1、 概述
PB50是美国APEX公司推出的高压型场效应管大功率升压放大器,具有作业电压高(200V)、输出电流大(2A)、高转化速率(50V/μs)、低失真等特色。此外,PB50的限流电路能够将其内部的功率损耗约束在一个和功率晶体管的安全区简直相同的规模内,杰出的导热性能够使其取得较之一般功率晶体管更好的功率特性。
PB50选用8引脚TO-3铁盒封装,密封性好,且内部彼此绝缘,其引脚摆放如图l所示。各个引脚的功用如下:
1脚(0UT):输出端;
2脚(CL):限流反应输入;
3脚(+Vs):正电源;
4脚(IN):输入端;
5脚(COM):公共接地端;
6脚(-Vs):负电源;
7脚(GAIN):增益设置;
8脚(C0MP):相位补偿。
2、 引脚特性及作业原理
2.1 升压放大器的根本衔接
图2是:PB50的内部结构图。由于它是高压大功率放大器,输出电流比较大,因而在设置和运用方面与一般功率放大器有较大差异。
PB50对电源电压的要求是负电源有必要比公共接地端(5脚)低30V,最小作业电压不低于±30V。
由图2可知,PB50的输入端IN是一个低阻抗输入。典型值是50kΩ。最大安全输入电压规模有必要被约束到±15V以下。PB50的典型失调电压是0.75V,由于它有一个共基极的双极输入,所以中选用了前级驱动放大器时,这个失调电压将早年级驱动器的输出规模内减去,例如:一个前级驱动运算放大器的输出电压为20V(峰-峰值),它的实践输出将是一10.75V和9.25V.这个失调电压对整个电路的失调没有影响.由于它的失调电压现已被前级驱动放大器的开环增益有效地抵消。可是没有前级驱动放大器时,这个失调电压总是存在。而且对整个电路的失调有很大影响。
公共接地端“COM”为内部输入和反应供给了一个地参考点,需求留意的是,这个端口一般不能作为反相输入端。
增益脚“GAIN”答应外接增益电阻器来调理放大器的闭环增益.外接增益电阻器与片内的反应电阻器串联.闭环增益的核算公式为:
Av=[(RC+6200)/2100]+1
频率补偿脚“COMP”答应外接补偿电容器,外接电容器与片内反应电阻器并联。规划者能够经过补偿电容、外接电阻器和反应电阻器的值简略核算信号增益极点,然后估量PB50的频率呼应。信号增益极点核算公式是:
FP=1/[2π(RC+6200)/Cc]
式中,Rc为外部反应电阻器,Cc外部补偿电容器。
例如,22pF的外接补偿电容器和6.2kΩ的电阻器并联会在PB50的小信号呼应曲线上的1.2MHz处构成一个极点。22kΩ的外接电阻和6.2kΩ的电阻器串联可完成闭环增益10。假如再外接一个22pF的补偿电容器将导致小信号呼应曲线在260kHz处开端下降。
PB50的限流脚CL外接一个限流电阻器(RCL),经过输出端的电流负反应作用来完成限流。限流电阻器的取值规模为O.27Ω~47Ω,在满意电流输出要求的前提下,限流电阻应取得尽量大些。输出电流与限流电阻值之间的联系是:
+IL=(0.65/RCL)+0.1-IL=0.65/RCL
综上所述,PB50的外围器材应按照其数据手册上外部衔接示意图进行衔接。
2.2 复合升压放大器的规划
当体系对失调电压、漂移或偏置电流有十分严厉的要求时.可用一个适宜的前级放大器和PB50一起构成闭环结构的高性能、高精度复合放大器。
在结构复合放大器时,前级驱动器的选取有必要考虑如下几个技术参数:增益、稳定性、转化速率和输出失调。
若要取得最大稳定性.有必要遵从下列准则:
(1)升压放大器应在尽或许低的增益下作业;
(2)前级驱动放大器应在尽或许高的增益下作业;
(3)前级驱动器的增益一带宽乘积应比升压放大器的增益一带宽乘积小;
(4)整个闭环内的相移应尽或许小。
3、 典型运用
3.1 可编程电源
可编程电源要求放大器在高电压和大电流的作业状态下仍具有线性度高、失调电压低和偏置电流小的特性,此外,在某些特定情况下还要求具有快速呼应性。高精度可编程电源挑选AD707作为前级放大器.它具有很低的失调电压以便在高精度的18位DAC输入下取得最好的作业特性。输出的电阻分压器将输出成份额的降到DAC的满刻度规模内,由于它会影响电路的精度所以有必要挑选高质量和低温度系数(TC)的电阻器。假如用一个密封电阻网络,那么绝对温度系数不像分压电阻温度系数对电路的影响那么重要。当用一个外部DAC反应电阻器时,最好运用分压器。用内部的DAC反应电阻器能够保证DAC本身最好的温度漂移特性,大多数选用外部反应电阻器的DAC温度漂移能够到达300ppm/℃。
3.2 电磁偏转放大器
PB50的一切作业特性不只仅在高电压下才干完成。电磁偏转运用场合要求放大器在它所能供给的电流下有很高的转化速率,尽管这种作业状态下的电压并不高,可是PB50仍能够满意要求。而在曾经只要某些贵重的集成功率放大器才干够一起满意转化速率和增益带宽要求。
用PB50能够构成电磁偏转放大器电路。该电路经过把偏转线圈放在电流反应环内逼迫线圈电流与输入电压成正比,在这个比如中,反应电阻器来对升压放大器进行增益补偿。然后进步体系的稳定性。辅佐反应网络补偿高频时电感线圈和电流检测电阻器引起的90°相移。以保证瞬态呼应时的稳定性。任何电磁线圈放大器的最快瞬态呼应时刻取决于其放大器输出电压规模和线圈本身电感。近140V的电压加在200μH的线圈上,最小瞬态呼应时刻约为2μs,而TL071和PB50组成的电路能供给40V/μs的转化速率.这意味着放大器供给满电压输出需时4μs,终究该电路的瞬态呼应时刻小于6μs,相当于83kHz的扫描速度。
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