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VFB运算放大器
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! q/ t3 g8 j8 x' {" m2 Z- 对于要求高开环增益、低失调电压和低偏置电流的精密低频应用,VFB运算放大器是正确的选择。高速双极性输入VFB运算放大器的输入失调电压很少进行微调,因为输入级的失调电压匹配十分出色,一般为1至3 mV,失调温度系数为5至15μV/°C。在微调后,可实现低于20 μV的输入失调电压。采用自稳零架构的运算放大器可提供低于5 μV的失调电压,但我们在此不予考虑。有关自稳零运算放大器的详情,请参阅指南MT-055。
- VFB运算放大器上的输入偏置电流(无输入偏置电流补偿电路)在(+)输入端和(–)输入端大致相等,范围为1至5 μA。有的FET输入运算放大器的输入偏置电流不到200 fA,适用于静电计等应用。(如AD549)。
- 因输入偏置电流引起的输出失调电压可以归零,其方法是反相和同相输入端中的有效源电阻相等。这种方法对于偏置电流补偿VFB运算放大器无效,因为这类放大器的输入端有额外的电流误差源。在这种情况下,净输入偏置电流不一定相等,也不一定具有相同的极性。
- VFB运算放大器在反馈网络控制着整体响应的应用中十分有用,比如有源滤波器应用。然而,有些VFB运算放大器是经过非完全补偿处理的,使用时必须超过其额定的最低闭环增益。
- VFB运算放大器的简化模型是大家耳熟能详的,所有模拟电子教材中都有论述。
- VFB架构适用于那些需要轨到轨输入和输出的低电源电压应用。2 s9 V. y3 R8 Z& r: v
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- 另一方面,我们对电流反馈(CFB)运算放大器的了解较少,相关文献也不多。许多设计师选择VFB运算放大器,只是因为他们更了解这种放大器。
- CFB运算放大器的开环增益和精度一般低于精密VFB运算放大器。
- CFB运算放大器的反相和同相输入阻抗不相等,而且CFB运算放大器的输入偏置电流一般也是不相等且不相关的,因为(+)输入端和(–)输入端具有完全不同的架构。为此,外部偏置电流取消机制也不起作用。CFB输入偏置电流的范围为5至15 μA,在反相输入端一般都较高。
- 由于CFB运算放大器一般是针对一个固定的反馈电阻值而优化的,因此,除设置闭环增益以外,其反馈网络的灵活性显得不足。这使得CFB运算放大器不适合多数有源滤波器,Sallen-Key滤波器除外,因为这种滤波器可以采用合适的固定反馈电阻进行设计。图1总结了VFB和CFB运算放大器的直流及运行考虑因素。
- CFB架构确实适用于轨到轨输入和输出。
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VFB和CFB运算放大器的直流及运行考虑因素( ~$ P5 Y! Z2 R+ b8 j4 n
: W: K# G" }$ b7 O1 v" k- VFB运算放大器
- 高开环增益和直流精度
- 提供低失调电压(<20 μV)
- 提供低偏置电流(JFET、CMOS或偏置电流补偿) (<200 fA)
- 平衡输入阻抗
- 灵活的反馈网络
- 提供轨到轨输入和输出6 A, R6 v/ X: X5 |2 D. L! p
5 M: A1 {4 p$ \0 q& Z8 ?4 S& Y- CFB运算放大器
- 较低的开环增益和直流精度
- 较高的失调电压
- 反相输入阻抗低,同相输入阻抗高
- 输入偏置电流不如VFB低,并且匹配程度不如VFB
- 实现最佳性能需使用固定反馈电阻: R) \. m% N6 o" @$ B
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