同时注意,传递至高阻抗节点的误差电流不受输入级尾电流的限制。换言之,不同于常规VFB运算放大器,理想的CFB运算放大器中不存在压摆率限制。电流镜从电源按需提供流。在此基础上,负反馈环路强制使输出电压达到某个值,从而将反相输出误差电流归零。CFB运算放大器的模型如图2所示,其中同时给出了相应的波特图。波特图是按对数-对数
比例尺绘制的,开环增益表示为一个跨导T(s),其单位为欧姆。
图2:CFB运算放大器模型与波特图
仔细考察该等式,很快就会发现,CFB运算放大器的闭环带宽取决于内部的主极点电容CP和外部反馈电阻R2,并且独立于增益设置电阻R1。独立于增益维持带宽恒定的这种能力使得CFB运算放大器成为宽带可编程增益放大器的理想选择。
由于闭环带宽与外部反馈电阻R2成反比,因此,CFB运算放大器通常是针对特定R2而优化的。从最佳值开始增加R2的值,结果会降低带宽,而降低该值则可能导致振荡和不稳定,这是高频寄生极点所致。
现代CFB运算放大器的性能
CFB运算放大器AD8011在各种闭环增益值(+1、+2和+10)下的频率响应如图3所示。注意,即使是在增益为+10时,闭环带宽仍然大于100 MHz。在增益为+1时发生的峰值现象是宽带CFB运算放大器用于同相模式时的典型特性,其主要原因是反相输入端存在杂散电容。可以通过牺牲带宽来减少这种峰值现象,其方法是使用一个略大的反馈电阻。
图3:AD8011 频率响应,G = +1、+2、+10
AD8011 CFB运算放大器(1995年推出)仍然代表着最佳性能,其主要规格如下面的图4所示。
图4:AD8011的主要技术规格
CFB运算放大器拓扑结构的进步
传统电流反馈运算放大器使用电流镜,限制为一个单一的增益级。AD8011(以及该系列中的其他成员)与传统CFB运算放大器不一样,采用二级增益配置,如下面的图5所示。
图5:简化的二级电流反馈运算放大器