Apa input bias saat ini di opamps?

24

Apakah ini arus yang harus Anda kendarai dalam input untuk mendapatkan voltase tertentu yang ditentukan pada output? Dan bukankah arus saling membatalkan ketika diterapkan pada kedua input?

operational-amplifier bias Federico Russo
sumber

Jawaban:

30

Opamp ideal memiliki impedansi input tak terbatas. Itu berarti inputnya tidak menarik arus sama sekali. Tidak ada yang namanya opamp ideal, jadi semua opamps menarik sejumlah arus. Ini adalah apa yang dikatakan oleh spesifikasi input bias saat ini kepada Anda.

Setiap saat kali impedansi apa pun yang mendorong input opamp akan menyebabkan tegangan, yang merupakan tegangan kesalahan antara sinyal nyata dan apa yang dilihat opamp. Kesalahan ini ditambahkan langsung ke kesalahan offset masukan dari opamp untuk mendapatkan kesalahan offset efektif untuk sirkuit Anda.

Misalnya, jika spesifikasi arus input opamp adalah 1nA, maka, Anda harus mengasumsikan kesalahan tegangan 1mV dengan resistor 1MOhm secara seri dengan input itu. Ini merupakan tambahan untuk sumber kesalahan lainnya, seperti spesifikasi tegangan offset input.

Teknologi opamp yang berbeda dapat sangat bervariasi. Opamp input bipolar lama seperti LM324 memiliki urutan arus bias yang lebih tinggi daripada opet input FET. Untuk sesuatu seperti LM324 Anda harus mempertimbangkan spec input bias arus dengan hati-hati. Untuk banyak opamps input CMOS modern, arus bias input sangat rendah sehingga Anda sering dapat mengabaikannya (setelah perhitungan cepat untuk memverifikasi ini untuk kasus Anda tentu saja).

Spec input bias arus adalah untuk setiap input. Ini tidak perlu dibatalkan karena polaritas tidak dapat dijamin. Beberapa opamps memiliki spesifikasi arus offset offset yang memberitahu Anda ketidaksesuaian arus kasus terburuk di antara kedua input. Itu umum dalam opamp input bipolar karena arah dan besarnya saat ini agak diketahui. Sebagai contoh, LM324 ditentukan untuk arus bias input 100nA, tetapi hanya arus offset input 30nA. Opamps input CMOS sering tidak memiliki spesifikasi arus offset karena arus bias disebabkan oleh kebocoran dan tidak ada jaminan apa polaritasnya.

Olin Lathrop
sumber
Terima kasih Olin. Saya mengerti bahwa akan mengalir arus tertentu ke input, tetapi mereka akan tergantung pada tegangan, bukan? Saya ingin tahu apa arti nilai dalam lembar data.
Federico Russo
Arus bias akan tergantung pada voltase entah bagaimana, tetapi Anda seharusnya tidak menganggap Anda tahu caranya. Ini tidak sesederhana resistor ke beberapa sumber tegangan. Asumsikan hanya apa yang dikatakan lembar data kepada Anda. Input arus bias dapat berupa polaritas dan bervariasi secara tak terduga sebagai fungsi voltase kecuali datasheet secara eksplisit mengatakan sebaliknya.
Olin Lathrop
mungkin saya tidak mengekspresikan diri dengan baik, maaf soal itu. Apa yang saya maksudkan adalah: arus bias input dalam datasheet mungkin 100nA, tetapi dapat mengambil nilai lain dalam keadaan lain, seperti tegangan input lainnya. Mengapa nilai 100nA dipublikasikan, dan bukan yang lain? Apakah ada pengaturan standar yang menjadikan ini nilai yang diterima? Terima kasih
Federico Russo
1
Datasheet memberi tahu Anda kesalahan kasus terburuk, karena itulah yang harus Anda rancang. Perhatikan bahwa 100nA berada di kolom MAX dari lembar data LM324. Itu berarti Anda dapat mengandalkan bias saat ini di mana saja dari -100nA hingga + 100nA. Di luar itu, Anda tidak dapat membuat asumsi tentang arus bias apa pun dari satu perangkat di bawah satu set kondisi. Karena Anda tidak dapat mengandalkannya, itu tidak relevan dengan desain.
Olin Lathrop
1
Saya telah melihat nilai-nilai khas yang disebutkan dalam lembar data. Saya setuju bahwa Anda harus merancang untuk case terburuk, jadi maksimum.
stevenvh