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運算放大器帶寬,究竟該如何選擇?

發布時間:2018-07-12 責任編輯:lina

【導讀】在使用運算放大器時,有很多關于如何選擇反饋電容的文章,但我認為這是錯誤的方法。無論我們的半導體制造商認為什么,工程師都不會先選擇運算放大器,然后通過它建立一個電路!大多數工程師在尋找滿足這些要求的零件之前會列出了一系列性能要求。

互阻抗放大器是一種通用運算放大器,其輸出電壓取決于輸入電流和反饋電阻:
 


看到圖1所示的電路放大光電二極管輸出電流。幾乎所有互阻抗放大器電路都需要與反饋電阻并聯的反饋電容器(CF),以補償放大器的反相節點的寄生電容,以保持穩定性。
 

圖1:反饋電容器CF補償光電二極管接觸電容和運算放大器輸入電容
 
在使用運算放大器時,有很多關于如何選擇反饋電容的文章,但我認為這是錯誤的方法。無論我們的半導體制造商認為什么,工程師都不會先選擇運算放大器,然后通過它建立一個電路!大多數工程師在尋找滿足這些要求的零件之前會列出了一系列性能要求。
 
考慮到這一點,最好首先確定電路中允許的最大反饋電容器,然后選擇具有足夠增益帶寬積(GBW)的運算放大器,以便與反饋電容穩定工作。
 
以下是確定互阻抗放大器所需運算放大器帶寬的簡便方法的步驟。
 
步驟1:確定最大允許反饋電容。
 
反饋電容器和反饋電阻器形成放大器的頻率響應中形成一個極點:
 
 
高于該極點頻率,電路的放大率便會降低。最大反饋電容器值可由反饋電阻器和所需帶寬確定:
 
 
通過使反饋電容器等于或小于公式3計算的值,我們可以確保電路滿足帶寬要求。
 
步驟2:確定放大器反相輸入端電容。
 
在圖2中,重新繪制了圖1的電路,以顯示光電二極管的接觸電容(CJ)以及放大器的差分(CD)和共模(CCM1、 CCM2)輸入電容。這些值通常在運算放大器和光電二極管的產品規格中提供。
 
圖2:顯示反相節點電容的互阻抗放大器電路
 
從圖中可以清楚地看出,CJ、 CD和CCM2是并聯,因此反相輸入端電容為:
 
 
由于非反相端接地,CCM1不會增加輸入電容。此時,CD和CCM2可能未知,因為我們沒有選擇特定的運算放大器。在添加之后,我經常使用10pF作為合理估計。然后可以用確切的值代替,以確定特定的運算放大器是否合適。
 
現在我們已經確定了CF和CIN的值,現在我們可以計算出所需的運算放大器帶寬。



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