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为什么压摆率会让放大器输出信号失真

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  • 上传时间:2021-08-20
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  • 标      签: 电容 半导体 放大器

资 源 简 介

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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