電流量測在電子電路和半導體中是非常重要的，隨著半導體製程的進步，元件的尺寸不斷縮小，操作電流也越來越小，這可以使得電子產品越來越省電，但要能夠精準地量測微小電流是非常困難的。一般日常生活中常見的電器用品，其電流大小大約是1~20A (安培)左右，但在此我們所說的微小電流是1fA =1/1000000000000000安培(1fA = 千兆分之一安培)，這種微小電流是沒有辦法用普通的儀器來量測的，必須使用高精密的量測儀器。除此之外，在高功率的電子電路中則需要量測極大電流，其電流大小大約是100~200A。無論是量測極小電流和極大電流都需要非常特別的量測儀器才能做到，以下要介紹我國自行研發的高精密電子量測儀器和極小電流與極大電流的量測技術。

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極小電流量測

• 漏電問題

在量測極小電流時會遇到的其中一個問題是漏電問題，請看圖1。

當電流在金屬導線M1中傳輸時，外部通常是被絕緣體隔絕的，因此理想上電流不會流到外部。但實際上，只要中央的金屬導線和外界有電壓差，就會有微小的漏電產生，當我們想要量測的是比較大的電流時，這個漏電流幾乎可以忽略不計。但是當我們想要量測的是極小電流時，這個漏電流就會有很大的影響了。

我們可以將絕緣體想成一個極大的電阻，如圖二(a)，如果真是極大電阻，電流不會從A流到B的，可是我們不能保證這一點，唯一的辦法是要使A和B是同一電位，一旦是同一電位，電流自然不會流過去，但如何做到同一電位呢？一個方法就是使用護衛 (guarding)，如圖二(b)。OA是所謂的運算放大器(Operational Amplifier)，這種電路可以使A和B同電位，當然要做到絕對的同電位也是相當困難的，只有非常厲害的電子工程師可以做到這一點。我們所介紹的公司，就有這種能力。

為了解決整個儀器中所有的漏電問題，我們需要在電子元件、印刷電路板、傳輸線當中有護衛 (guarding) 的設計，請看圖3。

我們整個高精密電子量測儀器當中，包含非常多不同的電子元件和導線，為了解決漏電問題，工程師對於整個儀器的線路設計要非常注意，整個印刷電路板的設計都是特別的，必須加入護衛的設計，使用的傳輸線也必須有護衛的設計。這種做法是相當複雜的，也不容易做到的。

• 氣流與機械應力

各位應該知道，我們平常使用的電腦裡面都有風扇，風扇是為了散熱，許多電子元件在工作過程中是會發熱的，溫度太高時，電子元件的行為是會發生錯誤的，可能使得功能不正常。因此在我們的電子量測儀器中，也是有風扇負責整個儀器的散熱的，這個風扇會產生氣流在印刷電路板上面流動。

因為電子零件主要是透過焊接接合到印刷電路板上的，在焊接的過程中，有可能會有殘餘的機械應力，這個流動的氣流可能會造成電子零件晃動。氣流也會造成印刷電路板表面的溫度分佈不均，使得量測的過程中有許多雜訊，如圖4所示。