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【E课堂】你需要了解的跨阻放大器-器件知识

跨阻放大器(TIA)是光学传感器(如光电二极管)的前端放大器,用于将传感器的输出电流转换为电压。跨阻放大器的概念很简单,即运算放大器(opamp)两端的反馈电阻(RF...

 跨阻放大器(TIA)是光学传感器(如光电二极管)的前端放大器,用于将传感器的输出电流转换为电压。跨阻放大器的概念很简单,即运算放大器(op amp)两端的反馈电阻(RF)使用欧姆定律VOUT= I × RF将电流(I)转换为电压(VOUT)。在这一系列博文中,我将介绍如何补偿TIA,及如何优化其噪声性能。对于TIA带宽、稳定性和噪声等关键参数的定量分析,请参见标题为“用于高速放大器的跨阻抗注意事项”的应用注释。

  在实际电路中,寄生电容会与反馈电阻交互,在放大器的回路增益响应中形成不必要的极点和零点。寄生输入和反馈电容的最常见包括光电二极管电容(CD)、运算放大器的共模(CCM)和差分输入电容(CDIFF),以及电路板的电容(CPCB)。反馈电阻RF并不理想,并且具有可能高达0.2pF的寄生并联电容。在高速TIA应用中,这些寄生电容相互交互,也与RF交互生成一个不理想的响应。在本篇博文中,我将阐述如何来补偿TIA。

  图1显示了具有寄生输入和反馈电容源的完整TIA电路。

  

  图1:含寄生电容的TIA电路

  三个关键因素决定TIA的带宽:

  Ÿ 总输入电容(CTOT)。

  Ÿ 由RF设置理想的跨阻增益。

  Ÿ 运算放大器的增益带宽积(GBP):增益带宽越高,产生的闭环跨阻带宽就越高。

  这三个因素相互关联:对特定的运算放大器来说,定位增益将设置最大带宽;反之,定位带宽将设置最大增益。

  无寄生的单极放大器

  这一分析的第一步假定在AOL响应和表1所示的规格中有一个单极的运算放大器。

  DC、AOL(DC)时运算放大器的开环增益

  120dB

  运算放大器GBP

  1GHz

THE END
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