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兩級(jí)電流反饋放大器

星星科技指導(dǎo)員 ? 來(lái)源:ADI ? 作者:Will Drachler ? 2023-06-17 10:42 ? 次閱讀
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AD8011的出色性能(表)和功耗經(jīng)濟(jì)性得益于獨(dú)特的雙增益級(jí)電流反饋架構(gòu)(圖A1)和ADI公司的鍵合晶圓超快速互補(bǔ)雙極性(XFCB)工藝。

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AD8011 性能

電源電壓 +5 V
±5 V
電源電流,最大值
1毫安
1.2毫安
靜態(tài)功率
5毫瓦
12毫瓦
帶寬,-3dB,小信號(hào),典型值
G = +1
325兆赫
400兆赫
G = +2
180兆赫
210兆赫
帶寬,-3 dB,2.5 V 峰峰值輸出,典型值


G = +10
57兆赫
57兆赫
0.1dB 增益平坦度
20兆赫
25兆赫
回轉(zhuǎn)率,典型值,G = +2
2000 V/μs
3500 V/μs
建立至 0.1%,2V 步進(jìn),G = +2
29 納秒 25 納秒
失真:第二、第三、RL=1 kΩ


5兆赫
-84, -76 分貝
-75, -70 分貝
20兆赫
-59, -53 分貝
-62, -63 分貝
ΔGain 誤差: RL= 1 kΩ,150 Ω
0.02%, 0.6%
0.02%, 0.02%
ΔPhase 錯(cuò)誤: RL= 1 kΩ,150 Ω
0.06°, 0.8°
0.06°, 0.3°
電壓噪聲 @ 10 kHz,典型值
2 nV/√赫茲)
2 nV/√赫茲
失調(diào)電壓,最大值
5 毫伏
5 毫伏
輸出電流,典型值
30毫安
30毫安
輸入范圍
1.2 至 3.8 V
±4.1 V
輸出擺幅,RL= 1 kΩ
0.9 至 4.1 V
±4.1 V

什么是電流反饋放大器電流反饋或跨阻運(yùn)算放大器(CFA)用于與采用電壓反饋運(yùn)算放大器(VFA)的電路非常相似的電路。有什么區(qū)別?首先,CFA的負(fù)輸入響應(yīng)電流;輸出電壓與該電流成正比,因此跨阻(V外= Zt我在).CFA不是通過(guò)保持高輸入阻抗來(lái)保持較小的負(fù)輸入電流,而是通過(guò)使用反饋和電壓增益來(lái)保持較小的輸入電壓差,而是憑借其低輸入阻抗(如回頭觀察低失調(diào)發(fā)射極跟隨器)來(lái)保持較小的電壓差;它通過(guò)輸出反饋動(dòng)態(tài)保持較小的凈輸入電流。

當(dāng)理想CFA在高阻抗正輸入端驅(qū)動(dòng)時(shí),具有低阻抗的負(fù)輸入在電壓上緊隨其后;誤差電流的高增益和通過(guò)Rf的負(fù)反饋要求通過(guò)Rf和Rin的電流相等;因此在外? V在[Rf/R在+ 1],就像電壓反饋放大器一樣。一個(gè)主要區(qū)別是壓擺率可能相當(dāng)高,因?yàn)檩斎爰?jí)中可能會(huì)流動(dòng)較大的瞬態(tài)電流,以處理補(bǔ)償電容兩端電壓的快速變化。此外,負(fù)輸入端的低阻抗意味著雜散輸入電容不會(huì)對(duì)放大器的帶寬產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響。

AD8011與傳統(tǒng)電流放大器有何不同?傳統(tǒng)的IC電流反饋型運(yùn)算放大器雖然建立在互補(bǔ)雙極性工藝上,但僅限于單個(gè)增益級(jí),使用電流鏡電路進(jìn)行偏置和電平轉(zhuǎn)換(圖A2a)。到目前為止,完全互補(bǔ)、雙增益級(jí)、電流反饋型IC運(yùn)算放大器因其高功耗而變得不切實(shí)際。

wKgZomSNHaOAUXpLAABMEAXW0kM757.gif

AD8011采用第二個(gè)增益級(jí),由一對(duì)互補(bǔ)放大器A2和A2組成,例如Q4和Q5。電流源的詳細(xì)設(shè)計(jì)I1和我2及其偏置電路是兩級(jí)電路成功的關(guān)鍵(專(zhuān)利申請(qǐng));它們使放大器的靜態(tài)功率保持在較低水平,但能夠在回轉(zhuǎn)期間進(jìn)行寬電流偏移。在電流反饋放大器(高阻抗“Cp“節(jié)點(diǎn))由單位增益緩沖區(qū)卸載以提供輸出驅(qū)動(dòng)。

兩級(jí)放大器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是更高的總增益帶寬(在相同的功率下),這意味著更低的信號(hào)失真和驅(qū)動(dòng)更重外部負(fù)載的能力。相反,第二增益級(jí)將緩沖器所需的驅(qū)動(dòng)及其非線(xiàn)性度分壓,從而降低失真,提高開(kāi)環(huán)增益。AD8011保留了電流反饋放大器的優(yōu)勢(shì),即更高的閉環(huán)增益不會(huì)導(dǎo)致帶寬成比例的降低。最后,該放大器的寬共模和輸出范圍使其能夠采用 5V 單電源供電,功耗僅為 ±V 的一半,性能下降幅度很小。

總而言之,無(wú)論β差異如何,新型偏置電路都能保持互補(bǔ)電流相等且較低,盡管代價(jià)是電路復(fù)雜性略高。然而,XFCB工藝允許制造非常小的快速晶體管,因此芯片仍然很小(成本低)。AD8011使用第二增益級(jí)和偏置電路,使其具有從輸入級(jí)到輸出級(jí)的B類(lèi)工作的所有優(yōu)勢(shì)。它可以在低靜態(tài)電流下運(yùn)行時(shí)實(shí)現(xiàn)低失真、高速和高輸出電流驅(qū)動(dòng)。

審核編輯:郭婷

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