Токи утечки радиоэлементов.

[bsw_m]

Данное обсуждение началось в ветке форума: Методика калибровки мультиметров
Но в силу того, что оно не совсем соответствует теме данной ветки, решил создать отдельную ветку для обсуждения и измерений.
Так как данные в документации по данным этих параметров достаточно консервативны. Думаю, реальные измеренные данные из этой ветки могут быть многим полезны при проектировании схем, ремонте приборов и т.д. А наличие отдельной ветки, упростит поиск.
При измерениях настоятельно рекомендую использовать методики изложенные в соответствующих ГОСТах. Если не найден соответствующий ГОСТ, следует полностью описать методику измерений.

Начну:

1.Ток утечки затвора 2ПС104А, были измерены 5 экземпляров разных годов выпуска (демонтаж).
Измерения производились в соответствии с ГОСТ 20398.6—74
Напряжение зи -10В, ток утечки был в пределах 0.25...0.32пА. Температура окружающей среды при проведении измерений 24°C

2. Входной ток ОУ OPA140. Измерено ~10 экземпляров купленных в разное время в разных местах. Измерения производились следующим образом: ОУ включался как буфер (выход и инвертирующий вход замыкались), электрометр включался между "землей" и неинвертирующим входом ОУ. Питание двуполярное ±10...±15В. Входные токи составляли 0.1...0.3пА. Температура при проведении измерений была в диапазоне 18°C...30°C

3. Входной ток ОУ ADA4530-1, методика измерения та же, что и при измерении входного тока OPA140. Напряжение питания ±6В. Было измерено 2 экземпляра. Входной ток составил ~50аА.

[Electricman]

Хм, какой низкий ток у 104ых... У моих в самом лучшем случае - 5.7пА, и далее до 60пА. Что, впрочем, попадает в допустимые 300пА.

Измерил таким же образом входной ток В7-39 - вышло около 2.7пА, плавал от 2.4 до 3пА.

Добавлено after 44 minutes 41 second:
Кстати, а куда подключать вывод "корпус" у всяких 303их и тому подобных?

[bsw_m]

2ПС104 может быть были отобранные. Все же демонтаж.
Входной ток у В7-39 - в полном порядке, такой и должен быть. Можно сделать однозначный вывод о исправности входных цепей прибора.

Ну а 303-е, 307-е и иже с ними, тут все просто - исходить из того, что корпус транзистора должен выполнять роль эквипотенциальной защиты. А так как потенциал входа электрометра равен нулю (упрощение, без учета смещения усилителя), то и корпусной вывод следует подключать к земле.

[bsw_m]

Немногим ранее я публиковал данные по замеру утечек реле DS2E-S-DC5V
Тут: https://www.radiokot.ru/forum/viewtopic ... 2#p3869002
И тут: https://www.radiokot.ru/forum/viewtopic ... 5#p3869395
И по результатам измерений эти реле себя показали очень хорошо. Но у меня не было возможности достоверно измерить термоЭДС этих реле, исправляюсь:


Как происходил замер:
Выводы 2-х неподвижных контактов были замкнуты между собой, плотно накручен одножильный медный провод и затем места соединений были опаяны.
На вывод подвижного контакта также был плотно накручен одножильный медный провод с последующей опайкой.
Таким образом полученные медные выводы всегда замкнуты: при обесточенной катушке реле - нормально замкнутым контактом, когда же подано управляющее напряжение на катушку реле - нормально разомкнутыми контактами.

Эти провода были непосредственно зажаты в клеммы нановольтметра. После достижения теплового равновесия, было скомпенсировано смещение и запущено логирование данных с прибора.
Далее, на катушку было подано номинальное напряжение 5В и оно не отключалось до устаканивания показаний. После катушка обесточивалась и снова дожидалось установление теплового равновесия. После логирование было выключено и построен график.

В идеале, для таких измерений было бы совсем правильным использовать специальный переключатель полярности, но пока у меня его нет.

P.S. Данные реле хоть ранее и показали себя очень хорошо по утечкам. Но по термоЭДС эти реле ужасны и не годятся для замены отечественных РВ-5А, у которых термоЭДС ниже 1мкВ, но о них позже.
P.P.S. Если есть предложения, как улучшить методику - открыт к диалогу.

Во вложении - сырые данные, если кто захочет сам поиграться.

Вложения

DS2E-S.zip

(15.65 KiB) Скачиваний: 152

Последний раз редактировалось bsw_m Ср окт 06, 2021 17:59:09, всего редактировалось 2 раз(а).

[Electricman]

Может всё же подкорректировать название темы на "измерение критичных параметров радиоэлементов"? Всё таки кроме утечек есть и другие важные параметры.

