電流反饋放大器如何為我所用?

2020-11-22 電子產品世界

　　電流反饋 (CFB) 放大器大部分歸屬高速放大器範疇。近年來所推出的大量良好應用指南主要用來介紹應用電流反饋放大器的工作以及其中所遇到的主要問題。這裡我們將通過簡短的文字加以總結。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/264928.htm

　　CFB 放大器具有一個高阻抗輸入(非反相輸入)、一個低阻抗輸入(反相輸入)以及一個輸出低阻抗，如下圖所示。注意：為了便於討論，我會忽略電源引腳及禁用功能。

　　

 

　　圖 1:CFB 內部組件

　　只要不加載輸入，非反相輸入端電壓便可看到高輸入阻抗。非反相輸入端電壓在通過緩衝器時會出現在反相輸入端。由於緩衝器不太理想，因此它會具有隨頻率變化的增益 a(s)，DC 幅度非常接近 1V/V，通常為 0.996V/V。此外，緩衝器在理想情況下，輸出阻抗為 0W。實際上，輸出阻抗介於幾歐姆到幾十歐姆之間。目前我會忽略阻抗的電感分量。

　　緩衝器的作用有兩個：

　　1) 迫使反相節點電壓跟隨非反相輸入;

　　2) 提供一個用於疏導誤差電流的低阻抗路徑。

　　誤差電流通過緩衝器後，會通過高跨阻抗增益級傳輸至輸出端。關閉反饋環路可將誤差電流降到幾乎等於零，這種方式與電壓反饋放大器中將誤差電壓降至零的方式類似。

　　剩下的工作就是寫出如下方程並對其進行求解。

　　

 

　　是噪聲增益，在所示的非反相配置情況下也是信號增益。

　　環路增益可表示為：

　　

 

　　這對於理想的 CFB [Ri = 0]來說，是一個非常重要的公式，因為它表明了環路增益與反饋電阻的比例關係，因此反饋電阻可作為 CFB 的主要補償。事實上，增加反饋電阻及帶寬 (BW)，不僅會降低反饋電阻，同時還可增大帶寬。實際上，不可能將反饋電阻降低到特定值以下，否則放大器會發生振蕩。

　　只要[Ri = 0]，帶寬就與增益不成比例，而且 CFB 可看作與增益帶寬結果無關。實際上，這在Ri ≠ 0時，對一階而言是成立。

　　CFB 還具備固有的高壓擺率和低偏置電流。輸入級是一個緩衝器，可提供儘可能多的電流，直到內部電晶體飽和為止。該飽和的發生時間比傳統差分對輸入電壓反饋放大器 (VFB) 要晚得多。該特性十分重要，其可轉化成更高的全功率帶寬。

　　最後，CFB 並不適合所有應用。它們最適合那些受噪聲增益增加影響最大以及僅需有限帶寬(幾百 MHz)但需要高增益的應用。CFB 不太可能作為前端放大器使用，因為 VFB 支持更低噪聲，可帶來更好的效果。但作為二階，CFB 確實具備比任何 VFB 都要好得多的帶寬-靜態電流比。此外，CFB 還適合需要多個輸入的求和應用。在這類應用中，VFB 的帶寬會受到噪聲增益的限制。最後，最適合使用 CFB 的最新應用就是線路驅動器，該應用中一般同時需要高增益和高帶寬，而且具有高輸出電流與高壓擺率。

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