Bu kadar düşük op-amp giriş akımları nasıl mümkündür?

Op-amp'lerin düşük giriş akımlarına sahip olduğunu anlıyorum; bu onların belirleyici özelliklerinden biri. Ama LMC6001'in veri sayfasına bakarken (eğlenceli bir şekilde "Ultra, Ultra-Düşük Giriş Akımı Amplifikatörü" olarak adlandırılır, çünkü bir ultra yeterli değildi), merak ediyorum: <sansürlü> bu kadar düşük giriş akımlarına nasıl sahipler‽

LMC6001, 25 ° C'de 25 femtoamperde bir maksimum giriş sapma akımı olduğunu iddia eder . Pimler arasında 10mV nominal giriş ofset voltajı ile, girişler arasında bir SOIC paketindeki iki bitişik pim olan 400 GΩ dirence eşdeğerdir. Ve eşdeğer giriş-güç dirençleri daha da yüksek!

Ve sonra karşılaştırıcılara bakarsanız, daha da etkileyici. Örneğin, daha küçük bir SC-70 paketinde bulunurken , eşdeğer giriş-giriş ve giriş-güç dirençlerinin 100 TΩ civarında olduğu TLV7211'i ele alalım. PCB ve ambalajdan geçen kaçak akımlar buna nasıl hakim değildir?

— aile ocağı
kaynak

Yüksek giriş empedansı, yalıtımlı kapı FET'lerini kullanmalarıdır. Ve elbette PCB'deki sızıntı hakim olmaya eğilimlidir, bu yüzden girişlerin etrafına koruma halkaları koymanız veya PTFE yalıtımlı direklerde durmanız gerekir.

— Jack Creasey

Ambalajın kendisinde sızıntıyı azaltmak için bunların paketlenmesi için herhangi bir özel plastik kullanıyorlar mı, yoksa bu düşük akım seviyesinde bile yeterli bir sorun değil mi?

— Ocak

Ultra yüksek empedans için girişlerin toprak tarafında veya koruyucu pimler olabilir. LMC6001 için veri sayfasında 10.1'i okuyun.

— Jack Creasey

Keithley'in panolarına bakarsanız, mevcut yolları azaltmak için FR4 kesiklerini de göreceksiniz. Ama gerçekten düşük giriş seviyeleri elde etmek için, IC'leri epoksi ambalaj olmadan Hamamatsu ve Burr Brown'dan waffle paketlerinde almak zorunda kaldım ve kendimi tel bağlamayı öğrenmeliydim (bana yardım etmek isteyen yerel birini buldum.) Epoksi paketleri de fark ettiğiniz gibi pimler arasında sızıntı var - bazı COTO röleleri aslında daha az sızıyor. (Koruyucu halkaları, FR4 veya epoksiyi karşılayamadım ve aynı zamanda sıcaklığı da dengelemek zorunda kaldım.)

— jonk

@Jonk Bunun resimlerini göndermelisin.

— DKNguyen

Yanıtlar:

Giriş empedansı doğrudan kaçak akımla karşılaştırılamaz.

$\Omega$ 1uA giriş voltajı ile çok kararlı olsaydı, giriş direncine sahip olabilir.

Bunlar MOSFET'lerdir ve neredeyse sıfır kapı kaçağı tamamen normaldir. 100 yıl boyunca şarjı, küçük bir kapı kapasitansı üzerinde biraz şarjla kalıcı bellekte saklayabileceğinizi unutmayın. Daha etkileyici başarı, bu sızıntı gereksinimi içinde her türlü kapı korumasını sağlamaktır. Sızıntıyı en aza indirmek için bazı akıllı bootstrap devreleri olabileceğinden şüpheleniyorum. İlgili herhangi bir şeyi açıklayıp açıklamadıklarını görmek için patentleri arayabilirsiniz (bu bir Ulusal Yarı İletken patenti olacaktır).

Mükemmel temizlendiğinde bile mükemmel olmayan (ve nispeten büyük bir sızıntıya sahip olmak için bazı akışlarla kolayca kontamine olan) FR4 PCB'leri kullanma seçenekleri vardır. İşte bazı konuları tartışan bir belge. Bence Bob Pease düşük sızıntıya ulaşmak için bazı iyi ipuçları ve püf noktaları vardı. PCB'yi tamamen düşük sızıntı pimi için önleyebilir ve örneğin bir PTFE (teflon) ayırıcı kullanabilirsiniz.

— Spehro Pefhany
kaynak

Dediğim gibi, giriş empedansı terimini yanlış kullanmamak için soruyu düzenledim. Burada bilmenize izin vermek, eğer isterseniz, bu cevabın bunu gösteren kısmını kaldırabilirsiniz.

— Hearth

CMOS transistörlerin doğru kullanımı ile bu kadar düşük giriş akımları alırlar. Hız konusunda büyük bir uzlaşma var. GHZ CMOS op-amp'lerini bulamazsınız.

PCB düzeni, tasarımda 2 seçenek içermelidir ZORUNLU. Giriş pimleri arasındaki koruma rayları, yakındaki besleme raylarından gelen kaçak akımların çıkışlarda ofset ve gürültüye neden olmasını önler. Seçenek 2, tahtanın bu bölümünde Teflon kullanılması ve dar tahta şeritlerinin yönlendirilmesi anlamına gelir. Girişlerinde 100 megaohm direnç gösterebilen giriş piminin artık bitişik PCB izleriyle hiçbir teması yoktur. Bazı Teflon direk, 100M ila gigaohm aralığındaki girişler için merkezde kalaylı bir tel ile kullanılır.

Pikampları ve pikovoltları ölçen ölçüm cihazları, bu tür devre topolojisini kullanır ve Teflon en zorlu gereksinimler için kullanılır. Ayrı bir toz kalkanı ve konformal kaplama, toz ve nemin gürültü ve / veya ofset hatalarına neden olmasını önler.

— Sparky256
kaynak