跨阻放大器(TIA)的输入阻抗是多少呢?无穷大仍是零呢?都不是,终究是多少?没有事物是肯定为零或肯定无穷大的,对吗?即便你没有用过TIA, TIA输入阻抗的值会让你惊奇,值得你去了解。究竟,一个反向放大器便是一个有输入电阻的TIA ,对吗?
TIA将一个电流信号转化成电压,并且常常用于丈量弱电流,如图1所示。关于抱负运放,有无穷大的开环增益和带宽,输入阻抗为零。运放的反应回路使得V1坚持虚地,得到一个零输入电阻。相似一个电流表,一个抱负的电流丈量电路的输入阻抗应该为零。
咱们依然假定运放作业在抱负条件下,但实践上运放的增益带宽积是有限的,咱们应该考虑其输入阻抗Z是多少?一些推论和8阶的代数式提醒出一个风趣的成果。图2是OPA314 的开环增益随频率改变的曲线。关于今日的大多数运放,在一个较宽的频率规模内——超越通用器材的50倍,开环增益以一个稳定的斜率-20dB/10倍频下降。它的增益带宽积是3MHz,所以在这个规模以内的任何频率下,其增益挨近3MHz/f。
在黄色方框内标出的因子提醒了成果。Z和Rf,f成正比,和增益带宽积成反比。可是,Z和f成正比意味着什么呢?它感觉更像一个根本的电路元件——电感。一个电感的阻抗是 ,所以咱们能够将TIA的输入端等效为一个电感。
这十分巧,是吗?或许你之前现已知道了这一点。在一个较宽的频率规模内,输入端能够视为一个电感负载。在大多数运用中,咱们期望这个电感越小越好。RF通常是依据跨阻增益而定,所以更高的增益带宽积是减小这个电感的仅有办法。将这种办法运用于实践,你或许会从光电二极管或许电流转化电路中取得更多的洞察力。
没有更多新的东西在这里。各种运用运放组成的电感电路现已存在了很长一段时间,可是你或许没有将它和TIA或许反向放大器联络起来。树立这种联络会带来更深层次的考虑和创造力。
更重要的是对运放输入电压的调查。假定在无穷大的开环增益条件下,咱们常常期望运放的差模输入电压为0。可是,在一个较宽的频率规模内,必定不是这样的。增益带宽积、频率和输出电压之间的简略联系供给了一种简略的了解输入电压怎么跟着频率改变的办法。
当然,有许多约束条件:这是一个小信号剖析。假如你运用足够大的信号起伏和频率驱动运放,运放将变得缓慢,且V1的电压降会添加,并且这种模型是假定运放的开环呼应以简略的-20dB/10倍频斜率下降。许多运放或许在开环呼应曲线上存在不平坦,这会给增益等于GBP/f模型带来影响。