FET OpAmp OPA656, riesiger Eingangsstrom in SPICE Simulation?

Hallo,

für eine hochohmige Signalquelle möchte ich den Operationsverstärker OPA656 von TI verwenden. Bei der Simulation der Schaltung mit ngspice oder Tina-TI zeigt sich ein unerwartetes Verhalten, das sich durch einen unerwartet hohen Eingangsstrom am nichtinvertierenden Eingang erklären läßt.

Zum Test habe ich den OPA656 als Spannungsfolger geschaltet. Der invertierende Eingang liegt also direkt am Ausgang. Die Signalquelle liegt über einen 1 Megaohm Widerstand am nichtinvertierenden Eingang.

Bei der Simulation der Gleichspannungskennlinie erwarte ich eine Gerade mit Steigung 1, die durch den Ursprung geht. Allerdings knickt die Kennlinie schon bei ca. +0,8V deutlich nach unten ab!

Ein Bild der Schaltung und die Kennlinie (Tina-TI) findet man auf

Ich habe bisher wenig Erfahrung mit SPICE-Simulationen, aber ich kann mir nicht denken was ich in diesem einfachen Fall falsch gemacht haben sollte. Nach dem Datenblatt des OPA656 würde ich einen Eingangstrom von weniger als ein Nano-Ampere erwarten, also einen Spannungsabfall am Eingangswiderstand vom maximal einem Millivolt.

Wo liegt der Fehler?

Gruß

Stefan Salewski

Das hab ich als -2.5V bzw +1.5V interpretiert :( Ich gehe mal davon aus, dass Input voltage (X-Achse) die Quellenspannung und Voltage (Y-Achse) die OP-Ausgangsspannung darstellt. Dann sieht es schon so aus, dass der Ausgang in Sättigung geht. Wie sieht die Spannung am + Eingang des OP's aus? Ich würde mal nicht 0 Ohm sondern z.B. 100k probieren. Hast du schon mal einen anderem OP probiert? Ich hab hier das Modell des OPA656 leider nicht in der Bibliothek.

Gruß Rolf

Hallo,

für die Simulation habe ich +-5 Volt Versorgungsspannung verwendet! Leider hatte ich vergessen das anzugeben. (Bei der Bezeichnung "V1 5" bzw. "V2 5" im Schaltplan steht "V1" bzw. "V2" jeweils für die Bezeichnung der Spannungsquelle, und die "5" jeweils für 5V. Sind also +5V bzw. -5V an den Versorgungspins.). Übrigens: Wenn ich den 1 Megaohm Widerstand weglasse ist alles wie erwartet.

Gruß

Stefan Salewski

Hallo Stefan,

Von wegen "wie erwartet". Da fließt Eigangsstrom im mA-Bereich. Das Modell ist einfach fehlerhaft. Es müsste mit einem 1MegaOHM Widerstand am Eingang auch funktionieren. Schließlich ist ja ein Biastrom von wenigen pA spezifiziert.

Bitte schreibe einen Brief an TI und bitte um ein funktionierendes OPA656-Modell.

Gruß Helmut

Fuer ein BB Teil? Good luck ...

Ich wuerde den Loeterich anwerfen und das alles im Labor testen. Geben tut's den Opamp ja. Jedenfalls derzeit.

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Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com

Hallo Stefan,

An zwei Zeilen im Modell muss man "drehen".

Einfach mal einen Opamp vermessen und schauen ab welcher Spannung der Eingangsstrom ansteigt. Dann die 9.8m auf einen Wert setzen der der Messung entspricht, z.B. 5.8m.

I_I12 12 V- DC 5.8M

Das ALPHA praktisch unwirksam machen mit "p".

.MODEL JX NJF(BETA=2.78E-3 LAMBDA=28.67E-6 IS=5.956E-15

+ALPHA=2.7155p VK=1 RD=13.3 RS=13.299 CGD=1.032E-12 CGS=2.823E-12 +AF=1 KF=21.75E-18 BETATCE=-1.994 VTOTC=-2.5000E-3 )

Gruß Helmut

Wuerde ich auch nicht. Ich hatte mehrmals Firmen auf harte Schnitzer in Datenblaettern oder App Notes hingewiesen. Hin und wieder trat kurze Stille am Telefon ein, gefolgt von Papierwaelzen und einem "Oh s..t!" Einmal wurde sogar ein kleiner Krisenstab in die Telekonferenz geholt, zum Beispiel bei einem LDO, bei dem ich einen undokumentierten pathologischen Effekt fand. Phssst .... RUMMS. Korrigiert wurde hier und da, aber selten.

