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解析電壓反饋運算放大器

發布時間：2019-11-13 責任編輯：lina

【導讀】工程師最常向我提的一個請求是對電壓反饋運算放大器和電流反饋運算放大器進行比較。但如果不弄清每種運算放大器如何工作，是不可能確定某種應用應該選擇哪種運放的。這裏我來介紹一下電壓反饋運算放大器。

工(gong)程(cheng)師(shi)最(zui)常(chang)向(xiang)我(wo)提(ti)的(de)一(yi)個(ge)請(qing)求(qiu)是(shi)對(dui)電(dian)壓(ya)反(fan)饋(kui)運(yun)算(suan)放(fang)大(da)器(qi)和(he)電(dian)流(liu)反(fan)饋(kui)運(yun)算(suan)放(fang)大(da)器(qi)進(jin)行(xing)比(bi)較(jiao)。但(dan)如(ru)果(guo)不(bu)弄(nong)清(qing)每(mei)種(zhong)運(yun)算(suan)放(fang)大(da)器(qi)如(ru)何(he)工(gong)作(zuo)，是(shi)不(bu)可(ke)能(neng)確(que)定(ding)某(mou)種(zhong)應(ying)用(yong)應(ying)該(gai)選(xuan)擇(ze)哪(na)種(zhong)運(yun)放(fang)的(de)。這裏我來介紹一下電壓反饋運算放大器（圖1）。

圖1：電壓反饋運算放大器使用長尾對來獲得高精度和共模抑製（CMR）。

精度和CMR是電壓反饋運算放大器的優勢，與電流反饋運算放大器相比，其壓擺率和頻率特性較差。

在圖1中，長尾對Q1-Q2和電流源I構成了電壓反饋運算放大器的輸入級。當基極電壓相等時，Q1和Q2的完美匹配會使集電極電流相等。Q1和Q2的完美匹配還有另一個好處，就是Q1的基極接地可有效地將Q2的基極接地，因為電壓降相等。 bandaotigongyihuijinliangpipeizhelianggeshurujingtiguan。ruguomeiyoupeiping，zhizaoshanghuiyongqitafangfashizhelianggejingtiguankanqilaipipei，lirutiaozhengchenjidianzuhuorongduanlianjie。

將IN–連接至IN+可消除輸入差分電壓。因此，輸入電壓變為共模。將共模輸入電壓調高或調低1V不會改變Q1和Q2的集電極電流，因此電路會抑製共模電壓。隻要不違反集電極或發射極電流源的要求，就可以完成共模電壓抑製。

將Q1和Q2匹配可確保基極-發射極電壓和電流增益β相等。相等的基極-發fa射she極ji電dian壓ya可ke確que保bao不bu存cun在zai輸shu入ru失shi調tiao電dian壓ya，而er相xiang等deng的de電dian流liu增zeng益yi可ke確que保bao輸shu入ru電dian流liu相xiang等deng。相xiang等deng的de輸shu入ru電dian流liu消xiao除chu了le輸shu入ru失shi調tiao電dian流liu，因yin此ci可ke以yi使shi用yong外wai部bu電dian阻zu器qi將jiang輸shu入ru電dian流liu轉zhuan換huan為wei運yun算suan放fang大da器qi容rong易yi抑yi製zhi的de共gong模mo電dian壓ya。電dian壓ya反fan饋kui運yun算suan放fang大da器qi的de高gao精jing度du是shi因yin為wei它ta有you匹pi配pei的de輸shu入ru級ji。

電(dian)壓(ya)反(fan)饋(kui)運(yun)算(suan)放(fang)大(da)器(qi)是(shi)一(yi)種(zhong)電(dian)壓(ya)增(zeng)益(yi)器(qi)件(jian)，因(yin)此(ci)，它(ta)有(you)高(gao)阻(zu)抗(kang)節(jie)點(dian)，例(li)如(ru)各(ge)種(zhong)晶(jing)體(ti)管(guan)集(ji)電(dian)極(ji)上(shang)的(de)節(jie)點(dian)。將(jiang)高(gao)阻(zu)抗(kang)節(jie)點(dian)與(yu)最(zui)小(xiao)的(de)雜(za)散(san)電(dian)容(rong)耦(ou)合(he)會(hui)引(yin)起(qi)某(mou)個(ge)頻(pin)率(lv)上(shang)的(de)信(xin)號(hao)衰(shuai)減(jian)和(he)不(bu)好(hao)的(de)高(gao)頻(pin)特(te)性(xing)。

此外，驅動緩衝器的節點限製了電路的壓擺率。預緩衝級（prebuffer-stage）的壓擺率公式為dV/dT = I/C。輸出電流源固定為I，結電容固定為C，因yin此ci電dian壓ya反fan饋kui運yun算suan放fang大da器qi的de內nei部bu設she計ji限xian製zhi了le其qi壓ya擺bai率lv。此ci類lei電dian路lu的de壓ya擺bai率lv性xing能neng受shou到dao限xian製zhi，除chu非fei你ni能neng對dui電dian路lu進jin行xing設she計ji來lai提ti高gao其qi壓ya擺bai率lv性xing能neng。但dan是shi，增zeng加jia壓ya擺bai率lv總zong是shi以yi增zeng加jia功gong率lv為wei代dai價jia的de，並bing且qie往wang往wang會hui降jiang低di增zeng益yi和he精jing度du。

總之，電壓反饋運算放大器具有極好的精度和CMR，同時具有中等頻率和壓擺率性能。

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