Входное сопротивление неинвертирующего усилителя

Я смоделировал простой неинвертирующий усилитель, используя операционный усилитель в LTspice, и мне было интересно узнать входное сопротивление.

введите описание изображения здесь

Входное сопротивление неинвертирующего усилителя должно быть равно входному сопротивлению самого OPA плюс резистор относительно земли. OPA, который я использую (LT1014), должен иметь входное сопротивление 4 ГОм в синфазном режиме или 300 МОм в дифференциальном режиме в соответствии с техническим описанием.

Но при входе постоянного тока 0,1 В LTspice показывает ток около 12 нА через V3, что предполагает сопротивление всего 8,3 МОм (0,1 В / 12 * 10 ^ -9 А).

Я делаю что-то не так или что вызывает это огромное несоответствие?

Вы различаете статическое сопротивление и динамическое сопротивление? Кроме того, 12 нА — это входной ток смещения.
И какое входное сопротивление вы бы рассчитали для входа постоянного тока 0,0 В? 12 нА все еще течет.
Если 12 нА течет при 0,1 В, а 12 нА также течет при 0 В, это означает очень высокую д В д я , что означает очень высокое дифференциальное сопротивление.
Ах, если это входной ток смещения, значит ли это, что он не берется из V3, а вытекает из самого OPA (так что он берется из шин питания)? Это также объясняет ток на входе 0 В. И если этот ток не берется из V3, мой расчет входного сопротивления будет неправильным.
Эти 12 нА действительно проходят через V3, а также через источник постоянного тока (это почти незначительная часть общего «земляного» тока). Имейте в виду, что для этого 12 нА должен быть обеспечен путь постоянного тока : конденсатор последовательной связи, идущий на вход OPA «+» или на «-», запрещен. Резистор 1 МОм, включенный последовательно с входом «+», создаст смещение постоянного тока на входе 12 мВ, добавленное к любому внутреннему смещению постоянного тока около +/- 50 мкВ.
@glen_geek Я имел в виду, что V3 или что-то еще, что обеспечивает входной сигнал, не является источником этих 12 нА, поэтому они не имеют отношения к расчету входного импеданса.

Ответы (4)

Когда вы покупаете операционный усилитель (или моделируете его), вы получаете немного больше, чем обычно рассчитывают. На этой картинке просто показаны элементы входного терминала: -

введите описание изображения здесь

Здесь мы имеем: -

  • Входной ток смещения и его друг; входной ток смещения
  • Различные входные сопротивления (дифференциальные и синфазные)
  • Входное напряжение смещения (и его дрейф в зависимости от температуры)
  • Различные дифференциальные и синфазные емкости
  • Входное шумовое напряжение (обычно указывается как плотность)
  • Входной шумовой ток (обычно указывается как плотность)

К этому добавлено: -

  • Ограниченный диапазон входного напряжения синфазного сигнала.
  • Конечное подавление синфазного сигнала, которое обычно становится намного хуже на более высоких частотах.
  • Ток смещения примерно удваивается при повышении на каждые 10 градусов Цельсия (устройства ввода на полевых транзисторах).
  • Отклонение источника питания - шум источника питания ИЗМЕНИТ выходное напряжение, и оно ухудшается на более высоких частотах.

И есть несколько ограничений, не связанных с вводом, таких как: -

  • Ограниченная возможность приблизиться к любой шине питания.
  • Ограниченная скорость нарастания (выход не может двигаться быстрее, чем «столько-то» вольт в микросекунду).
  • Усиление без обратной связи падает от конечного (но обычно очень высокого значения) до единицы в какой-то момент (обычно между 1 МГц и 10 МГц, но бывают и исключения).
  • Небольшое превышение выходного сигнала.
  • Неспособность выхода управлять более чем несколькими десятками мА.
  • Запас по фазе ниже идеального (может привести к тому, что линейный усилитель станет генератором, особенно с емкостной нагрузкой на выходе).
  • Неидеальное разделение каналов, т. е. перекрестные помехи в нескольких корпусах операционных усилителей.
  • Инверсия фазы выходного напряжения (из-за экстремальных входных напряжений).
Где вы взяли этот образ? Увидев это ~ 10 лет назад, я избавился бы от большого разочарования.
@MattYoung Я буквально только что нарисовал это в слове!
Отличная иллюстрация. Но как R_IN и C_IN могут быть подключены к земле, если OPA обычно не имеет (прямого) соединения с землей, а только с двумя шинами питания (которые часто обе не имеют потенциала земли, например, +-15 В)? Вы также на самом деле не ответили на мой вопрос, но я думаю, что понял это из комментариев к моему вопросу: ток, который я вижу, - это ток смещения, который берется с шин питания, а не с входа, поэтому он не относится к расчет входного сопротивления.
Предполагается, что показанное сопротивление равно точке, эквивалентной середине рельса. Для конденсаторов не имеет значения, где вы их подключаете, потому что напряжение питания постоянного тока эквивалентно короткому замыканию переменного тока.
Нет, ток смещения, который вы видите, исходит от самих входов, а 12 нА — это типичная цифра в таблице данных, которая была точно смоделирована в вашем моделировании. Комментарий Глена не является ошибочным, но он явно не объяснил, что он поступает от шин питания через входные контакты к вашему входному сигналу. Вот как это происходит.

Входной импеданс также означает, «как входная мощность» требует энергии от входного сигнала.

Некоторые операционные усилители имеют большую входную емкость Cmiller. На схеме UA715 показано биполярное каскодирование для ограничения этого Cmiller.

Входное сопротивление — это изменение входного тока смещения в зависимости от входного напряжения. Это не позволяет делать какие-либо выводы о входном токе при любом конкретном напряжении. Поэтому входной ток смещения является отдельной спецификацией.

Я думаю, вам следует измерить (инвертирование Vin)/(инвертирование Iin)введите описание изображения здесь

как эта картинка, может быть :V

Входное сопротивление неинвертирующего усилителя
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v