資料介紹
1. 壓擺率限制原因和影響因素
放大器低頻極點是受輸入級的米勒補償電容影響,壓擺率是受到放大級米勒補償電容的影響。如圖 2.128,放大器的輸入級與放大級電路示意圖。輸入級跨導 gm 將輸入的差分信號轉化為輸出電流 Iout,Iout 流入放大級并對米勒補償電容進行充電。流過電容的電流(ic)與電容兩邊電壓關系,如式 2-80。
當 ic 為常數時,電容兩端的電壓將隨時間 t 呈線性變化。
所以當放大器輸入的差分信號為小信號時,輸入級的輸出電流 Iout 遠小于極限值,Iout 隨輸入差分信號變化而變化,放大級的輸出電壓 Vo 不受影響。而在輸入信號為大信號時,輸入級的輸出電流 Iout 達到極限值 Iout(MAX),即飽和恒流狀態,輸入級不再遵循“虛短”原則,放大級的輸出電壓 Vo 跟隨時間以固定斜率呈線性狀態增加,這種現象稱為壓擺率限制。影響壓擺率的重要因素是放大器內部體效應,即半導體基片與襯底會形成 PN 節,具有結電容(體效應電容),如圖 2.128 輸入級 Cbody。由于 Cbody 的形成將分流 Iout,當 Cbody 等于 Cc 時,Iout 下降 50%,壓擺率也將下降 50%。體效應問題在同相放大電路中比較突出,因為共模電壓隨輸入信號變化而變化進而影響 Cbody。共模電壓越高使得壓擺率越低。在反相放大電路中,共模電壓為常數,輸入信號不會影響壓擺率。影響壓擺率的另一因素是溫度,半導體器件參數的性能與工作溫度相關。在放大器數據手冊中會提供壓擺率與溫度示意圖,通常壓擺率隨著溫度上升而在一定范圍內增加,如圖 2.129 為 ADA4807 壓擺率與溫度示意圖。
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