基于低温电流比较仪的微弱电流放大器设计

设计并制作了一款基于低温电流比较仪(CCC)的低噪声电流放大器,可以用于pA 量级微弱电流的精密测量。该放大器由最大匝比2 000∶1的超导比例线圈、直流超导量子干涉器以及超导屏蔽等组成,建立了该放大器等效输入电流噪声、电流灵敏度以及反馈回路模型,在此基础上提出了降低放大器噪声和提高放大器灵敏度的方法。实验结果表明,CCC 超导比例线圈与匝数为12 的检测线圈的耦合系数可以达到0. 61,当CCC 电流放大比例为2 000∶1时,在1 Hz 频率下,放大器的等效输入电流噪声为30 fA/ sqrt(Hz),电流灵敏度为4. 71 nA/ Φ0,该放大器的性能在对峰峰值为6 pA 的方波电流测试中得到了验证。