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1.2.2 基于“点播电流”的新型电压反馈型运放

一直以来,运放的设计者都必须在输入级静态电流、压摆率及失真性能方面做权衡考虑。ADI公司已经申请了一项新的核心电路设计专利,在允许静态电流变小的时候,该专利电路根据电流的需要进行充电或者放电,即“点播电流”。增加的额外电流相应地会快速回流到输入级,致使静态电流随之增加,该电路核心基础思想的简要结构如图1.9所示。

图1.9 基于“点播电流”需求设计的“四方形核”电压反馈型运放结构

如图1.9所示,“四方形核”(输入级gm)由发射极互联的三极管Q1、Q2、Q3和Q4组成。考虑到作用在反向输入电压上的正阶跃影响,电压在Q1中产生相应的电流,该电流通过Q5流向电容Cp1中,同时,电流通过Q1,并流向Q4和电容Cp2中。在动态范围的极限值处,三极管Q2和Q3相应的处于关闭状态。需要注意的是,对Cp1Cp2的放电或者充电不受“四方形核”偏置电流大小的限制。然而,实际上需要小的限流电阻来形成如图所示的“H”型的电阻网络。Q7和Q8组成第二级增益电路(驱动与三极管Q5和Q6的集电极不同),并通过单位增益补偿射极跟随器缓存输出。

“四方形核”和建立静态偏置电流的电路图(图中没有显示)都已经拥有了专利。许多VFB运放都采用了这种公开的专利结构,并且在高频条件下,在失真低、大带宽、压摆率等指标方面能得到很好的性能,具体性能指标值如图1.10所示。

注:括号内的数字表示单/双/三/四运放

图1.10 “四方形核”两级VFB运放的性能指标