Jak są możliwe takie niskie prądy wejściowe wzmacniacza operacyjnego?

Rozumiem, że wzmacniacze operacyjne mają niskie prądy wejściowe; to jedna z ich charakterystycznych cech. Ale patrząc na arkusz danych LMC6001 (zabawnie zwany „Ultra, ultra-niskim prądem wejściowym wzmacniaczem”, ponieważ jedno ultra po prostu nie wystarczyło), muszę się zastanowić: jak <censored> mają tak niskie prądy wejściowe input

LMC6001 twierdzi, że maksymalny prąd polaryzacji wejściowej przy 25 ° C wynosi 25 femtoamperów . Przy znamionowym napięciu przesunięcia wejściowego wynoszącym 10 mV między pinami, jest to odpowiednik rezystora 400 GΩ między wejściami, które są dwoma sąsiednimi pinami w pakiecie SOIC. Równoważne rezystancje wejściowe do mocy są jeszcze wyższe!

A jeśli spojrzysz na komparatory, będzie to jeszcze bardziej imponujące. Weźmy na przykład TLV7211 , w którym równoważne rezystancje między wejściami i wejściami i mocami są rzędu 100 TΩ, a jednocześnie znajdują się w jeszcze mniejszym pakiecie SC-70. Jak to nie jest zdominowane przez prądy upływowe przez płytkę drukowaną i opakowanie?

Impedancji wejściowej nie można bezpośrednio porównać z prądem upływu.

$\Omega$

Są to MOSFETY, a przeciek prawie zerowy jest całkowicie normalny. Pamiętaj, że możesz przechowywać ładunek przez 100 lat w nieulotnej pamięci tylko z odrobiną ładunku na małej pojemności bramki. Bardziej imponującym osiągnięciem jest zapewnienie wszelkiego rodzaju ochrony bramy w ramach tego wymogu wycieku. Podejrzewam, że mogą mieć sprytny obwód ładowania, aby zminimalizować wyciek. Możesz wyszukać patenty, aby sprawdzić, czy ujawniły coś istotnego (byłby to patent National Semiconductor).

Istnieją opcje zastosowania płytek FR4, które nie są idealne, nawet gdy są idealnie czyste (i są łatwo zanieczyszczone przez niektóre topniki, aby mieć stosunkowo masywny wyciek). Oto dokument omawiający niektóre problemy. Myślę, że Bob Pease miał również kilka dobrych wskazówek i wskazówek, jak osiągnąć niski wyciek. Możesz całkowicie uniknąć płytki drukowanej dla sworznia o niskim wycieku i użyć na przykład dystansu PTFE (teflon).

Otrzymują tak niskie prądy wejściowe dzięki odpowiedniemu zastosowaniu tranzystorów CMOS. Istnieje duży kompromis w zakresie prędkości. Nie znajdziesz wzmacniaczy operacyjnych GHZ CMOS.

Układ PCB MUSI zawierać 2 opcje w projekcie. Szyny ochronne między kołkami wejściowymi zapobiegają prądom upływowym z pobliskich szyn zasilających, powodując przesunięcia i szumy na wyjściach. Opcja 2 oznacza użycie teflonu w tej części planszy wraz z wyprowadzeniem wąskich pasków planszy. Pin wejściowy, który może mieć rezystor 100 megahmów na wejściu (wejściach), nie ma już żadnego kontaktu z sąsiednimi śladami płytki drukowanej. Niektóre słupki teflonowe są używane z cynowanym drutem pośrodku, dla wejść w zakresie od 100M do gigaomów.

Mierniki mierzące pikoampy i pikowolty wykorzystują taką topologię obwodów, przy czym teflon stosuje się do najbardziej wymagających wymagań. Oddzielna osłona przeciwpyłowa i odpowiednia powłoka zapobiegają hałasowi i / lub błędom przesunięcia kurzu i wilgoci.