Medición de corriente de entrada de opamp

Quiero medir la corriente que entra en una entrada opamp no inversora. He configurado mi experimento de la siguiente manera:

esquema de circuitlab https://www.circuitlab.com/circuit/za4q74/input-bias-current-test/

No puedo medir la caída de voltaje en la resistencia de 10M (R1) directamente ya que mi DMM tiene una impedancia de entrada en el rango de megaohmios. Entonces, tengo que medir el voltaje en la salida del opamp. R2 es un potenciómetro, por lo que la ganancia no es exactamente 4 y V1 es 1.19V.

Cuando conecto la entrada a la fuente de voltaje de 1.19V, obtengo 4.04V en la salida del opamp. Cuando conecto la entrada a través de la resistencia de 10 M (R1), obtengo 3,64 V en la salida.

Ahora, mi ganancia es:

4.04 / 1.19 = 3.39

entonces, el voltaje que ve el opamp cuando se conecta a través de la resistencia de 10M es

3.64 / 3.39 = 1.07 V

esto significa que tengo una caída de voltaje en la resistencia R1:

1.19 − 1.07 = 0.12 V

entonces, la corriente en la entrada de opamp es

0.12 V / 10 METRO = 12 norte A

¿Lo estoy haciendo bien?

Otra pregunta es: ¿Podría pasar una corriente de fuga de 12 nA a través de una PCB casera que se limpió enérgicamente de residuos de fundente?

LMC6001 tiene una corriente de entrada establecida en el rango de femtoamperios, es posible que se haya sobrecalentado durante la soldadura y se haya colapsado. Pero primero, quiero estar seguro de que estoy tomando las medidas de la manera correcta.

Amigos, últimamente estamos viendo muchos esquemas dibujados con el laboratorio de circuitos. Eso está bien ya que generalmente son legibles, pero dejemos de lado ese banner molesto y que distrae en la parte inferior . Además, ponga los valores reales en el esquema , no una nota posterior que diga que son diferentes. Seguramente este programa te permite escribir los valores que quieras. No hay excusa para no poner los valores correctos directamente en el esquema.
No estoy seguro acerca de la ética de eso: nos brindan una herramienta razonable para dibujar nuestros esquemas rápidamente con una salida compatible con la web, por lo que podemos simplemente pegar la URL y ahorrarnos todos los problemas de exportarlo y recortarlo de cualquier otra fuente. Así que sí, también es molesto para mí, pero quiero darles el crédito por hacer esta herramienta.
@miceuz, aunque esto podría no afectar mucho el cálculo, debe verificar que tiene un voltaje de salida cero con un voltaje de entrada cero para que su cálculo de ganancia sea válido. Además, volvería a ejecutar el experimento con la fuente de voltaje de entrada reemplazada por una buena conexión a tierra. Esto le dará una idea de la corriente de compensación de entrada. Finalmente, consideraría escalar los valores de la resistencia de retroalimentación en 1/100.
Existen varias herramientas esquemáticas gratuitas. No queremos que todos abarroten el resultado con una pancarta. A nadie más le importa cómo hiciste el esquema, solo que sea claro y legible, lo que le resta valor al banner. La versión gratuita de Eagle, por ejemplo, no impone un banner en su salida.
@Alfred: No, no necesita poner a cero la entrada. Es suficiente observar la diferencia en el voltaje de salida causada por la diferencia de R1 en el circuito o no. Esta diferencia de salida dividida por la ganancia es la diferencia en la entrada opamp, que es el voltaje en R1 cuando está en el circuito.
@Olin, estoy de acuerdo si conoce la ganancia real. Sin embargo, está intentando medir la ganancia dividiendo el voltaje de salida por el voltaje de entrada. Esto está bien si y solo si el circuito tiene salida cero con entrada cero.
@Alfred: Lea su publicación nuevamente. No sé de dónde sacas la idea de que está tratando de encontrar la ganancia. Su primera ecuación deriva la ganancia fija conocida (incorrectamente, pero ese es otro problema), que luego se usa para encontrar la corriente de entrada. Realmente no veo de dónde sacas esta idea de medición de ganancias.
"Cuando conecto la entrada a la fuente de voltaje de 1,19 V, obtengo 4,04 V en la salida del opamp..." "Ahora, mi ganancia es: 4,04/1,19 = 3,39"
Realmente calculo mi ganancia yo mismo ya que mi R2 es un bote . Gracias por la entrada, volveré a ejecutar la prueba con resistencias de precisión fijas.
@miceuz: su esquema enlaza con el sitio de CircuitLab, por lo que sabemos que es un esquema de CircuitLab. Para mí, el banner tampoco es necesario, y un esquema a menudo también se puede recortar en todos los lados (demasiado blanco).
FYI, CircuitLab genera las imágenes esquemáticas con banners para usar en su propio sitio (y permite que otros sitios los vinculen), pero también tiene botones Exportar PNG/PDF/EPS/SVG que no incluyen ningún banner.
@olinLathrop Sinceramente, ni siquiera me doy cuenta de la pancarta, y debes admitir que es una pancarta PEQUEÑA. ¿Es el cambio repentino de un fondo blanco a uno negro lo que tanto te molesta?

