オペアンプのオフセット電圧とバイアス電流の測定 - PIC16F1705

CMOS入力オペアンプのフェムトアンペア級のバイアス電流を測ろうというのが目標なのですが、まず手始めにPIC16F1705に内蔵されているオペアンプを調べてみました。

======

「PIC16F1705のオペアンプの周波数特性」にPIC16F1705のオペアンプは“OPAxSP: Op Amp Speed/Power Select bit”の設定で周波数特性が一桁くらい変わるようだということを書きました。

だったら意図的にローパスフィルタ的な使い方をするのでもなければいつも“high GBWP mode”で使えばいいではないかという話にもなりますがじつはこのOPAｘSPの設定によって周波数特性だけでなくその他の電気的特性も変わってくるようです。

こういう回路でオフセット電圧とバイアス電流を測ってみました。


こんなんで測れてしまうところがさびしすぎますが、結果はこうなりました。図の電圧計の読みです。

	OPAxSP=0		OPAxSP=1
	S1 ON	S1 OFF	S1 ON	S1 OFF
OPA1	-14mV	-19mV	1mV	26mV
OPA2	9mV	19mV	-3mV	11mV

“S1 ON”で“オフセット電圧”が、“S1 OFF”で“オフセット電圧＋（－側の）バイアス電流 * 2MΩ”が測れます。
オフセット電圧が数mV～十数mV、バイアス電流（IB-）が数nA～十数nAになっています。

“OPAｘSP=1”にしたら周波数特性はよくなるがオフセット電圧やバイアス電流が増える、という結果だったら納得できるのですがそうはなっていません。オフセット電圧は“OPAｘSP=0”の方が増え、バイアス電流は“OPAｘSP=1”の方が増えるようです。

「“S1 ON”で“オフセット電圧”」というのは間違っていますがこの値であれば誤差の範囲でしょう。
それからこのオペアンプの初段はOPA1の“S1 ON”のときだけバイアス電流の向きが逆になっています。オペアンプとしてはヘンな気がしますが、PICのオペアンプの入力は内部的にはいろいろつながっているみたいなのであんまり深く考えないことにします。

これが一般的な傾向なのか、私がテストしたものがたまたまこうだったのか、いくつかPIC16F1705を用意して調べてみればわかるわけですが、このオペアンプはいまのところ交流アンプとしてしか使っていないのでこれ以上テストする意欲がわきません。

ただOPAxSPの設定を変えるとこういう現象が起きるということは覚えておいた方がよさそうです。

-------

-----

関連

　　「PIC/16F1705のオペアンプをDACのバッファとして使ってみた」
　　「PIC16F1705のDAコンバータを使った正弦波発振器（発生器） - 改良版」
　　「オペアンプの特性比較（オフセット電圧、バイアス電流、スルーレート他）」
　　「PIC16F1705のオペアンプの周波数特性」

　　「オペアンプのバイアス電流の測り方 - バイポーラLM324編」
　　「CMOSオペアンプNJU7034Dのバイアス電流を測ってみた」
　　「オペアンプの特性比較（オフセット電圧、バイアス電流、スルーレート他）」
　　「オペアンプのオフセット電圧とバイアス電流の測定 - PIC16F1705」
　　「高精度オペアンプOPA277PAのオフセット電圧の温度特性を調べてみた」
　　

　　「測定対象別記事一覧（測定、電子工作、天文計算）」
　　　　温度、気圧をはじめいろんな物理量の測定方法について
　　「過去記事の一覧（測定、電子工作、天文計算）」