ZHCAAN5B January 2018 – July 2021 LF347 , LF353 , LM348 , MC1458 , TL022 , TL061 , TL062 , TL071 , TL072 , UA741
在德州儀器(TI)的數據表中,您將遇到五個與運算放大器頻率特性相關的參數:
單位增益帶寬(B1)和增益帶寬積(GBW)是類似的。B1 指定運算放大器的 AVD 為 1 時的頻率:
GBW 指定了在采用開環配置和具有輸出負載的情況下運算放大器的增益帶寬積:
單位增益下的相位裕度(fm)是信號通過運算放大器在單位增益下經歷的相移量與 180° 之間的差值:
增益裕度是單位增益與 180° 相移下增益之間的差值:
最大輸出擺幅帶寬(BOM)指定輸出高于指定值的帶寬:
BOM 的限制因素是壓擺率。隨著頻率越來越高,輸出將受到壓擺率的限制,無法足夠快地響應以維持指定的輸出電壓擺幅。
為了使運算放大器穩定,特意在第二級的芯片上制造了電容器 CC(請參閱圖 4-1)。該類型的頻率補償稱為主極點補償,旨在在輸出相移 180° 之前使運算放大器的開環增益滾降至單位增益。請記住,圖 4-1 非常簡化:實際運算放大器中還有其他頻率整形元件。圖 5-11 顯示了內部補償運算放大器的典型增益與頻率之間的關系圖,德州儀器(TI)數據表中通常會提供該圖。圖 5-12 包含相同的信息,只是為了清晰起見,移動了相位軸。
如前所述,可以看出 AVD 隨頻率的增加而下降。當需要特定頻段的精確增益時, AVD(以及 B1 或 GBW)成為一個設計問題。考慮Equation16,其中同相放大器的環路增益由以下公式給出:

需要通過選擇合適的電阻器來控制電路的增益。公式中的 1/ab 項視為誤差項。除非與 1/b 相比,a 或 AVD 對于所有相關頻率都較大,否則它將對電路的增益產生影響,這是我們不希望看到的。
相位裕度(φm)和增益裕度是指定電路穩定性的不同參數。由于軌至軌輸出運算放大器具有更高的輸出阻抗,因此在驅動容性負載時會出現明顯的相移。這種額外的相移會降低相位裕度,因此大多數具有軌至軌輸出的 CMOS 運算放大器驅動容性負載的能力有限。
圖 5-11 典型的大信號差分電壓放大系數和相移與頻率之間的關系
圖 5-12 更易于閱讀的電壓放大系數和相移與頻率之間的關系圖