運算放大器輸出驅(qū)動能力的方法分析(二)
圖4:LMH6657的壓擺率與輸入過驅(qū)動電壓的關(guān)系反映出壓擺率的增強。
圖4是LMH6657數(shù)據(jù)手冊中所給出的壓擺率與輸入過驅(qū)動電壓的函數(shù)關(guān)系。
因此,在輸入過驅(qū)動電壓和輸出壓擺率較大的情況下,這類器件的輸出電流能力也得到了提高。
圖5:兩個不同的輸入過驅(qū)動電壓下,LMH6657的輸出提供電流特征。
圖5顯示了在兩個不同的輸入過驅(qū)動電壓下,LMH6657的輸出提供電流能力(IOUT)與輸出電壓之間的關(guān)系,從中可以看出,較大的輸入過驅(qū)動電壓增大了輸出電流(圖中表現(xiàn)為對于相同的IOUT,輸出電壓到電源電壓的余量要小)。這里沒有給出接受電流特征,但結(jié)果是相似的。
與常規(guī)的電壓反饋運放相比,更需要確保這類器件的輸出特征被正確地理解。通過增大輸入過驅(qū)動電壓能夠得到額外的輸出驅(qū)動能力。但是,當進行像在負載上維持一個穩(wěn)態(tài)擺幅這樣的失真很小的閉環(huán)工作時,卻需要很小的輸入過驅(qū)動電壓(前面已經(jīng)提到過+/-20mV)。在輸入過驅(qū)動電壓很大的條件下指定的輸出能力只能用于瞬態(tài)行為,此時輸出尚未達到最終值,一旦輸出達到最終值,輸入過驅(qū)動電壓就會下降到20mV以下。因此,當在穩(wěn)態(tài)輸出電流而不是瞬態(tài)行為十分重要的應(yīng)用中,評估這類器件的性能時,需要注意輸入過驅(qū)動條件。
電流反饋(CFB)運放的輸出特征的測量方法與上面所給出的方法十分相似。圖6顯示了進行這一測量時所使用的設(shè)置。
圖6:測量CFB運放的輸出特征。
CFB的結(jié)構(gòu)是由一個位于正向和反向輸入端之間增益為1的緩存器構(gòu)成的,電阻RG使得電流能夠流過反向端口。設(shè)置VIN的值大于輸入失調(diào)電壓,電流就會從反向輸入端口流出,并且輸出會向正電源電壓V+增長(即會盡可能地靠近V+)。像前面所解釋的電壓反饋(VFB)運放的情況一樣,電流發(fā)生器Go會對一系列適合DUT的電流值進行掃描,得到輸出提供電流能力與輸出電壓之間的關(guān)系。通過顛倒VIN的極性并將Go設(shè)置成向DUT的輸出管腳提供電流,就能夠確定接受電流能力。注意,對于CFB結(jié)構(gòu),輸入過驅(qū)動電壓對于輸出特征的影響比VFB結(jié)構(gòu)要小。
輸出能力和運放的宏模型:
美國國家半導(dǎo)體公司向用戶提供的Pspice宏模型,能夠很好地預(yù)測運放的許多參數(shù),輸出特征是其中之一。對于我們一直在討論的LMH6642,圖7給出了由美國國家半導(dǎo)體公司的Pspice模型所預(yù)測的輸出特征。
在建立Pspice宏模型時,我們力圖使圖7中所示的模型曲線與圖1中所示的典型的器件特性相符合。但是,仔細觀察就會發(fā)現(xiàn),
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