運放引數的詳細解釋和分析壓擺率SR

2021-10-07 00:20:56 字數 1113 閱讀 4256

#我始終覺得運放的壓擺率(sr)是與運放的增益頻寬積gbw同等重要的乙個引數。但它卻常常被人們所忽略。說它重要的原因是運入的增益頻寬積gbw是在小訊號條件下測試的。而運放處理的訊號往往是幅值非常大的訊號,這更需要關注運放的壓擺率。

壓擺率可以理解為,當輸入運放乙個階躍訊號時,運放輸出訊號的最大變化速度,如下圖所示

它的數學表示式為:

因此在運放的資料手冊中查到的壓擺率的單位是v/us.下表就是運放datasheet中標出的運放的壓擺率。

實驗室裡測過opa333對階躍訊號響應的波形如下圖所示。希望能讓大家看的更直觀:

討論完定義和現象,我們來看一下壓擺率sr的**。先看一下運放的內部結構:

這個圖有點眼熟,是的,運放的sr主要限制在內部第二級的cc電容上。這個電容同時也決定著運放的頻寬。那運放的壓擺率,主要是由於對第二級的密勒電容充電過程的快慢所決定的。再深究一下,這個電容的大小會影響到運放的壓擺率,同時充電電流的大小也會影響到充電的快慢。這也就解釋了,為什麼一般超低功耗的運放壓擺率都不會太高。好比水流流速小,池子又大。只能花更長的時間充滿池子。

下表是一些常用到ti運放的壓擺率和靜態電流:

上面簡單說了乙個影響壓擺率sr的因素。下面該說sr對放大電路的影響了。它的直接影響,就是使輸出訊號的上公升時間或下降時間過慢,從而引起失真。下圖是測試的opa333增益g=10時波形。由於opa333的增益頻寬積為350khz,理論上增益為10的時候的頻寬為35khz。但下圖是24khz時測試的結果。顯然輸出波形已經失真,原因就是壓擺率不夠了。頻寬也變成了27khz左右。

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