可能

出力性能

±10 V、±30 mA

バイアス電圧

±10 V、最大 22 mA、BNC入力ソケットのシールドに接続、GNDに切り替え可能

電源

±15 V、+ 120 mA / −80 mA標準、±200 mAを推奨

制御インターフェース

5つの光絶縁デジタル入力、TTL / CMOS互換、アナログオフセット制御電圧入力

場合

170 x 60 x 45 mm(L x W x H)、重量320 g(0.74ポンド)

データシート

322 kB

オフセットはトリムポットまたは外部制御電圧によって調整可能です。LEDオーバーロード表示 入力は±3 kVのトランジェントに対して保護されています。出力短絡保護されています。電源は3ピンLEMO®ソケットを介します相手側コネクタが装置に付属しています。利用できる任意電源PS-15。

 

可変利得高速電流アンプ DHPCA-100




 

特徴
  • トランスインピーダンスゲイン102から 10 V / A
  • 最大200 MHzの帯域幅
  • 1.8 nsまでの立ち上がり時間
  • 内部信号フィルタ
  • 調整可能バイアス電圧
  • 手動および遠隔操作

 

究極の高速電流アンプ

DHPCA-100可変利得トランスインピーダンスアンプは、最大200 MHzの帯域幅で小さな電流を使用可能な電圧に変換する必要があるアプリケーションに最適です。最大200 MHzのDCおよびAC測定、ns領域までの時間分解測定、および高速フォトディテクタ信号用のプリアンプとして最適です。

DHPCA-100は、可変利得102 から10V / Aを含む多くの機能提供する、ベースライン補正、高速フォトダイオードと共に使用するための調整可能なバイアス電圧、切り替え可能な10 MHzおよび1MHzの低域のオフセット、切り替え可能なAC / DC結合、調整可能フィルタと手動および遠隔制御の両方の機能。堅牢でコンパクトなEMIシールドケースを備えたDHPCA-100は、幅広いアプリケーションに理想的なユニバーサル高速アンプです。
 

帯域幅と周波数応答

DHPCA-100は、ゲインと帯域幅の最適な組み合わせを提供します。10 3 V / A のゲイン設定では、200 MHzの非常に高い3 dB帯域幅が得られ、10 8 V / Aの最高ゲイン設定でも、上限のカットオフ周波数は依然として220 kHzです。全帯域幅を必要としないアプリケーションのために、ユニットは広帯域ノイズを最小にするために切替可能な10 MHzと1 MHzのローパスフィルタを持っています。
 

アプリケーション
  • 光検出アンプ
  • 高速イオン化検出
  • 分光法
  • オシロスコープ用プリアンプ、A / Dコンバータ、RFロックインアンプ

 

モデル

DHPCA-100

性能範囲

低ノイズ

高速

トランスインピーダンス[V / A]

10 2

10 3

10 4

10 5

10 6

10 7

10 3

10 4

10 5

10 6

10 7

10 8

帯域幅
(−3 dB)[MHz]

200

80

14年

3.5

1.8

0.22

175

80

14年

3.5

1.8

0.22

立ち上がり時間
(10%〜90%)

1.8 ns

4.4 ns

25 ns

0.1μs

0.2μs

1.6μs

2.0 ns

4.4 ns

25 ns

0.1μs

0.2μs

1.6μs

等しい 入力ノイズ
[/√Hz]

220 pA

17 pA

2.2 pA

490fA

140 fA

51 fA

155 pA

6.1 pA

1.5 pA

440 fA

140 fA

51 fA

精度性能

±1%のゲイン

ローパスフィルタ

1 MHz、10 MHzまたは全帯域幅に切り替え可能

出力性能

±1 V @ 50Ω負荷

バイアス電圧

±10 V、最大 22 mA、BNCシールドに接続、GNDに切り替え可能

電源

±15 V、+ 110 mA / −90 mA

制御インターフェース

光絶縁デジタル入力、TTL / CMOS互換、アナログオフセット制御電圧入力

場合

170 x 60 x 45 mm(L x W x H)、重量320 g(0.74ポンド)

データシート

368 kB

オフセットはポテンショメータまたは外部制御電圧によって調整可能です。LEDオーバーロード表示 入力は±3 kVのトランジェントに対して保護されています。出力短絡保護されています。電源は3ピンLEMO®ソケットを介します相手側コネクタが装置に付属しています。利用できる任意電源PS-15。