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電壓反饋放大器（voltage-feedback amplifiers）通�？筛鶕�(jù)裝置中的晶體管類型進(jìn)行分類，像是雙極、互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）或接面場效晶體管（JFET）。部分的放大器亦會同時(shí)使用這兩種晶體管，使得放大器于各階段中皆獲得相對應(yīng)的優(yōu)勢。例如，JFET輸入放大器包含一個(gè)采用JFET的輸入差動對（input differential pair），與后續(xù)使用雙極晶體管的增益和輸出級，可產(chǎn)生極大的放大器輸入阻抗。
JFET輸入放大器可用于測試與量測模擬前端、電流感測放大器、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）驅(qū)動器、光電二極管轉(zhuǎn)阻放大器（photodiode transimpedance amplifiers），或透過多任務(wù)器用作多通道傳感器接口。本文將以O(shè)PA2810為例，探討使用JFET輸入放大器于上述應(yīng)用的優(yōu)勢。OPA2810是一款110MHz、27V、寬輸入差動電壓（VIN, Diff）容差軌至軌輸入/輸出FET輸入放大器。
資料采集和電流感測
測試和量測設(shè)備使用放大器作為單位增益緩沖器，或非反相增益配置來量測電壓信號。該設(shè)備必須在不干擾測定量的情況下量測電壓信號，此功能可透過JFET輸入放大器中的高阻抗輸入和低偏壓電流來實(shí)現(xiàn)。在功率分析儀和示波器中，前端的大阻抗衰減器更需要采用高阻抗輸入放大器。
JFET輸入和CMOS放大器的輸入端，與輸入差動對晶體管的閘極連接，僅產(chǎn)生極小的偏壓電流。OPA2810的輸入阻抗非常高，約2pA的偏壓電流在其輸入共模電壓范圍內(nèi)變化最小，這可以透過使用主JFET輸入級以及在正電源2.5V內(nèi)運(yùn)作的CMOS輔助級實(shí)現(xiàn)。電流感測應(yīng)用量測的是電流流過分流電阻器所引起的電壓降，OPA2810采用±12V電源供電時(shí)，隨著輸入共模電壓（線性工作區(qū)遠(yuǎn)離電源）改變，偏壓電流的變化相對較小，有助于大幅減小輸入信號擺幅的偏移電壓變化，提供高精確度電流感測電路。
測量和量測設(shè)備仍必須準(zhǔn)確地在放大器輸出上重新產(chǎn)生輸入信號，OPA2810具備卓越的75mA線性輸出驅(qū)動能力，因此可提供出色的失真性能。由于設(shè)備通常采用線路供電，因此放大器必須在大于24V的電源電壓下運(yùn)作。
寬帶光電二極管跨阻抗應(yīng)用
在寬帶光電二極管跨阻抗應(yīng)用中，高和極高跨阻抗增益，來提高電路中的輸出噪聲性能，同時(shí)降低偏壓電流所導(dǎo)致的輸出電壓偏移。
多信道輸入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
與輸出阻抗相對較高的傳感器對接時(shí)，高阻抗輸入放大器格外有用。這種多信道系統(tǒng)通常會透過多任務(wù)器將這些傳感器與信號鏈連接起來。可以使用電路和放大器來連接每個(gè)傳感器，并連接到多任務(wù)器的輸入端。使用單一快速建立放大器，將多任務(wù)器輸出端直接與傳感器連接。如此會導(dǎo)致信道間切換時(shí)產(chǎn)生大信號瞬態(tài)，其中放大器的處理性能和最大允許輸入差動電壓變得更加重要。
由于快速輸入瞬態(tài)，放大器受到擺動限制，且輸入端彼此停止追蹤，直到輸出達(dá)到其最終值并且負(fù)反饋回路閉合。對于VIN, Diff額定值為0.7-1.5V的標(biāo)準(zhǔn)放大器，您必須使用與輸入針腳串聯(lián)的限流電阻來防止發(fā)生不可逆的損壞，如此也會限制零組件的頻率反應(yīng)。OPA2810內(nèi)建輸入鉗位，可提供VIN, Diff高達(dá)7V的應(yīng)用，不僅無需使用外部電阻，也不會損壞零組件或改變性能規(guī)格。由于輸入級結(jié)構(gòu)與快速建立性能相結(jié)合，使OPA2810非常適用于多信道傳感器多任務(wù)系統(tǒng)。
ADC驅(qū)動器
在多數(shù)的相關(guān)應(yīng)用中，高速放大器可能會驅(qū)動循序漸近式（SAR，successive approximation register）或管線式（pipeline）ADC。由于ADC會在抽樣間隔期間開關(guān)輸出電容器，所以在驅(qū)動這些轉(zhuǎn)換器時(shí)，必須使用放大器來防止發(fā)生輸入負(fù)載。對于快速抽樣速率，ADC輸入必須在數(shù)據(jù)產(chǎn)生之前迅速穩(wěn)定在0.5 LSB以內(nèi)，由于其增益帶寬乘積（gain-bandwidth product）更大，因此可以使用高速放大器，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)路增益并改善穩(wěn)定性能。
OPA2810在130ns左右穩(wěn)定在最終值的0.001%內(nèi)，輸入步進(jìn)為10V，單一增益為24V。由于其具有較大的回轉(zhuǎn)率（slew rate）和快速建立性能，您可以使用OPA2810放大器在輸入端將多個(gè)較低頻率信號數(shù)字化。在供應(yīng)電壓高于ADC的情況下使用高壓JFET輸入放大器，有助于利用ADC的全輸入動態(tài)范圍，以達(dá)到更佳的訊噪比和失真比（SINAD）。
因此，如同OPA2810一般的JFET輸入放大器，具有高抗阻輸入、出色的失真性能、快速建立和寬范圍電源，可為上述不同的高速應(yīng)用帶來諸多優(yōu)勢。如同OPA2810一般的JFET輸入放大器，具有高抗阻輸入、出色的失真性能、快速建立和寬范圍電源，可為上述不同的高速應(yīng)用帶來諸多優(yōu)勢。
本文作者Bharat Agrawal，德州儀器高速放大器部門系統(tǒng)工程師。查詢進(jìn)一步信息，請?jiān)L問官方網(wǎng)站 http://www.ti.com/pr/cn。（Lisa WU, 365PR Newswire）
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