Входной ток у В7-39 - в полном порядке

Но данное измерение нельзя считать точным, так как подключения производили метровым проводом в ПВХ-изоляции. Впрочем, измерения как с резистором, так и с конденсатором по входу давали результаты в пределах 0.5...6пА.

[bsw_m]

Electricman писал(а):

Может всё же подкорректировать название темы на "измерение критичных параметров радиоэлементов"? Всё таки кроме утечек есть и другие важные параметры.

В этом есть смысл, но это наверное нужно модератора просить. Предлагаю посмотреть как и куда разовьется тема.

Electricman писал(а):

Но данное измерение нельзя считать точным, так как подключения производили метровым проводом в ПВХ-изоляции. Впрочем, измерения как с резистором, так и с конденсатором по входу давали результаты в пределах 0.5...6пА.

Если получились сходимые результаты, то для грубой оценки этого вполне достаточно.

[Electricman]

Произвёл замер тока утечки затвора трёх десятков КП303 (с разными индексами). За исключением одного пробитого, все полевики с огромным запасом уложились в допуск, со средним значением в 18-25пА при допуске 100пА (для буквы Е) и 1нА для остальных. Пара экземпляров показала ток утечки меньше 2пА.

Измерил и пару 2П303Г входе усилителя от В7-46, ток утечки оказался в районе 9пА (входной ток вольтметра в районе 15-20пА).

[astrahard]

Полезные сведения, спасибо bsw_m. А как быть с отбором компонентов при отсутствии дорогих измерителей? Этот вопрос посвящается простым способам самотестирования вольтметра на ток утечки входа. К сожалению не приведен ни один пример вольтметра где есть самотестирование токов утечки. Без этого тема приобретает оттенок "а вот у меня". Извините, но я предлагал схему самотестирования, этот способ, даже при неисправности дополнительно введенных компонентов даст однозначный результат о изменении во времени свойств входа прибора при наличии внутреннего логгирования. Можно придумать название спец светику (уже есть ГОТОВ), а еще нужно сообщение типа ПОЧИНИ МЕНЯ? Логика то дополнительная проста как 2 копейки.

P.S. Пример: SDS7102V скоп. Это не вольтметр и приведен здесь как пример прибора с процессором и энергонезависимой памятью но с нарушением логики обслуживания. Есть автокалибровка но нет логгирования автокалибровок нет подсказки что нуждается в обслуживании.

[Mickle]

К сожалению не приведен ни один пример вольтметра где есть самотестирование токов утечки.

В универсальных вольтметрах (т.е. мультиметрах) такого функционала практически не встречается, т.к. 99,73% потребителей он попросту не требуется. Ток утечки - вторичный (или даже третичный) эксплуатационный параметр, который существенно зависит от температуры, влажности, условий хранения и работы прибора, а потому в спецификации указывается лишь типовым, и редко - максимальным значением. Среди всех известных мне мультиметров функцией допускового самоконтроля входного тока обладает Keithley 2000 и разработанный на его основе Picotest M3500A (да и то, только с последними версиями ПО). Условно сюда же можно отнести Datron 1061A и 1071, которые хотя и не поддерживают самоконтроль входного тока, но зато имеют функцию автоматической настройки (минимизации) оного.

[ZhuraYuk]

Промерял ОР177G который планирую для замены в МНИПИшные электрометры, входной ток составил 1.2нА соответствует даташиту при двополярном 15В. Выбирал между AD8675 и ОР177 но не вижу особой разницы между ними ОР177 дешевле и корпус подходит не нужно будет ставить платы переходные. Как завтра приедет переходник MSOP-8 на DIP-8 так померю и AD8675 . Последнего нет на Маузере в наличии купил в местном магазине в всратом корпусе.

[bsw_m]

По входным токам OP177 и AD8675 примерно одинаковы. У AD8675 преимущество в меньшем шуме.
OP177F имеет преимущество в бОльшем коэффициенте усиления.

Добавлено after 4 minutes 54 seconds:
Промерял тут разные конденсаторы на утечки.
Некоторые результаты:


В файлах с сырыми данными первая колонка время в unixtime формате, вторая - соответственно, ток.

Добавлено after 2 hours 42 minutes 13 seconds:
В качестве небольшого бонуса сравнение Wima MKP4 22нФ 100В и К71-7В 20нФ 250В при напряжении 25В:

Вложения

Capacitors leak test.zip

(170.26 KiB) Скачиваний: 158

[ZhuraYuk]

Сегодняшняя попытка променять AD8675 завершилась фиаско, ток постоянно 80нА, грешу на плохо отмытую плату но сколько не вымачивал в изопропаноле не помогло. Сначала промыл просто смесью нефраса и изопропанола так ток был вообще 800пА. Из за этого мелкого корпуса очень трудно отмыть внутри под ним и между ног. Также есть подозрение что перегрел когда паял но маловероятно так как паяльник на жалах Т12 с контролем температуры.

bsw_m писал(а):

Промерял тут разные конденсаторы на утечки.