Weiss ich nicht, aber die BB Sparte hatte sich in Sachen Lieferbarkeit in letzter Zeit nicht gerade mit Ruhm bekleckert.

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Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com

Sind auch nur Menschen bei Ti. Errare humanum est :) Ich würde, nach den bisherigen Ausführungen, auch auf ein unkorrektes Modell schließen.

Gruß Rolf

Ja, da kann man sich vertun -- das ist die "normale" Darstellung von Tina-TI. Aber wie gesagt, Versorgungsspannung ist +5V und -5V.

Ja, Input voltage (X-Achse) ist die Quellenspannung und Voltage (Y-Achse) die OP-Ausgangsspannung.

Mein Eindruck ist, dass die Spannung am nichtinvertierenden Eingang aufgrund eines ab +0,8V stark ansteigenden Eingangsstromes kaum noch ansteigt. Der OP macht also Verstärkung +1 wie er soll, bloß viel mehr als 1V erhält er nicht am Eingang. Wenn ich den Megaohm-Widerstand durch kleinere Widerstände ersetze wird der Effekt entsprechend kleiner.

Ich habe andere, langsamere OPs von TI mit FET-Eingang probiert -- da ist alles wie ich es erwartet hätte. OPA657 kann ich in dieser Konfiguration nicht testen, da er erst bei hoher Verstärkung (+7 oder so) stabil ist. Für den alten OPA655 ist in Tina-TI kein Model mehr vorhanden.

Das Model für OPA656 gibt es auf der Seite

-- Suche nach Bauteil OPA656 und dann irgendwo weiter unten auf der Seite. (Einmal als normales SPICE Makromodel, und einmal speziel für Tina-TI.)

Ich kann irgendwie nicht glauben, dass eine so große Firma wie TI defekte SPICE-Modelle liefern -- aber das wäre momentan meine einzige Erklärung für das Verhalten. Oder der Eingangsstrom steigt wirklich ab +0,8V so drastisch an -- aber dann hätten sie es im Datenblatt angeben sollen!

Gruß

Stefan Salewski

Hallo Helmut,

ja, ich hatte auch den starken Verdacht, dass das Modell des OPA656 von TI bezüglich des Eingangsstroms fehlerhaft ist.

Aber irgendwie kann ich noch immer nicht glauben, dass die ein fehlerhaftes Modell veröffentlichen -- sowohl auf deren Homepage (von mir getestet mit ngspice unter Linux) als auch direkt enthalten in deren Simulationsprogramm Tina-TI.

Ich habe bisher nie allzu viel von Spice-Simulationen gehalten -- wie soll denn da etwas vernünftiges herauskommen, wenn schon die Modelle der renomierten Hersteller fehlerhaft sind? (Immerhin ist das Modell schon einige Jahre alt -- und keiner soll es bemerkt haben?)

Ich kann es noch immer nicht glauben -- vielleicht gibt es doch eine andere Erklärung.

Gruß

Stefan Salewski

Hinschreiben werde ich, auch wenn ich nicht mit einer Antwort und schon gar nicht mit einer Berichtigung des Modells rechne.

Muss man Bedenken haben, dass der OPA656 demnächst nicht mehr erhältlich sein wird? Er ist (neben OPA657) der einzig wirklich schnelle OP mit FET-Eingang, den ich kenne.

Gruß

Stefan Salewski

"Joerg" schrieb im Newsbeitrag news:4DbPi.1428$ snipped-for-privacy@newssvr23.news.prodigy.net...

Was wohl weniger mit den BB-Leuten zu tun hat, sondern mit TI und dem not invented here Problem.

--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

Ja, ich kenne jemanden aus dem BB Bereich. Sind gute Leute. Aber die Integration schein nicht so ganz geklappt zu haben. Ich weiss auch nicht warum. Als ich bei Endosonics war, haben wir ueber die Jahre zwei Firmen gekauft und das integrierte reibungslos.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com

"Joerg" schrieb im Newsbeitrag news:R2qPi.4193$ snipped-for-privacy@newssvr19.news.prodigy.net...

