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                                        如何通過增益帶寬積選擇運放?

                                        發布時間:2021-06-07 責任編輯:lina

                                        【導讀】對于運放來說,它會有幾個關鍵參數會影響運放的性能:開環增益、共模抑制比、輸入失調電壓、輸入失調電流、輸入偏置電流、差模輸入電壓、3dB帶寬、壓擺率、單位增益帶寬或者增益帶寬積等。
                                         
                                        最近談到運放,有客人說:運放看起來很簡單,可是我隨便選兩顆來評估,輸出的信號明顯失真,請問是怎么回事呢?
                                         
                                        對于運放來說,它會有幾個關鍵參數會影響運放的性能:開環增益、共模抑制比、輸入失調電壓、輸入失調電流、輸入偏置電流、差模輸入電壓、3dB帶寬、壓擺率、單位增益帶寬或者增益帶寬積等。
                                         
                                        今天,我們來討論一下增益帶寬積,下圖是運放內部晶體管的數學模型:
                                         
                                        如何通過增益帶寬積選擇運放?
                                         
                                        在用戴維南定理做等效代換之前,我們不妨先來重點回憶一下電容等效公式,它在后面的模型設計中會非常有用
                                         
                                        如何通過增益帶寬積選擇運放?
                                         
                                        低頻工作時,電容的阻抗特別大,高頻工作時,電容的阻抗特別小,我們一般在中頻段,把級間電容視為開路,耦合電容視為短路,低頻工作時,主要考慮耦合電容,高頻工作時,主要考慮級間電容,那么,根據以上設定,我們分別得出其對應的中頻、低頻和高頻等效模型來一一分析。
                                         
                                        如何通過增益帶寬積選擇運放?
                                         
                                        運放的中頻等效模型
                                         
                                        按照中頻特性等效模型,中頻放大倍數
                                         
                                        如何通過增益帶寬積選擇運放?
                                         
                                        運放的低頻等效模型
                                         
                                        按照低頻等效模型,低頻放大倍數
                                         
                                        如何通過增益帶寬積選擇運放?
                                         
                                        為方便簡化,我們設定一個下限頻率,此下限頻率由輸出阻抗來決定的,中頻特性和低頻特性之間存在一個函數關系:
                                         
                                        如何通過增益帶寬積選擇運放?
                                         
                                        運放的高頻等效模型
                                         
                                        同樣,我們再來看看高頻特性,高頻放大倍數
                                         
                                        如何通過增益帶寬積選擇運放?
                                         
                                        我們同樣設定一個上限限頻率,此上限限頻率由輸出阻抗來決定的,中頻特性和低頻特性之間存在一個函數關系:
                                         
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                                        綜合以上信息,考慮到耦合電容和結電容的影響,根據電壓放大倍數建立一個新的數學模型
                                         
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                                        根據以上這些公式,我們發現運放在10倍下限頻率和1/10倍上限頻率之間,會有一個相對穩定的工作區間
                                         
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                                        結合實際應用中,通常來說,一般的運放產品中,上限頻率遠大于下限頻率,所以,我們設定運放有一個通頻帶,運放在這個通頻帶中工作穩定
                                         
                                        如何通過增益帶寬積選擇運放?
                                         
                                        根據以上公式表明,通頻帶和中頻放大倍數近似于一個常數,我們定義這個常數為增益帶寬積。
                                         
                                        在運放通常能實現全覆蓋的模型傳遞函數中,運放在設定的1/10倍上限頻率(多數情況下,運放具有很好的低頻特性,下限頻率一般為0)能正常工作,所以,我們都會建議客戶選取10倍增益帶寬的運放來達到最佳匹配,當然,以上公式并不適合所有的運算放大器模型,對于電流反饋型的運算放大器,以上推導不成立。
                                         
                                        美國微芯公司(Microchip)最近發布一款零漂移、低功耗、小體積運放產品。
                                         
                                        主要特點:
                                         
                                        漂移特性
                                        失調電壓          <25uV
                                         
                                        溫漂              150Nv/℃
                                        CMRR/PSRR      110dB
                                         
                                        功耗特性
                                        10MHz GBWP功耗電流1.6mA
                                         
                                        如何通過增益帶寬積選擇運放?
                                         
                                        (來源:本文系21ic論壇網友wolfe_yu原創)
                                         
                                         
                                        免責聲明:本文為轉載文章,轉載此文目的在于傳遞更多信息,版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問題,請電話或者郵箱聯系小編進行侵刪。
                                         
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