电流反馈运算放大器在作同相放大运用时,频率模型如图6所示。有Vo=ie×Zt=ie×(RC‖CC),由
即电流反馈运算放大器的跨阻Zt。
理想情况下,电路闭环电压增益
,有
从上式可以看出:1)当2π f R2CC=1时,
,此时的信号频率即运算放大器的-3dB带宽,
电流反馈运算放大器的闭环增益与闭环带宽已经没有必然联系。放大器的带宽只与反馈电阻R2有关,而闭环增益则可以通过调节R1进行设置。另外,需要说明的是:电压反馈和电流反馈运放的增益在开环放大状态下都存在j2πfRCCC因子。因此,随着信号频率的增加,当该因子大于1以后,运算放大器的开环增益将会以-20dB/dec的斜率开始下降。
4 提高运算放大器速度/带宽的有效途径及稳定性分析
4.1 提高运算放大器的速度和带宽
运算放大器的转换速率,即压摆率
式中,I1为输入级工作电流。
由上式可以看出,提高运算放大器的转换速率,可以采用两种途径:1)增加输入级的工作电流;2)减小电路内部补偿电容。
运算放大器的-3dB带宽就是运算放大器在闭环工作情况下的截止频率fc。从第3.1节和第3.2节的公式可以看出:无论是电压反馈运算放大器,还是电流反馈运算放大器,减小电路内部的补偿电容,对提高运算放大器的带宽性能都具有决定性的意义。
4.2 运算放大器的使用及稳定性分析
4.2.1 电压反馈运算放大器
电压反馈运算放大器在进行稳定性设计时一般都具有单位增益稳定的特点。因此,在使用该类型运放时,无需在外围考虑稳定性补偿设计。但是,正是这个特点限制了该类型运放速度、带宽性能的进一步优化和提高。