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使用自举法改进跨阻放大器

2021-08-18 来源:绍兴农业机械网

使用自举法改进跨阻放大器

模拟自举电路传统上是输出反馈到输入的电路,通常是为了增加输入阻抗。这可以最小化输入阻抗的电阻或电抗(通常是电容)分量或两者。该术语现在也用于 MOSFET 驱动器,其中一个电容器被充电并用于提升栅极驱动电压中国机械网okmao.com。本文关注的是降低跨阻放大器中 JFET 的栅漏电容的影响。该技术还可用于双极电路或 HEMT 或 GaAsFET 晶体管,并可扩展以降低光电二极管电容的影响。

典型的理想化 JFET 输入跨阻放大器可以表示如下:

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I1、R3 和 C1 代表具有一些暗电流(泄漏)和 0.5pF 电容的光电二极管。JFET 显示为一个源极跟随器,其后有一个理想的增益级 E2。V2 用于偏置的电平转换。这种安排将提供大约 96MHz 的带宽。在第一级使用源极跟随器而不是公共源极放大器的一个原因是,您需要一个单位增益级来进行自举,而且源极跟随器的带宽比公共源极放大器更宽。缺点是基于公共源的电路的噪声性能可能比基于源跟随器的电路好。

添加如下所示的引导程序将使带宽大致翻一番,达到 183MHz。

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自举可以进一步扩展到包括光电二极管。这在光电二极管具有大电容的情况下特别有用。

例如,对于 5pF 的光电二极管电容,自举 JFET 的影响很小,因为输入电容由光电二极管而非 JFET 主导。但是,自举光电二极管会将带宽从 24MHz 增加到 81MHz。然后自举 JFET 将进一步增加到 130MHz,因为有效光电二极管电容已经减小,并且 JFET 栅漏电容再次显着。自行引导 JFET 只会将带宽从 24MHz 增加到 27MHz。现实生活中的电路不会那么好,这取决于它们是如何实现的。

自举所需的单位增益缓冲器可能用射极跟随器实现,在这种情况下,其增益将小于单位。但是,如果使用运算放大器,则性能会更好。同样,增益级不会有无限带宽。总的来说,该技术在尝试为光电二极管(包括雪崩光电二极管)设计高跨阻、高带宽跨阻放大器时非常有用。这些技术可用于基于 IC 的定制实现以及分立电路,以及分立器件与运算放大器混合的电路。

与任何这种性质的电路一样,还应分析电路噪声,并进行瞬态模拟以检查在某些情况/条件下没有不良影响。如果这是电路的可能工作条件,这将包括光电二极管中显着直流电流的影响。