Я тоже мечтаю перепроверить коллекцию своих К72П-6 но пока не подключал электрометр к ПК, какой софт вы используете для взаимодействия с прибором? Каким образом подключен КОП интерфейс к ПК?

[bsw_m]

ZhuraYuk писал(а):

какой софт вы используете для взаимодействия с прибором? Каким образом подключен КОП интерфейс к ПК?

Софт самописный, используется библиотека linux gpib.
Подключаю с помощью китайского клона Agilent 82357B.
Графики строю соответственно с помощью GNU Plot.

Вложения

v7-49.tar.gz

(900 байт) Скачиваний: 135

[ZhuraYuk]

Итак хочу сказать что для меня переходная плата является нерабочим дизайном для цепей с низкой утечкой. Даже сама плата без усилителя дает утечку 1нА. Причина в невозможности нормально вымыть флюс из под щелей ножек и с под усилителя. Если зажать щупами саму плату без пайки то ток утечки ниже чувствительности прибора которая начинается с фемто Ампер. Возможно стоить вымыть в чем то лучше чем просто изопропанол 60% + нефрас 40% а потом 99% изопропанол, пока гуглю что лучше. Для начал купить хваленый флюкс оофф.
Также проверял саму макетную плату на утечки и она тоже за гранью чувствительности прибора, усилитель в DIP 8 корпусе дает нормальную даташитную утечку.

[bsw_m]

Жаль этот корпус не дает возможность расположить охранное кольцо вокруг входов ОУ...
Насчет утечки в 1нА, а какой флюс использовался? Может быть есть смысл попробовать впаивать с обычной канифолью + хорошая отмывка?

Добавлено after 10 minutes 5 seconds:
Да, еще забыл добавить, мне как-то попадалась некая жижа, которая имела этикетку, что это изопропил, воняла как изопропил. Но после мойки этой жижей, утечки только возрастали.
Поэтому, там где важны минимальные утечки, я использую изопропил+бензин калоша, затем изопропил и финально флуксофф (производства solins).

Добавлено after 9 minutes 7 seconds:
P.S. не в качестве рекламы, изопропил использую вот такой:


В целом, отмывает хорошо, утечки не увеличивает. Но если мыть им сапфир, то может оставлять налет на поверхности, который возможно заметить только под микроскопом и только под определенным углом. Рекомендовать его по этой причине не могу. Но в то же время, приборами малой чувствительности (с наименьшим измеряемым током в 1фА), утечки через сапфир помытый этим спиртом, при тестовом напряжении 10В не регистрируются.

Добавлено after 3 minutes 55 seconds:
Купил я тут недавно для одного эксперимента 25 транзисторов КП307Ж.
Произвел их предварительную разбраковку по току утечки затвора, измерения по ГОСТ. В результате получилось
10 транзисторов имеют утечку <4пА, из них у 6-и в районе 2-х пА остальные около 3-х
8 транзисторов с утечкой выше 4пА, но ниже 7пА.
и 7 транзисторов с утечкой выше 7пА но ниже 10пА.

[ZhuraYuk]

Флюс RM-218, вот после твоего поста мне закрались сомнения в чистоте моего изопропанола, покупал не в подвале но у знакомых по 5л за копейки. Попробую купить в сертифицированных продавцов. Андрей посоветовал высокоомный флюс, куплю его тоже.

[bsw_m]

218-й активный флюс... Попробуйте пайку не с ним, а с классической канифолью.

[АлександрЛ]

ZhuraYuk писал(а):

Причина в невозможности нормально вымыть флюс из под щелей ножек и с под усилителя.

Покупайте ультразвуковую ванну, она флюс "вышибает" даже из- под СМД резисторов и конденсаторов.. - изопропанол + 30 минут в УЗ- ванне, и всё будет чисто..

[ZhuraYuk]

Итак, по совету купил нормальный изопропанол из хим магазина, химически чистый с сертификатом. Просто промыл им панельку с микросхемой зубной щеткой и утечка стала очень близкой к даташиту 0.5-0.6нА. Спасибо bsw_m за идею и Андрею shodan за дельный совет

[MatrixOid]

Немного ширпотреба. Диод Д104. Официально обратный ток до 5-ти мкА при напряжении 100В. Тестировал через У5-11 на напряжении 20В, обратный ток составил 0,85нА. UT61E с разрешением 10нА увидеть данный ток был просто бессилен.