入力バイアス電流：これだけは知っておきたいアナログ用語

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入力バイアス電流

　入力バイアス電流とは、オペアンプなどの入力端子に流れ込む微少な電流、もしくは入力端子から流出する微少な電流のこと。理想的にはゼロだが、実際には微少な量が流れてしまう。一般に、オペアンプではI_bやI_BIASという記号で表記される。

　この入力バイアス電流は、オペアンプの精度（誤差）を決める重要なパラメータである。通常、入力端子には抵抗が接続されており、ここに電流が流れると電圧降下が発生する。この電圧降下分がオペアンプによって、入力信号とともに増幅されると、出力信号のグラウンド・レベルが変動してしまうからだ。つまり、信号の精度が低下してしまう。

　具体的に説明しよう。仮に、入力バイアス電流が0.5μAと小さくても、抵抗が100kΩもあれば、50mVと大きいオフセット電圧成分が発生する（図1）。これがオペアンプで増幅されれば、出力信号のグラウンド・レベルはかなり大きく動いてしまう。従って、高い精度が求められる用途で使うオペアンプには、使用する抵抗の大きさにも依存するが、入力バイアス電流がnAオーダー、もしくはpAオーダーと極めて小さい品種を選ぶ必要がある。

図1　入力バイアス電流によってオペアンプの精度が低下する理由

　それでは、入力バイアス電流が小さいオペアンプICの実例を紹介しよう。例えば、テキサス・インスツルメンツ（TI）では、高精度オペアンプIC「LMP7721」を市場に投入している。このオペアンプICの入力バイアス電流は、＋25℃における標準値が±3fA、最大値が±20fAと極めて低い。入力バイアス電流を除去する回路を導入することで達成した。しかも、オペアンプの精度にとって重要なもう一つのパラメータである入力オフセット電圧についても、±26μV（標準値）と低い値を実現している。

　このほかの基本的な特性としては、利得帯域幅（GB）積が17MHz、オープン・ループ利得が120dB、入力換算雑音電圧密度6.5nV/√Hz（1kHzにおける値）、全高調波歪み（THD）は0.0007％、スルー・レートが12.76V/μsである。電源電圧は＋1.8〜5.5Vで動作する。パッケージは8ピンSOPである。高インピーダンス・センサやフォトダイオードなどの後段に置くアンプ回路向け。

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