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為什么壓擺率會(huì)讓放大器輸出信號(hào)失真

2020-12-18 | pdf | 0.64 MB | 次下載 | 3積分

資料介紹

  1. 壓擺率限制原因和影響因素

  放大器低頻極點(diǎn)是受輸入級(jí)的米勒補(bǔ)償電容影響,壓擺率是受到放大級(jí)米勒補(bǔ)償電容的影響。如圖 2.128,放大器的輸入級(jí)與放大級(jí)電路示意圖。輸入級(jí)跨導(dǎo) gm 將輸入的差分信號(hào)轉(zhuǎn)化為輸出電流 Iout,Iout 流入放大級(jí)并對(duì)米勒補(bǔ)償電容進(jìn)行充電。流過(guò)電容的電流(ic)與電容兩邊電壓關(guān)系,如式 2-80。

  當(dāng) ic 為常數(shù)時(shí),電容兩端的電壓將隨時(shí)間 t 呈線性變化。

  所以當(dāng)放大器輸入的差分信號(hào)為小信號(hào)時(shí),輸入級(jí)的輸出電流 Iout 遠(yuǎn)小于極限值,Iout 隨輸入差分信號(hào)變化而變化,放大級(jí)的輸出電壓 Vo 不受影響。而在輸入信號(hào)為大信號(hào)時(shí),輸入級(jí)的輸出電流 Iout 達(dá)到極限值 Iout(MAX),即飽和恒流狀態(tài),輸入級(jí)不再遵循“虛短”原則,放大級(jí)的輸出電壓 Vo 跟隨時(shí)間以固定斜率呈線性狀態(tài)增加,這種現(xiàn)象稱為壓擺率限制。影響壓擺率的重要因素是放大器內(nèi)部體效應(yīng),即半導(dǎo)體基片與襯底會(huì)形成 PN 節(jié),具有結(jié)電容(體效應(yīng)電容),如圖 2.128 輸入級(jí) Cbody。由于 Cbody 的形成將分流 Iout,當(dāng) Cbody 等于 Cc 時(shí),Iout 下降 50%,壓擺率也將下降 50%。體效應(yīng)問(wèn)題在同相放大電路中比較突出,因?yàn)楣材k妷弘S輸入信號(hào)變化而變化進(jìn)而影響 Cbody。共模電壓越高使得壓擺率越低。在反相放大電路中,共模電壓為常數(shù),輸入信號(hào)不會(huì)影響壓擺率。影響壓擺率的另一因素是溫度,半導(dǎo)體器件參數(shù)的性能與工作溫度相關(guān)。在放大器數(shù)據(jù)手冊(cè)中會(huì)提供壓擺率與溫度示意圖,通常壓擺率隨著溫度上升而在一定范圍內(nèi)增加,如圖 2.129 為 ADA4807 壓擺率與溫度示意圖。

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