電流反饋放大器如何為我所用

作者：Xavier Ramus 德州儀器

電流反饋 (CFB) 放大器大部分歸屬高速放大器范疇。近年來所推出的大量良好應(yīng)用指南主要用來介紹應(yīng)用電流反饋放大器的工作以及其中所遇到的主要問題。這里我們將通過簡短的文字加以總結(jié)。

CFB 放大器具有一個(gè)高阻抗輸入(非反相輸入)、一個(gè)低阻抗輸入（反相輸入）以及一個(gè)輸出低阻抗。注意：為了便于討論，我會忽略電源引腳及禁用功能。

只要不加載輸入，非反相輸入端電壓便可看到高輸入阻抗。非反相輸入端電壓在通過緩沖器時(shí)會出現(xiàn)在反相輸入端。由于緩沖器不太理想，因此它會具有隨頻率變化的增益 a(s)，DC 幅度非常接近 1V/V，通常為 0.996V/V。此外，緩沖器在理想情況下，輸出阻抗為 0W。實(shí)際上，輸出阻抗介于幾歐姆到幾十歐姆之間。目前我會忽略阻抗的電感分量。

緩沖器的作用有兩個(gè)：

1) 迫使反相節(jié)點(diǎn)電壓跟隨非反相輸入；

2) 提供一個(gè)用于疏導(dǎo)誤差電流的低阻抗路徑。

誤差電流通過緩沖器后，會通過高跨阻抗增益級傳輸至輸出端。關(guān)閉反饋環(huán)路可將誤差電流降到幾乎等于零，這種方式與電壓反饋放大器中將誤差電壓降至零的方式類似。

剩下的工作就是寫出如下方程并對其進(jìn)行求解。

是噪聲增益，在所示的非反相配置情況下也是信號增益。

環(huán)路增益可表示為：

這對于理想的 CFB? 來說，是一個(gè)非常重要的公式，因?yàn)樗砻髁谁h(huán)路增益與反饋電阻的比例關(guān)系，因此反饋電阻可作為 CFB 的主要補(bǔ)償。事實(shí)上，增加反饋電阻及帶寬 (BW)，不僅會降低反饋電阻，同時(shí)還可增大帶寬。實(shí)際上，不可能將反饋電阻降低到特定值以下，否則放大器會發(fā)生振蕩。

只要 ，帶寬就與增益不成比例，而且 CFB 可看作與增益帶寬結(jié)果無關(guān)。實(shí)際上，這在 時(shí)，對一階而言是成立。

CFB 還具備固有的高壓擺率和低偏置電流。輸入級是一個(gè)緩沖器，可提供盡可能多的電流，直到內(nèi)部晶體管飽和為止。該飽和的發(fā)生時(shí)間比傳統(tǒng)差分對輸入電壓反饋放大器 (VFB) 要晚得多。該特性十分重要，其可轉(zhuǎn)化成更高的全功率帶寬。

最后，CFB 并不適合所有應(yīng)用。它們最適合那些受噪聲增益增加影響最大以及僅需有限帶寬（幾百 MHz）但需要高增益的應(yīng)用。CFB 不太可能作為前端放大器使用，因?yàn)?VFB 支持更低噪聲，可帶來更好的效果。但作為二階，CFB 確實(shí)具備比任何 VFB 都要好得多的帶寬-靜態(tài)電流比。此外，CFB 還適合需要多個(gè)輸入的求和應(yīng)用。在這類應(yīng)用中，VFB 的帶寬會受到噪聲增益的限制。最后，最適合使用 CFB 的最新應(yīng)用就是線路驅(qū)動器，該應(yīng)用中一般同時(shí)需要高增益和高帶寬，而且具有高輸出電流與高壓擺率。

閱讀原文，請參見：http://e2e.ti.com/blogs_/b/analogwire/archive/2013/04/26/current-feedback-amplifier-how-do-i-make-it-work-for-me.aspx

編輯：jq