作者：Bonnie Baker
在我之前關(guān)于直流跨阻放大器的博客《跨阻放大器基礎知識》中，我們開(kāi)始了解這個(gè)簡(jiǎn)單的電路。最后，在接下來(lái)的三個(gè)博客的結尾，將提供有關(guān)跨阻放大器（TIA） 電路穩定性的見(jiàn)解。
從核心開(kāi)始
圖 1 顯示了一個(gè)標準的高精度 TIA 電路，使用低皮安輸入偏置電流和 mV 輸入失調電壓放大器，光電二極管 （PD）上的電壓為零。
圖 1. 標準高精度
為了精確，圖 1 的放大器具有超低的輸入偏置電流和失調電壓。為了通過(guò)低于最小 I PD來(lái)降低電流誤差，MAX9613 的額定輸入偏置電流為 1pA （典型值）。為盡可能保持光電二極管響應的線(xiàn)性度，MAX9613 失調電壓為 150mV （最大值） 超低。
由于周?chē)膶?shí)際電容和寄生電容，此 TIA 可能會(huì )不穩定。但希望通過(guò)您從本博客系列中獲得的新設計專(zhuān)業(yè)知識，您將能夠設計出這種令人不快的情況。
在圖 1 中，信號增益等于反饋網(wǎng)絡(luò )和光電二極管寄生電阻的組合。信號增益公式（公式 1）為：
V OUT / I PD ≈ （R F || C F ） 1
在等式 1 中，如果假設 C F是開(kāi)路，則該跨阻電路的估計直流增益為 R F。
對等式 1 的進(jìn)一步檢查得出極點(diǎn)頻率（等式 2）等于：
ƒ P = 1 / （2 p R F x C F ）等式。2
信號頻率響應在 R F和 f P處表現出更高頻率的直流響應（圖 2）。
圖 2. TIA 信號頻率響應。
在圖 2 中，信號在放大器的反相側獲得。TIA 的直流增益等于 V OUT /I PD。方便的是，該增益等于反饋電阻 R F。隨著(zhù)頻率的增加，增益保持穩定，直到達到拐角頻率，其中 R F和 C F形成一個(gè)低通濾波器。
這就是 TIA 信號響應的故事，但我們還沒(méi)有談到交流域中的穩定性或電路振鈴。圖 1 有兩個(gè)基本領(lǐng)域，我們將使用它們來(lái)進(jìn)一步闡明 AC 穩定性響應：
1） 運算放大器電路，其中將包括所有運算放大器寄生效應。
2） 光電二極管，具有所有光電二極管寄生效應。
這兩個(gè)區域中的元件和寄生電容和電阻將構成階躍響應特性。在我們即將進(jìn)行的評估中，我們將了解放大器和光電二極管的寄生電容如何對電路的穩定性產(chǎn)生重大影響。 |
