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为你的输入找到最合适的匹配

作者:时间:2011-10-13来源:电子产品世界收藏

  T博士:你不能只是投入更多的电流?

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/124446.htm

  Dave:事实上,我们在功率预算方面比较紧张,所以我不得不另谋出路。

  T博士:那么你做了什么?

  Dave:哦,几些天我在电脑前非常发愁,在尝试一种旧的双极方法之前,抱怨各种SPICE模拟器是不合时宜的。让我来解释一下。这个问题源于一个采用庞大输入器件的放大器。的gm(增益)要比双极器件更低,所以我们经常通过使用非常大的器件来进行补偿。

  T博士:听起来电容也应该很大。

  Dave:没错。放大器的输入电容几乎达到了微微法(这对一个高速视频放大器来说是很大的)。

  T博士:所以我们通常用一个反馈电容来补偿以防止峰化(peaking)。

  Dave:确实如此!但问题是,输入电容会随信号电压而变化,其影响大到足以引起失真。

  T博士:是不是就没有办法平衡它了呢?

  Dave:起初我认为可能没有。我们经常通过使一些东西成比例(ratiometric)的方法,来减少IC设计中的失真和需要控制的东西。也就是说,电路的一部分是另一个部分的一个简单倍数(simple multiple),即增益的结果是简比(simple ratio)的。

  T博士:这个听起来很有趣,但它是如何工作的呢?

  Dave:这就像我们的标准反馈方程,其中Gain = Rf/Rin。一个芯片上的RF和Rin会因温度和工艺而有所不同。有一些芯片的Rf为10k,另一些将为8.756k,但我们需要的增益是不变的。如果我们用某种材料制作一个电阻(P多晶硅或N多晶硅等),并使其成为一定形状,最终将为1k左右。如果我们把10个Rf串联在一起,我们将得到约10k。如果我们把5个Rin串联在一起,我们将得到约5k。这使我们的增益达到了2。但是值得注意的是,由于Rf和Rin是出于相同的“单位电阻”,因而不管实际电阻值如何变化,电阻率都是相同(等于2)。我们把它叫做比例,而我们感兴趣的结果-增益,只取决于该比率,而不是电阻的绝对值。

  T博士:这个就像一个带隙(bandgap)中的二极管比率(diode ratio)。

  Dave:没错!简单比率很好地控制了工艺、温度和信号变化。最终,我发现在这个电路中负输入端到放大器的阻抗约为10k,而正输入端的阻抗非常低,大约为100欧姆。

  T博士:慢着,这是因为这是一个放大器,而不是输入电容吗?

  Dave:是的,但它们是由一个带有输出阻抗的源(前级输出可能是另一个晶体管)驱动的。

  T博士:当然。这在电路中创建了一个节点。

  Dave:我知道你喜欢谈论节点,所以让我们听听你的高见。

  T博士:信号路径通过序列节点流经一个电路。每个节点都具有储存电荷(电容)和耗散电荷(电阻)的能力。这些值的乘积得出了该节点的时间常数。该时间常数的倒置就是极点(以弧度/秒表示)。

  Dave:没错。因此,我们的放大器在两个输入节点上都有极点,一个极点出自反馈阻抗和输入电容C,而其他极点出自源阻抗和输入电容C。

  T博士:难道这些都是不一样的吗?

  Dave:这就是问题。如果它们是一样的,那么它们往往会抵消。

  T博士:噢,是的。复杂版的Rf/Rin是Zf/Zin……如果它们相同,增益也相同(平坦)。



关键词: Intersil CMOS

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