1000pA 未満のリーク電流で動作するすべての回路には、特殊なプリント基板 (PCB) レイアウトが必要です。LMC649x の超低バイアス電流 (標準値 150fA) を活用するには、優れたレイアウトが求められます。幸いなことに、低リークを実現するための技術は非常に簡単です。まず、PCB の表面リークを無視しないでください。このリークは許容可能な程度に小さいようにも見えますが、湿度、ほこり、汚染のレベルが高い条件下では、表面リークはかなり顕著になります。

表面リークの影響を最小限に抑えるため、LMC649x の入力と、入力に接続された部品の端子を完全に取り囲む銅箔のリングを配置します (図 6-15 を参照)。大きな効果を得るには、PCB の表面と裏面の両方にガード リングを配置します。次に、この PCB 銅箔を、アンプ入力と同電位の電圧に接続する必要があります。なぜなら、同じ電位の 2 点間にリーク電流は流れないためです。

たとえば、10¹²Ω の PCB トレース - パッド間抵抗値は、通常は非常に大きな抵抗値と見なされますが、そのトレースが入力パッドに隣接する 5V バスである場合、5pA のリークが発生する可能性があります。これは、LMC649x の本来のリーク電流値の 33 倍に相当します。ガード リングを使って入力との電位差を 5mV 以内に保持した場合、同じ 10¹¹Ω の抵抗によって生じるリーク電流は、わずか 0.05pA に過ぎません。図 6-15～図 6-17 に、標準オペアンプ構成のガード リングの一般的な接続を示します。

図 6-15 PCB レイアウトのガード リングの例

図 6-16 反転アンプ

図 6-18 電圧フォロワ

図 6-17 非反転アンプ

ごくわずかの回路のために PCB をレイアウトすることがふさわしくない場合、次の手法の方が PCB 上のガード リングよりも優れていることに注意します。アンプの入力ピンを基板にまったく挿入しないでください。その代わり、入力ピンを空中で上に曲げ、空気のみを絶縁体として使用します。なぜなら、空気は優れた絶縁体であるためです。この場合、PCB 構造の利点の一部は失われますが、空気の利点は、ポイント ツー ポイントの空中配線を行う労力に十分値する場合があります。図 6-19 に、空中配線の例を示します。

入力ピンは PCB から持ち上げて部品に直接半田付けします。その他のすべてのピンは PCB に接続されています。

図 6-19 空中配線