1.一种ASIC,用于fA~pA量级微弱电流测量,其特征在于:ASIC具有十个引脚;其中,第一引脚为信号输入引脚,用于输入待测电流;第七引脚为电源地引脚;第十引脚为电源正极引脚;第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚、第六引脚、第八引脚、第九引脚为功能引脚,用于连接ASIC外围元件;第五引脚还作为信号输出引脚,用于输出放大后的电压,并电性连接至中间放大器的输入端;
在ASIC的内部,包括有两个CMOS运算放大器构成的放大电路、四个CMOS传输门、七个CMOS反相器、三个电阻以及两个电容;ASIC的第七引脚连接至电源地端,ASIC的第十引脚连接至电源正端;ASIC的第一引脚作为待测电流信号输入端,用于输入待测电流;ASIC的第五引脚作为放大电压信号输出端,用于输入放大的电压信号;ASIC的第二引脚和第三引脚之间并联接入第一反馈电阻,ASIC的第四引脚和第五引脚之间并联接入第二反馈电阻,ASIC的第六引脚和电源地端之间串联接入第三反馈电阻;ASIC的第八引脚和第九引脚之间并联接入一个MΩ量级的电阻和一个晶体振荡器,该MΩ量级的电阻使第一CMOS反相器处于线性放大区,构成一个放大器,产生振荡,振荡频率取决于晶体振荡器的谐振频率;
通过高频轮切电路将放大电路按时间片轮切为两路,其中一路输出信号包含有待测电流信号和干扰信号,另一路仅包括有干扰信号,不包含有待测电流信号;再通过减法电路复而为一,从而过滤掉干扰信号,提取、放大有用的待测信号,提高信噪比,有效地抑制噪声,准确地测量得到待测电流值。
2.如权利要求1的ASIC,其特征在于:在ASIC内部,第一CMOS传输门的信号输入端和第三CMOS传输门的信号输入端均电性连接至ASIC的第一引脚;第一CMOS反相器、第二CMOS反相器、第三CMOS反相器、第四CMOS反相器、第五CMOS反相器、第六CMOS反相器、第七CMOS反相器依次串联,第一CMOS反相器的输入端电性连接至ASIC的第八引脚,第一CMOS反相器的输出端、第二CMOS反相器的输入端均电性连接至ASIC的第九引脚;第二CMOS运算放大器的信号输出端电性连接至ASIC的第五引脚;第一CMOS传输门的信号输出端、第一CMOS运算放大器的反相输入端均电性连接至ASIC的第二引脚,第三电阻电性连接在第一CMOS运算放大器的同相输入端与电源地端之间;第一CMOS运算放大器的信号输出端、第二CMOS传输门的信号输入端、第四CMOS传输门的信号输入端均电性连接至ASIC的第三引脚;第二CMOS传输门与第一电阻串联,第一电阻的另一端、第二CMOS运算放大器的反相输入端均电性连接至ASIC的第四引脚,第一电容电性连接在第二CMOS传输门与第一电阻的共同端及电源地端之间;第三CMOS传输门的信号输出端电性连接至电源地端;第四CMOS传输门与第二电阻串联,第二电阻的另一端、第二CMOS运算放大器的同相输入端均电性连接至ASIC的第六引脚,电源地端电性连接至ASIC的第七引脚;
第三CMOS反相器的输出端还电性连接至第三CMOS传输门的反相控制端;第四CMOS反相器的输出端还电性连接至第一CMOS传输门的正相控制端;第六CMOS反相器的输出端还电性连接至第二CMOS传输门的正相控制端;第七CMOS反相器的输出端还电性连接至第四CMOS传输门的反相控制端;电源正端电性连接至ASIC的第十引脚。
3.如权利要求2的ASIC,其特征在于:第五CMOS反相器、第六CMOS反相器之间具有2N个串联的CMOS反相器,N为正整数,N的取值使得所有CMOS反相器的整体响应速度与第一CMOS运算放大器的响应速度匹配。
4.如权利要求2所述的ASIC,其特征在于:第一CMOS传输门和第二CMOS传输门同时开或关,第三CMOS传输门和第四CMOS传输门同时关或开,并且,第一CMOS传输门和第二CMOS传输门的开关状态,与第三CMOS传输门和CMOS传输门的开关状态总是相反,即第一CMOS传输门和第二CMOS传输门处于导通低阻状态时,第三CMOS传输门和第四CMOS传输门则均处于截止状态,反之亦然。
5.如权利要求2所述的ASIC,其特征在于:在工作时,四个CMOS传输门工作于开关状态;第一CMOS反相器的输入端和输出端之间即ASIC的第八引脚和第九引脚之间并联接入一个MΩ量级的电阻和一个晶体振荡器,该MΩ量级的电阻使第一CMOS反相器位于线性放大区,构成一个放大器,产生振荡,振荡频率取决于晶体振荡器的谐振频率;晶体振荡器的谐振频率为MHz量级。
6.一种纳米级绝缘薄膜电压-电流特性测量系统,其特征在于:测量系统包括电学测试装置,电学测试装置中包括如权利要求1-5任一项的ASIC。