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【漏风书场】浅谈运放之增益带宽积

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楼主
本帖最后由 wolfe_yu 于 2021-5-31 11:05 编辑

#申请原创#
@21小跑堂

一本正经说科普
科普贴——如何通过增益带宽积选择运放

最近谈到运放,有客人说:运放看起来很简单,可是我随便选两颗来评估,输出的信号明显失真,请问是怎么回事呢?
对于运放来说,它会有几个关键参数会影响运放的性能:开环增益、共模抑制比、输入失调电压、输入失调电流、输入偏置电流、差模输入电压、3dB带宽、压摆率、单位增益带宽或者增益带宽积等。
今天,我们来讨论一下增益带宽积,下图是运放内部晶体管的数学模型:

在用戴维南定理做等效代换之前,我们不妨先来重点回忆一下电容等效公式,它在后面的模型设计中会非常有用

低频工作时,电容的阻抗特别大,高频工作时,电容的阻抗特别小,我们一般在中频段,把级间电容视为开路,耦合电容视为短路,低频工作时,主要考虑耦合电容,高频工作时,主要考虑级间电容,那么,根据以上设定,我们分别得出其对应的中频、低频和高频等效模型来一一分析。

运放的中频等效模型
按照中频特性等效模型,中频放大倍数



运放的低频等效模型
按照低频等效模型,低频放大倍数

为方便简化,我们设定一个下限频率,此下限频率由输出阻抗来决定的,中频特性和低频特性之间存在一个函数关系:




运放的高频等效模型
同样,我们再来看看高频特性,高频放大倍数

我们同样设定一个上限限频率,此上限限频率由输出阻抗来决定的,中频特性和低频特性之间存在一个函数关系:


综合以上信息,考虑到耦合电容和结电容的影响,根据电压放大倍数建立一个新的数学模型

根据以上这些公式,我们发现运放在10倍下限频率和1/10倍上限频率之间,会有一个相对稳定的工作区间


结合实际应用中,通常来说,一般的运放产品中,上限频率远大于下限频率,所以,我们设定运放有一个通频带,运放在这个通频带中工作稳定

根据以上公式表明,通频带和中频放大倍数近似于一个常数,我们定义这个常数为增益带宽积。
在运放通常能实现全覆盖的模型传递函数中,运放在设定的1/10倍上限频率(多数情况下,运放具有很好的低频特性,下限频率一般为0)能正常工作,所以,我们都会建议客户选取10倍增益带宽的运放来达到最佳匹配,当然,以上公式并不适合所有的运算放大器模型,对于电流反馈型的运算放大器,以上推导不成立。
美国微芯公司(Microchip)最近发布一款零漂移、低功耗、小体积运放产品。
主要特点:
漂移特性
失调电压          <25uV
温漂              150Nv/℃
CMRR/PSRR      110dB
功耗特性
10MHz GBWP功耗电流1.6mA


参考资料:
模拟电路基础


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21小跑堂 打赏了 20.00 元 2021-05-31
理由:恭喜通过原创文章审核!请多多加油哦!

沙发
John13| | 2021-5-30 19:08 | 只看该作者
一直关注着

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板凳
xiu1991| | 2021-5-30 19:25 | 只看该作者
给力

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地板
xiu1991| | 2021-5-30 19:27 | 只看该作者
vos是na级别的产品有高性价比推荐么?

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5
wolfe_yu|  楼主 | 2021-5-31 09:53 | 只看该作者
本帖最后由 wolfe_yu 于 2021-5-31 09:59 编辑
xiu1991 发表于 2021-5-30 19:27
vos是na级别的产品有高性价比推荐么?

谢邀,Microchip有很多Vos很低的产品,如果你有兴趣,可以发邮件给我们咨询:
世健国际贸易(上海)有限公司
上海市普陀区岚皋路567号品尊国际中心B座20楼
邮编:200333
电话:+86 21 2220 3188
传真:+86 21 2220 3199
info@excelpoint.com.hk

客人还可以访问以下链接,通过点击选项,找到对应型号。
www.microchip.com/treelink
非常感谢!

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