四极质谱检测中复合放大器的低噪声高带宽设计

摘要

四极质谱峰信号是10-11～10-6级的微弱电流,并且快速变化,所以在大动态范围内实现放大器的低噪声和高带宽是设计关键.本文设计了一种开环增益可调整的同相输入复合跨阻抗放大器,并分析了开环增益对信号和噪声的影响.在较低放大倍率时,改变开环增益后放大器会降低自身产生的噪声,实现低噪声;在较高放大倍率时,改变开环增益后放大器能扩展被极高阻值的反馈电阻和寄生电容降低的信号带宽.实验结果表明:与反相输入复合放大器相比,同相输入复合放大器在106～107V/A放大时能降低5%～30%噪声,在108V/A放大时可扩展带宽1.8倍并提高10%～15%质谱峰强度.在106～108V/A大动态范围内,同相输入复合放大器可降低噪声和扩展带宽,提高了四极质谱峰的信噪比、灵敏度和分辨率.