Respuestas (3)

No, no lo estás haciendo bien. Su concepto es bueno pero sus cálculos son defectuosos. La ganancia del circuito opamp no es R2/R3, sino (R2+R3)/R3. Por lo tanto, su ganancia es (400 kΩ)/(100 kΩ) = 4. Estoy usando los valores en su esquema porque no debería tener que buscar en otra parte. Si no le gusta eso, ponga los valores reales en su esquema la próxima vez.

Verá un cambio de 4,04 V - 3,64 V = 400 mV en la salida al cambiar la resistencia de 10 MΩ. Dividido por la ganancia de 4, esto significa un cambio de 100 mV en la entrada positiva del opamp. Según la ley de Ohm, (100 mV)/(10 MΩ) = 10 nA de corriente a través de la resistencia, que es la corriente de entrada del opamp en este caso.

Parece que está tratando de medir la ganancia de CC, en lugar de calcularla, pero su método supone una compensación de CC cero.
@Alfred: Según tengo entendido, está tratando de medir la corriente de entrada del opamp y está usando una ganancia de circuito conocida para hacerlo. La configuración de su circuito y el concepto general son buenos, solo se equivocó un poco en los cálculos.
Tengo que estar de acuerdo con Alfred. Si el OP estaba calculando mal la ganancia, obtendría 300k/100k = 3. En cambio, mide 4.04/1.19 = 3.39
@MikeJ: Como dije, los cálculos del OP son defectuosos. Creo que su intención general es medir la corriente de entrada del opamp. Para obtener eso, necesita saber la ganancia, no calcularla, al menos si solo hay dos puntos de datos. Con más puntos de datos, es posible derivar tanto la ganancia como la corriente de entrada, pero es mucho más fácil configurar el circuito para conocer la ganancia y encontrar las corrientes de entrada a partir de dos mediciones, como hice en mi respuesta.

Primero, está poniendo 18 V en un amplificador operacional con un voltaje de suministro máximo absoluto de 16 V, lo cual es ummmm ... no es una buena práctica.

12nA sería una corriente de fuga excesiva a menos que esté haciendo algo realmente tonto, pero no puedo juzgar si ha hecho algo tonto como limpiar la placa con algo que deja residuos. El voltaje de suministro excesivo también podría ser un factor. Prueba +/-5V.

Sugeriría conectar en paralelo la resistencia de 10 M con un condensador de baja fuga, como un tipo de película o cerámica MLCC NP0, para evitar que el ruido afecte la lectura. 10nF debería ser suficiente.

Hay dos incógnitas en su circuito con el interruptor cerrado: el amplificador operacional Vos y la ganancia, suponiendo que su medidor y la fuente de 1.00V sean perfectamente precisos. Necesitará más información para separar los dos. Establezca la fuente de 1,00 V en cero con el interruptor cerrado para obtener el voltaje de compensación de salida.

Su circuito no es capaz de medir la corriente de entrada esperada de 10fA ( 10 − 14 A ). Sugiero una ganancia mucho mayor y el uso de una resistencia de valor mucho mayor. Una ganancia de 100 y una resistencia de 1G le darán una salida de 1mV, que debería poder medirse dentro de ~1%. Deshágase de la fuente de 1,00 V y mida la salida con la resistencia en cortocircuito y sin cortocircuito. Mantenga la constante de tiempo del capacitor/resistencia en un nivel razonable para que no tenga que esperar todo el día para que se estabilice. (quizás 500pF-1nF para 1G).

En este caso, el voltaje de compensación de entrada debe tenerse en cuenta ya que una parte del voltaje de compensación de entrada amplificado también estará presente en la salida en ambos casos (cuando SW1 está conectado directamente al suministro y cuando está conectado a través de una resistencia). ¡Aquí está mi solución (incluido el voltaje de compensación).! [El voltaje de compensación está presente en la entrada no inversora en todo momento.] [1]

¿Podrías rotar la imagen y hacer zoom un poco? Es un poco difícil de leer en este momento.
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