电流表原理和如何避免测量误差（一）

分流或与反馈式电流表

分流式电流表是最常见的型式并且在 很多应用中用到；反馈式电流表在测量小电流时更加合适；由于现在的被测电流幅度越来越小，他们的用途越来越多。但是，选择合适的电流表不仅由被测电流的大小决定，还要分析被测器件的特性（最典型的例如阻抗）。

分流式电流表与数字多用表
分流式电流表是最常见的电流表类型并且在几乎所有的数字多用表（DMMs）里都含有。这些表通过测量在输入端形成的与被测电流成比例的电压得出电流。
（如图1）

分流式电流表的主要缺点是他们原理上的高输入阻抗设计。在电流减小时这种缺点更加明显。因为必须要用较大的分流电阻以生成一个可测量的电压。但是，在分流电阻显著小于DUT并且被测电流不是非常小（不小于微安〔10-6A〕）时，分流电 流表工作良好。

输入端压降
电流表的输入端电压称为输入端压降。相比于电流表接入前，此电压会通过仪表形成一个非常小的电流，因此，电流表就无法读取到真正的被测电流。
理想电流表不会改变电流流经的道路，所以它具有零输入电阻和零输入端压降。一个实际的电流表总会引入一个非零的输入端压降。通常情况下，该误差项由电流表除以被测电路的电阻表征。分流式电流表的输入端压降通常在几百毫伏数量级。
图2

反馈式电流表
反馈式电流表比分流式电流表更接 近“理想”表，并且用于测量微安（10-6A）或更小电流尤其在严格要求电流表具有低输入阻抗时。与分流式电流表不同，反馈式电流表在一个高增益运放的反馈回路上产生一个电压（如图2），此电压依然与被测电流成比例；但是，在仪器的输入 端观测不到这个电压，而是在运放的输出 端。输入电压等于输出电压除以运放的增益（典型值为 100，000），所以输入端 压降就比毫伏显著减小。反馈电流表的结构具有更小的输入端压降，所以它能在测量小电流时和由低阻器件产生的电流时减小误差。 Keithley 的静电计和皮安表都运用反馈电流表的技术。
图3

图3 说明了在测量晶体管的发射极电流时由高输入端压降造成的问题。虽然基本被测电流可以用DMM很好的测出，但DMM的输入端压降显著地减小了加在 DUT上的电压，造成了发射极上的电流小 于所要测的。如果用一个皮安表或静电计代替，输入端压降所造成的发射极电流的改变就很微小了。

产生电流误差的源
低电流测量精度受一系列会对测量精度造成影响的误差源决定。所有的电流表都会产生一些小的电流源，即使在输入端开路时也是。这些偏置电流能够通过打开仪器电流抑制部分地消除。外部的电流泄 漏是附加的误差源；因此，适当的防护/ 或屏蔽是很重要的。DUT的源内阻也会影响到电流表的噪声性能。另外，测试系统里还有一些外部生成的电流会加到被测电流上，引起误差。下面几段会讨论各种类
型的噪声电流和如何减少他们对测量的影响。