资料介绍
1. 压摆率限制原因和影响因素
放大器低频极点是受输入级的米勒补偿电容影响,压摆率是受到放大级米勒补偿电容的影响。如图 2.128,放大器的输入级与放大级电路示意图。输入级跨导 gm 将输入的差分信号转化为输出电流 Iout,Iout 流入放大级并对米勒补偿电容进行充电。流过电容的电流(ic)与电容两边电压关系,如式 2-80。
当 ic 为常数时,电容两端的电压将随时间 t 呈线性变化。
所以当放大器输入的差分信号为小信号时,输入级的输出电流 Iout 远小于极限值,Iout 随输入差分信号变化而变化,放大级的输出电压 Vo 不受影响。而在输入信号为大信号时,输入级的输出电流 Iout 达到极限值 Iout(MAX),即饱和恒流状态,输入级不再遵循“虚短”原则,放大级的输出电压 Vo 跟随时间以固定斜率呈线性状态增加,这种现象称为压摆率限制。影响压摆率的重要因素是放大器内部体效应,即半导体基片与衬底会形成 PN 节,具有结电容(体效应电容),如图 2.128 输入级 Cbody。由于 Cbody 的形成将分流 Iout,当 Cbody 等于 Cc 时,Iout 下降 50%,压摆率也将下降 50%。体效应问题在同相放大电路中比较突出,因为共模电压随输入信号变化而变化进而影响 Cbody。共模电压越高使得压摆率越低。在反相放大电路中,共模电压为常数,输入信号不会影响压摆率。影响压摆率的另一因素是温度,半导体器件参数的性能与工作温度相关。在放大器数据手册中会提供压摆率与温度示意图,通常压摆率随着温度上升而在一定范围内增加,如图 2.129 为 ADA4807 压摆率与温度示意图。
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