Der uebliche Grund eines Aufkaufs und Firmenzusammenschlusses ist doch laengst nicht mehjr

"Guck mal, was fuer eine innovative und profitable kleine Firma das ist, was die erst leisten koennen, wenn sie auf unsere Resourcen und Vertriebsnetz Zugrriff haben, und wie das unsere Reputation und Gewinne steigert",

sondern nur noch

"kauf den Konkurrenten weg und mach ihn platt, dann koennen wir unseren Schrott dessen ehemaligen Kunden verticken"

weil den heutigen Damagern sowieso jegliches Verstaendnis fuer die technische Qualitaet eines Produktes abgeht, und sie selbst fuer die Rechnung zu dumm sind, dass es sich niemals lohnt, eine Konkurrenz- Firma aufzukaufen, bloss um sie plattzumachen.

--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

BB spielte allerdings in einer ganz anderen Liga als TI. High-End, Mil, Universitaeten. Ich hatte auch vor dem Aufkauf nie ein Bauteil von denen verwendet, auch wenn es Vertreter mit Engelszungen versucht hatten. Kein

2nd Source, zu teuer. Im normalen Massenwarebereich waren die fuer TI keine Konkurrenz, selbst bei mir in der Medizinelektronik nicht.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com

Stefan Salewski :

Mach mal spasseshalber an den Knoten am nichtinv. Eingang noch einen Widerstand gegen Masse. z.B. 100GOhm. Vielleicht wird damit das Gleichungssystem stabiler.

M.

--
Bitte auf mwnews2@pentax.boerde.de antworten.

Am Fri, 12 Oct 2007 05:58:38 +0000 (UTC) schrieb Matthias Weingart:

So etwas geht eben nur in einer Simulation ;-)

Lutz

-- Mit unseren Sensoren ist der Administrator informiert, bevor es Probleme im Serverraum gibt: preiswerte Monitoring Hard- und Software-kostenloses Plugin auch für Nagios - Nachricht per e-mail,SMS und SNMP:

Neu: Ethernetbox jetzt auch im 19 Zoll Gehäuse mit 12 Ports für Sensoren

Stefan Salewski schrieb:

AD8065 von Analog ist vielleicht eine Option; der ist allerdings ein Ende langsamer, hat aber dafür einen größeren Versorgungsspannungsbereich.

--
GPG key: 
http://pgp.mit.edu:11371/pks/lookup?search=J%FCrgen+Appel&op=get

Hallo Stefan,

Stefan Salewski schrieb:

der verhält sich fast so, als wären da Clamp-Dioden am Eingang, aber ich habe das Modell nicht analysiert, da aufwendig. Die Abhängigkeit der Offset- von der Eingangsspannung ist auch sehr groß. Ich habe das so in Pspice simuliert und den Eingangsstrom gemessen:

1p

|| .-----||------. | || | | ___ | .---------o----o---|___|-----o | | | | | 470 | .-. | | 390| | | | | | | | '-' | |\| OPA656 | | '--|-\ | | | >------------' 100p --- .--|+/ --- | |/| | | ___ | | .---|___|---o---------' | | 50 | | o / \ ( ~ ) \_/ | | === GND (created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05

Den OPA657 kannst Du auch so testen, wenn Du ihn kompensierst:

1p

|| .-----||------. | || | | ___ | .----o----o----o---|___|-----o | | | | | | | 470 | .-. | | | 33 | | | | | | | | | | '-' | | |\| | | | '--|-\ OPA657 | | | | >------------' --- --- .--|+/ 1n --- ---10p| |/| | | | ___ | | | .---|___|---o----o----' | | 50 | | o / \ ( ~ ) \_/ | | === GND (created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05

Hier tritt das problematische Verhalten nicht auf, nur gefällt mir auch hier nicht die Modulation der Offset- von Common-Mode-Spannung.

Die Modelle von BB waren früher sehr gut, die von TI jedoch immer zu simpel, wie die der meisten Firmen.

Daß TI etwas nicht testen, was sie liefern, kommt mir irgendwie bekannt vor, in jüngerer Zeit wohl überall schon der Normalfall. Das Modell des OPA656 wird sicher fehlerhaft sein.

mfg. Winfried