微电流与高阻抗测量技术

在现代电子测量领域，从半导体器件漏电流测试、传感器检测、材料电阻测量到纳安级生物电流检测，工程师经常需要面对微电流（μA、nA、pA甚至fA）和高阻抗（MΩ、GΩ甚至TΩ级）测量问题。

然而，当测量电流降到极低水平时，普通测试方法往往会失效。环境噪声、仪器偏置、电缆摩擦电以及湿度污染等微小因素，都可能引入远大于被测信号的误差。因此，微电流测量不仅是仪器精度问题，更是一项涉及电路设计、材料选择、环境控制和测量方法学的系统工程。

一、小电流测量的两种基本架构

电流测量设备本质上可以分为两类：

1. 分流型电流表
2. 反馈型电流表

两种结构在电路原理和应用场景上存在明显差异。

1 分流型电流表

分流型电流表是最常见的结构，广泛应用于数字万用表（DMM）中。

其工作原理非常直接：

• 在电流路径中串联一个已知电阻（分流电阻）
• 测量该电阻上的电压
• 根据欧姆定律