Как возможны такие низкие входные токи операционного усилителя?

Я понимаю, что операционные усилители имеют низкий входной ток; это одна из их определяющих характеристик. Но, глядя на таблицу данных для LMC6001 (забавно называемой «Ультра, сверхмалый усилитель входного тока», потому что одного ультра просто не хватило), я должен задаться вопросом: как <censored> получают такие низкие входные токи?

LMC6001 требует максимальный входной ток смещения при 25 ° C 25 фемтоампер . С его номинальным входным смещенным напряжением 10 мВ между контактами, это эквивалентно резистору 400 Гом между входами, которые являются двумя смежными контактами в корпусе SOIC. И эквивалентные входные сопротивления даже выше!

И потом, если вы посмотрите на компараторы, это будет еще более впечатляющим. Возьмем, к примеру, TLV7211 , где эквивалентные входные и входные и силовые сопротивления порядка 100 TΩ, а в еще меньшем корпусе SC-70. Как это не определяется токами утечки через плату и упаковку?

— топка
источник

Высокий входной импеданс обусловлен тем, что они используют полевые транзисторы с изолированным затвором. И, конечно, утечка через печатную плату будет иметь тенденцию преобладать, поэтому вы должны надеть защитные кольца на входы или поставить их на изоляционные выводы из ПТФЭ.

— Джек Криси

Используют ли они специальный пластик для их упаковки, чтобы уменьшить утечку через саму упаковку, или это недостаточно для проблемы даже при таком низком уровне тока?

— Очаг

Для сверхвысокого сопротивления на стороне входа могут быть заземленные или защитные выводы. Для LMC6001 прочитайте 10.1 в спецификации.

— Джек Криси

Если вы посмотрите на доски Кейтли, вы также увидите вырезы FR4 для уменьшения текущих путей. Но чтобы получить действительно низкий уровень входного сигнала, мне нужно было достать микросхемы в вафельных упаковках от Hamamatsu и Burr Brown без эпоксидной упаковки, и научиться самому связывать провода (нашел кого-то местного, готового помочь мне). Эпоксидные пакеты слишком как вы поняли, утечка между контактами - некоторые реле COTO на самом деле протекают меньше. (Я не мог позволить себе защитные кольца, FR4 или эпоксидную смолу, а также должен был стабилизировать температуру тоже.)

— jonk

@Jonk Вы должны опубликовать фотографии этого.

— DKNguyen

Ответы:

Входное сопротивление нельзя сравнивать напрямую с током утечки.

$\Omega$

Это МОП-транзисторы, и почти нулевая утечка затвора совершенно нормальная. Помните, что вы можете хранить заряд в течение 100 лет в энергонезависимой памяти только с небольшим зарядом на крошечной емкости затвора. Более впечатляющим достижением является обеспечение любого вида защиты ворот в соответствии с этим требованием утечки. Я подозреваю, что у них может быть какая-то умная схема начальной загрузки, чтобы минимизировать утечку. Вы можете искать патенты, чтобы узнать, раскрыли ли они что-либо релевантное (это будет патент National Semiconductor).

Существуют варианты использования печатных плат FR4, которые не идеальны, даже когда идеально чисты (и легко загрязняются некоторыми флюсами, что приводит к относительно большой утечке). Вот документ, в котором обсуждаются некоторые вопросы. Я думаю, что у Боба Пиза также было несколько хороших советов и приемов для достижения низкой утечки. Вы можете избежать печатной платы полностью для штифта с малой утечкой и использовать, например, зазор из ПТФЭ (тефлона).

— Спехро Пефхани
источник

Как я и сказал, я отредактировал вопрос, чтобы не использовать термин входное сопротивление неправильно. Дайте вам знать, чтобы вы могли, если хотите, удалить часть этого ответа, указывая на это.

— Очаг

Они получают такие низкие входные токи при правильном использовании КМОП-транзисторов. Есть главный компромисс в скорости. Вы не найдете GHZ CMOS операционные усилители.

Компоновка печатной платы ДОЛЖНА включать 2 варианта дизайна. Защитные рельсы между входными штырьками предотвращают токи утечки от соседних питающих рельсов, что вызывает смещения и шум на выходах. Вариант 2 означает использование тефлона в этой части доски, наряду с прокладкой узких полос доски. Входной вывод, который может иметь резистор 100 МОм на своих входах, теперь вообще не имеет контакта с соседними дорожками печатной платы. Некоторые тефлоновые стойки используются с луженой проволокой в центре для входов в диапазоне от 100 м до гигаом.

Измерители, которые измеряют пикоамперы и пиковольт, используют такую топологию схемы, при этом тефлон используется для самых требовательных требований. Отдельный пылезащитный экран и защитное покрытие предотвращают появление шума и / или ошибок смещения.

— Sparky256
источник