你的位置:首页 > 电路保护 > 正文

如何通过增益带宽积选择运放?

发布时间:2021-06-07 责任编辑:lina

【导读】对于运放来说,它会有几个关键参数会影响运放的性能:开环增益、共模抑制比、输入失调电压、输入失调电流、输入偏置电流、差模输入电压、3dB带宽、压摆率、单位增益带宽或者增益带宽积等。
 
最近谈到运放,有客人说:运放看起来很简单,可是我随便选两颗来评估,输出的信号明显失真,请问是怎么回事呢?
 
对于运放来说,它会有几个关键参数会影响运放的性能:开环增益、共模抑制比、输入失调电压、输入失调电流、输入偏置电流、差模输入电压、3dB带宽、压摆率、单位增益带宽或者增益带宽积等。
 
今天,我们来讨论一下增益带宽积,下图是运放内部晶体管的数学模型:
 
如何通过增益带宽积选择运放?
 
在用戴维南定理做等效代换之前,我们不妨先来重点回忆一下电容等效公式,它在后面的模型设计中会非常有用
 
如何通过增益带宽积选择运放?
 
低频工作时,电容的阻抗特别大,高频工作时,电容的阻抗特别小,我们一般在中频段,把级间电容视为开路,耦合电容视为短路,低频工作时,主要考虑耦合电容,高频工作时,主要考虑级间电容,那么,根据以上设定,我们分别得出其对应的中频、低频和高频等效模型来一一分析。
 
如何通过增益带宽积选择运放?
 
运放的中频等效模型
 
按照中频特性等效模型,中频放大倍数
 
如何通过增益带宽积选择运放?
 
运放的低频等效模型
 
按照低频等效模型,低频放大倍数
 
如何通过增益带宽积选择运放?
 
为方便简化,我们设定一个下限频率,此下限频率由输出阻抗来决定的,中频特性和低频特性之间存在一个函数关系:
 
如何通过增益带宽积选择运放?
 
运放的高频等效模型
 
同样,我们再来看看高频特性,高频放大倍数
 
如何通过增益带宽积选择运放?
 
我们同样设定一个上限限频率,此上限限频率由输出阻抗来决定的,中频特性和低频特性之间存在一个函数关系:
 
如何通过增益带宽积选择运放?
 
综合以上信息,考虑到耦合电容和结电容的影响,根据电压放大倍数建立一个新的数学模型
 
如何通过增益带宽积选择运放?
 
根据以上这些公式,我们发现运放在10倍下限频率和1/10倍上限频率之间,会有一个相对稳定的工作区间
 
如何通过增益带宽积选择运放?
 
结合实际应用中,通常来说,一般的运放产品中,上限频率远大于下限频率,所以,我们设定运放有一个通频带,运放在这个通频带中工作稳定
 
如何通过增益带宽积选择运放?
 
根据以上公式表明,通频带和中频放大倍数近似于一个常数,我们定义这个常数为增益带宽积。
 
在运放通常能实现全覆盖的模型传递函数中,运放在设定的1/10倍上限频率(多数情况下,运放具有很好的低频特性,下限频率一般为0)能正常工作,所以,我们都会建议客户选取10倍增益带宽的运放来达到最佳匹配,当然,以上公式并不适合所有的运算放大器模型,对于电流反馈型的运算放大器,以上推导不成立。
 
美国微芯公司(Microchip)最近发布一款零漂移、低功耗、小体积运放产品。
 
主要特点:
 
漂移特性
失调电压          <25uV
 
温漂              150Nv/℃
CMRR/PSRR      110dB
 
功耗特性
10MHz GBWP功耗电流1.6mA
 
如何通过增益带宽积选择运放?
 
(来源:本文系21ic论坛网友wolfe_yu原创)
 
 
免责声明:本文为转载文章,转载此文目的在于传递更多信息,版权归原作者所有。本文所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题,请电话或者邮箱联系小编进行侵删。
 
要采购示波器么,点这里了解一下价格!
特别推荐
技术文章更多>>
技术白皮书下载更多>>
热门搜索
 

关闭

 

关闭