电子工程世界|TI教你如何攻克高速放大器设计三大常见问题在使用高速放大器进行设计时

在使用高速放大器进行设计时，一定要熟悉其通用的规格并了解其特定概念。在本文中，高速放大器是指增益带宽积（GBW）大于或等于50MHz的运算放大器（opamps），但这些概念也适用于低速器件。以下设计师在使用高速放大器时遇到的一些常见问题。
问：为什么某些高速运算放大器具有最小增益规格？
【电子工程世界|TI教你如何攻克高速放大器设计三大常见问题】答：失补偿的运算放大器具有闭环最小增益稳定规格，但与单位增益稳定的同类产品相比，在相同电流消耗下，其可提供更大的GBW和更低的噪声。
“失补偿”仅表示Aol（开环增益）响应曲线中具有第二个高于0dB的极点。这第二个极点还规定了确保放大器稳定性所需的最小增益。想象一下Aol曲线“上移” ，如图1所示。增加的Aol会导致更宽的带宽。

文章图片
图1：失补偿放大器的开环增益响应曲线
缩小放大器输入对中的负反馈电阻的尺寸会增加Aol ，如图2所示。更小的负反馈电阻还有助于降低放大器噪声。

文章图片
图2：运算放大器中的负反馈电阻
OPA858和OPA859分别是失补偿和单位增益稳定放大器的两个示例。对于相同的电流消耗， OPA858具有更宽的带宽和更低的噪声，如表1所示。

文章图片
表1：比较失补偿的放大器和单位增益稳定的放大器
除增加带宽和降低噪声外，失补偿体系结构还可实现更高的压摆率。总体而言，最小增益规格提供了性能折衷。这意味着如果您放弃单位增益并满足最小增益要求，则可利用该性能。有望轻松满足最小增益规格的应用示例包括电流检测电路。其可测量并联电阻上的电压、信号链中的增益级和跨阻电路。
问：什么是电流反馈放大器？
答：电流反馈放大器是一种通过将一部分输出信号作为电流反馈以实现对于放大器的控制的运算放大器。电流反馈放大器不同于依赖于电压形式的反馈的电压反馈放大器。大多数设计人员都了解电压反馈体系结构，因为它们在大多数电子课程中它们很常见并作为重点出现。
图3提供了电压和电流反馈放大器体系结构的基本输入级比较，其中电压反馈放大器建模为电压控制电压源，电流反馈放大器建模为电流控制电压源。

文章图片
图3：比较电压和电流反馈运算放大器体系结构
两种体系结构仍被用作负反馈电路中的误差放大器，但它们所需的反馈类型有所差异。例如，您可在反相和同相增益配置中使用其中任何一种放大器。电流反馈体系结构的一个明显优势是带宽不取决于增益。但在电压反馈体系结构中，随着增益的增加，带宽减小，如公式1所示：
如图4所示，在电流反馈体系结构中，无论增益如何，带宽几乎保持恒定，。该图如THS3491数据表中所示。

文章图片
图4：电流反馈运算放大器的增益和带宽关系
表2比较了电压和电流反馈放大器之间的一些主要区别。

文章图片
表2：比较电压反馈和电流反馈放大器的应用
请注意：电流反馈放大器的操作并非指在反馈路径中没有电阻。电流反馈放大器数据手册将对RF的指定值提出建议；这些值很重要，因为RF值决定了放大器，甚至单位增益的补偿。如图4 ，表3来自THS3491数据表。