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。
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,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不是通過保持高輸入阻抗來保持較小的負(fù)輸入電流,而是通過使用反饋和電壓增益來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)來保持較小的電壓差;它通過輸出反饋動(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Rf的負(fù)反饋要求通過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)檩斎爰壷锌赡軙?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,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、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。
AD8011采用第二個(gè)增益級,由一對互補(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電路成功的關(guān)鍵(專利申請);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失真和驅(qū)動(dòng)更重外部負(fù)載的能力。相反,第二增益級將緩沖器所需的驅(qū)動(dòng)及其非線性度分壓,從而降低失真,提高開環(huán)增益。AD8011保留了電流反饋放大器的優(yōu)勢,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?。ǔ杀镜停D8011使用第二增益級和偏置電路,使其具有從輸入級到輸出級的B類工作的所有優(yōu)勢。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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兩級阻容耦合放大器及負(fù)反饋放大器
《模擬集成電路設(shè)計(jì)原理》課程項(xiàng)目:兩級運(yùn)算放大器

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