Impedancia de entrada del amplificador no inversor

Simulé un amplificador no inversor simple usando un amplificador operacional en LTspice y me preguntaba acerca de la impedancia de entrada.

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La impedancia de entrada de un amplificador no inversor debe ser la impedancia de entrada del propio OPA más la resistencia a tierra. El OPA que estoy usando (LT1014) debe tener una resistencia de entrada de 4 GOhm en modo común o 300 MOhm en modo diferencial según su hoja de datos.

Pero con una entrada de CC de 0,1 V, LTspice muestra una corriente de aproximadamente 12 nA a través de V3, lo que sugeriría una resistencia de solo 8,3 MOhm (0,1 V / 12*10^-9A).

¿Estoy haciendo algo mal o qué causa esta gran discrepancia?

¿Se distingue entre resistencia estática y resistencia dinámica? Además, 12nA es la corriente de polarización de entrada.
¿Y qué resistencia de entrada calcularía para una entrada de CC de 0,0 V? 12nA todavía fluye.
Si 12 nA fluyen a 0.1 V y 12 nA también fluyen a 0 V, eso implica una muy alta d V d I , lo que significa una resistencia diferencial muy alta.
Ah, si esa es la corriente de polarización de entrada, ¿significa que no se toma de V3 sino que sale del propio OPA (por lo que se extrae de los rieles de suministro)? Eso también explicaría la corriente a la entrada de 0V. Y si esa corriente no se extrae de V3, mi cálculo de la resistencia de entrada sería incorrecto.
Ese 12nA fluye a través de V3, y también a través del suministro de CC (es una parte casi insignificante de la corriente total de "tierra"). Tenga en cuenta que se debe proporcionar una ruta de CC para estos 12 nA: está prohibido un condensador de acoplamiento en serie que entre en la entrada OPA "+" o "-". Una resistencia de 1 Mohm en serie con entrada "+" crearía una compensación de CC de 12 mV en la entrada, agregada a cualquier compensación de CC inherente de aproximadamente +/-50 uV.
@glen_geek Lo que quise decir es que V3 o lo que sea que proporcione la señal de entrada no está generando esos 12nA, por lo que no son relevantes para el cálculo de la impedancia de entrada.

Respuestas (4)

Cuando compra un amplificador operacional (o lo modela), obtiene un poco más de lo que la mayoría de la gente negocia. Esta imagen solo muestra las cosas del terminal de entrada: -

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Aquí tenemos: -

  • Corriente de polarización de entrada y su amigo; corriente de compensación de entrada
  • Varias resistencias de entrada (modo diferencial y común)
  • Voltaje de compensación de entrada (y su deriva con la temperatura)
  • Varias capacidades diferenciales y de modo común
  • Voltaje de ruido de entrada (generalmente especificado como una densidad)
  • Corriente de ruido de entrada (generalmente especificada como una densidad)

A esto se le suma: -

  • Rango de voltaje de entrada de modo común limitado.
  • Rechazo de modo común finito que generalmente empeora mucho a frecuencias más altas.
  • La corriente de polarización se duplica aproximadamente por cada aumento de 10 grados C (dispositivos de entrada FET).
  • Rechazo de la fuente de alimentación: el ruido en la fuente de alimentación MODIFICARÁ el voltaje de salida y empeorará a frecuencias más altas.

Y hay varias limitaciones no relacionadas con la entrada, tales como: -

  • Capacidad restringida para acercarse a cualquiera de los rieles de alimentación.
  • Velocidad de respuesta limitada (la salida no puede moverse más rápido que "tantos" voltios por microsegundo).
  • Ganancia de bucle abierto que cae de un valor finito (pero generalmente muy alto) a la unidad en algún punto (comúnmente entre 1 MHz y 10 MHz, pero habrá excepciones).
  • Sobreimpulso de salida de señal pequeña.
  • Incapacidad de la salida para impulsar más de unas pocas decenas de mA.
  • Margen de fase inferior al ideal (puede hacer que un amplificador lineal se convierta en un oscilador, especialmente con cargas capacitivas en la salida).
  • Separación no perfecta de canal a canal, es decir, diafonía en múltiples paquetes de amplificadores operacionales.
  • Inversión de fase de tensión de salida (debido a tensiones de entrada extremas).
¿De dónde sacaste esa imagen? Ver eso hace ~10 años me habría ahorrado una gran frustración.
@MattYoung ¡Literalmente lo acabo de dibujar en palabras!
Gran ilustración. Pero, ¿cómo se pueden conectar R_IN y C_IN a tierra si un OPA normalmente no tiene una conexión (directa) a tierra sino solo a los dos rieles de suministro (que a menudo no tienen potencial de tierra, por ejemplo, +-15 V)? Tampoco respondió realmente a mi pregunta, pero creo que lo descubrí a partir de los comentarios sobre mi pregunta: la corriente que veo es la corriente de polarización que se toma de los rieles de suministro en lugar de la entrada, por lo que no es relevante para el cálculo de la resistencia de entrada.
Se supone que la resistencia que se muestra es en un punto equivalente al carril medio. En el caso de los condensadores, no importa dónde los conecte porque la tensión de alimentación de CC es equivalente a un cortocircuito de CA.
No, la corriente de polarización que ve proviene de las propias entradas y 12 nA es la cifra típica en la hoja de datos que se ha modelado con precisión en su simulación. El comentario de Glen no está mal, pero no explicó explícitamente que proviene de los rieles de alimentación a través de los pines de entrada a su señal de entrada. Así es como sucede.

La impedancia de entrada también significa "cómo demanda energía la capacidad de entrada" de la señal de entrada.

Algunos amplificadores operacionales tienen una capacitancia de entrada Cmiller masiva. El esquema UA715 muestra el encapsulado bipolar para limitar este Cmiller.

La impedancia de entrada es el cambio de la corriente de polarización de entrada con el voltaje de entrada. No permite ninguna conclusión sobre la corriente de entrada a ningún voltaje en particular. Por lo tanto, la corriente de polarización de entrada es una especificación separada.

Creo que deberías medir (Vin invirtiendo)/(Iin invirtiendo)ingrese la descripción de la imagen aquí

como esta foto, tal vez :V

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