互阻抗放大器確定所需運算放大器帶寬的簡易方法的步驟

互阻抗放大器是一款通用運算放大器，其輸出電壓取決于輸入電流和反饋電阻器：

我經(jīng)常見到圖 1 所示的這款用來放大光電二極管輸出電流的電路。幾乎所有互阻抗放大器電路都需要一個與反饋電阻器并聯(lián)的反饋電容器 （CF），用以補償放大器反相節(jié)點的寄生電容，進而保持穩(wěn)定性。

有大量文章都介紹了在使用某種運算放大器時應(yīng)如何選擇反饋電容器，但我認(rèn)為這根本就是錯誤的方法。不管我們半導(dǎo)體制造商相信什么，工程師都不會先選擇運算放大器，然后再通過它構(gòu)建電路！大部分工程師都是先羅列一系列性能要求，再尋找能滿足這些要求的部件。

鑒于這種考慮，最好先確定電路中允許的最大反饋電容器，然后選擇一個具有足夠增益帶寬積 （GBW） 的運算放大器，以便能與該反饋電容器穩(wěn)定工作。

下面是為互阻抗放大器確定所需運算放大器帶寬的簡易方法的步驟。

步驟 1：確定允許的最大反饋電容。

反饋電容器連同反饋電阻器構(gòu)成放大器頻率響應(yīng)中的一個極點：

高于這個極點頻率時，電路的放大性就會降低。最大反饋電容器值可由反饋電阻器和所需的帶寬確定：

我們可通過讓反饋電容器等于或小于公式 3 計算得到的值，來確保電路滿足帶寬要求。

步驟 2：確定放大器反相輸入端電容。

在圖 2 中，重畫了圖 1 的電路，以顯示光電二極管的接點電容 （CJ） 以及放大器的差分 （CD） 及共模（CCM1、CCM2）輸入電容。這些值通常在運算放大器和光電二極管的產(chǎn)品說明書中提供。

從本圖中可以很明顯看到 CJ、CD 和 CCM2 是并聯(lián)的，因此反相輸入端電容是：

由于非反相端接地，因此 CCM1 不會增加輸入電容。這時候 CD 和 CCM2 可能還不知道，因為我們還沒有選擇特定的運算放大器。我經(jīng)常將 10pF 作為其相加過后的合理估計值。隨后可用確切值來替代，以確定特定運算放大器是否合適。

既然我們已經(jīng)確定了 CF 和 CIN 的值，那現(xiàn)在就能計算出所需的運算放大器帶寬。我將在本博客的下個部分介紹該計算，并在設(shè)計實例中應(yīng)用以上過程。

責(zé)任編輯：haq