运放的压摆动作经常被误解。压摆率是一个内容较多的论题,咱们需求将它进行分类评论。
运放输入级电路的两个输入端之间的电压一般十分小——抱负状况下为零,对吗?可是,输入信号突然地改动会时间短打破反应回路的平衡,在运放的输入端发生一个差错差分电压。这将会导致运放的输出发生改动来校对输入端的差错电压。差错电压越大,输出端电压改动得越快,直到输入端的差分电压足够大然后使得运放发生压摆。
假如输入足够大的信号,意味着加速器现已踩到了底,输出信号不或许改动得更快了。更大的输入并不会使输出改动得更快。图1用一个简略的运放电路解说了这个原因。闭环回路上有一个安稳的电压,使得运放输入端之间的电压为零。输入级的两个输入端之间是平衡的并且电流IS1相同地分配到三极管的两个输入端。关于该电路,当输入信号Vin是大于350mV的阶跃信号时,电流IS1只流向输入差分对管的一个三极管,该电流对米勒补偿电容C1充电或许放电。输出压摆率SR是IS1对C1充电的份额,等于IS1/C1。
当然,有各式各样的运放电路来改进压摆率。有压摆增强电路的运放用来检测这种过载条件并且取得更多额定的电流来给C1快速充电,可是在这种状况下,压摆率仍是受约束的。正端和负端的压摆率或许不完全相同。在这种简略的电路中,正端和负端的压摆率是挨近持平的,可是在不同的运放中,这或许会随之改动。输入级的压摆信号(本规划是350mV)能够从100mV到1V或许更多,这取决于不同的运放。
可是输出端的压摆不能呼应输入信号的改动。输入端过载时,输出端不能随之发生改动。可是一旦输出电压挨近其终究值,输入端的差错电压从头出现在线性区,改动率逐渐减小,终究得到一个滑润的安稳值。
在运放压摆时,并没有内涵的过错——对速度没有减小或提高。可是为了防止正弦信号的严峻失真,信号的频率和输出信号的起伏必须有必定的约束以确保输出信号的最大斜率不会超越运放的压摆率。图2中,正弦信号的最大斜率是正比于起伏Vp和频率的。假如压摆率较小(小于所需压摆率的20%),输出信号将会失真,类似于一个三角波。
对运放的压摆率来说,起伏较大的方波信号有十分陡的上升沿和下降沿。终究,一部分上升和下降沿被滑润为运放的小信号,如图1所示。
在同相电路中,不论增益是多少,350mV的输入阶跃信号将会使运放发生压摆。图3显现了输入信号为1V,增益分别为1,2,4时运放的压摆。在不同的增益下,压摆率是相同的。增益为1时,输出波形终究转换为350mV。在增益为2和4时,小信号的份额随之变大,由于反应到反向输入端的差错信号被反应网络衰减。假如增益大于50,该运放或许不会压摆由于350mV的输入阶跃信号将会使输出饱满。
压摆率的单位一般是V/us,或许是由于前期的通用运放的压摆率在1V/us左右。高速的运放有1000V/us的压摆率,可是你很少看见它被表达为1kV/us或许1V/ns。并且,低功耗的运放或许写为0.02V/us,而不写为20V/ms或许20mV/us。并没有很好的原因来解说,这仅仅咱们衡量压摆率的一种习气。