如此低的运算放大器输入电流怎么可能?


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我知道运算放大器的输入电流很低。这是他们定义的特征之一。但是,看看LMC6001的数据表(可笑的是“超,超低输入电流放大器”,因为一个超电流还不够),我想知道:<censored>如何获得如此低的输入电流‽

LMC6001要求25°C时的最大输入偏置电流为25 飞安。引脚之间的额定输入失调电压为10mV,相当于输入之间的400GΩ电阻,这是SOIC封装上的两个相邻引脚。而且等效的输入至电源电阻更高!

然后,如果您看一下比较器,那就更令人印象深刻了。以TLV7211为例,其等效输入至输入和输入至电源电阻约为100TΩ,同时采用更小的SC-70封装。如何避免流过PCB和封装的泄漏电流?


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高输入阻抗是因为它们使用绝缘栅FET。当然,PCB上的泄漏将占主导地位,这就是为什么您必须在输入周围放置保护环或在PTFE绝缘柱上使其远离。
Jack Creasey

他们是否使用任何特殊的塑料包装这些材料以减少整个包装本身的泄漏,或者即使在如此低的电流水平下,这还不足以解决问题吗?
炉边堡

对于超高阻抗,可能在输入的以太侧接地或保护引脚。对于LMC6001,请阅读数据表中的10.1。
Jack Creasey

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如果您查看吉时利的电路板,还将看到FR4切口以减少电流路径。但是要获得非常低的输入水平,我不得不从Hamamatsu和Burr Brown获得华夫饼包装的IC,而没有使用环氧树脂包装,并学会自己进行引线键合(在当地找到一个愿意帮助我的人。)环氧树脂包装也是如此如您所知,引脚之间存在泄漏-某些COTO继电器实际上泄漏较少。(我买不起保护环,FR4或环氧树脂,也不得不稳定温度。)
播种

@Jonk您必须发布该图片。
DKNguyen

Answers:


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输入阻抗不能直接与泄漏电流进行比较。

输入阻抗是输入电流随电压的变化。输入可以有一个1uA的偏置电流和1G输入电阻,如果1uA的是与输入电压非常稳定。Ω

它们是MOSFET,几乎零栅极泄漏是完全正常的。请记住,您只需一点栅极电容上的一点电荷就可以在非易失性存储器中存储100年的电荷。令人印象深刻的成就是在该泄漏要求范围内提供了任何种类的门保护。我怀疑它们可能具有一些巧妙的自举电路,以最大程度地减少泄漏。您可以搜索专利以查看其是否公开了任何相关信息(这将是美国国家半导体的专利)。

可以使用FR4 PCB,即使在非常干净的情况下它也不是完美的选择(并且容易被某些助焊剂污染而产生相对较大的泄漏)。是一份讨论一些问题的文件。我认为Bob Pease也有一些很好的技巧和窍门,以实现低泄漏。您可以完全避免使用低泄漏引脚的PCB,例如,使用PTFE(特氟隆)支脚。


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就像我说的那样,我已经编辑了一个问题,以免不正确使用术语“输入阻抗”。让您在这里知道,以便您可以删除该答案中指出的部分。
炉边堡,

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通过正确使用CMOS晶体管,它们可以获得如此低的输入电流。速度存在重大折衷。您将找不到GHZ CMOS运算放大器。

PCB布局在设计中必须包括2个选项。输入引脚之间的保护轨可防止附近电源轨的泄漏电流引起输出偏移和噪声。选项2意味着在电路板的那部分使用特氟龙,以及布线窄的电路板条。输入引脚的输入端可能有一个100兆欧的电阻,现在根本不与相邻的PCB走线接触。某些特氟龙接线柱的中心使用镀锡电线,用于100M至千兆欧姆范围内的输入。

测量皮安和皮伏的电表使用了这种电路拓扑,其中特氟隆用于最苛刻的要求。单独的防尘罩和保形涂层可防止灰尘和湿气引起噪音和/或偏移误差。

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