Вопрос по скорости нарастания

Рассмотрим операционный усилитель:

введите описание изображения здесь

Из базовых курсов электроники мы знаем, что выходное напряжение как функция дифференциального входа дается следующей картиной:

введите описание изображения здесь

Теперь, если предположить, что:

  • ОУ замкнут с отрицательной обратной связью;
  • выходное напряжение имеет конечное значение;
  • усиление без обратной связи достаточно велико (в идеале бесконечно);

затем

введите описание изображения здесь

а Вин1 и Вин2 почти равны (виртуальное КЗ).

Вопрос: когда я включаю заданную схему, содержащую ОУ с отрицательной обратной связью, ОУ вообще не будет работать ровно и сразу в линейной области своей характеристики. Уходит ли операционный усилитель в линейную область из-за скорости нарастания из-за каких-то паразитных конденсаторов (которые всегда присутствуют)?

Эта идея пришла мне в голову после прочтения следующего примера из книги Разави:

введите описание изображения здесь

Благодаря нагрузочному конденсатору CL выходное напряжение либо увеличивается, либо уменьшается, и, как следствие, разница между двумя входами дифференциальной пары возвращается небольшой, тем самым восстанавливая линейность.

Если вы изучите схему операционного усилителя UA715, вы увидите использование линеаризующих резисторов в эмиттерах входной дифференциальной пары. Это увеличивает линейный диапазон в 5–10 раз и улучшает характеристики установления. Если бы Боб Видлар был разработчиком ИС, то я ожидал бы, что его обширная работа с дискретными схемами для спутников (с Ball Aerospace в Колорадо) дала ему понимание более широкого линейного диапазона и лучшего установления.
Отрицательная обратная связь приводит к тому, что он устанавливается на линейный (ненасыщенный) выходной сигнал, несмотря на то, что скорость нарастания увеличивает скорость, необходимую для его достижения. Я действительно не знаю, куда вы идете с этим вопросом. Скорость нарастания - это динамическая вещь, и на нее нельзя полагаться, чтобы заставить два входа сойтись в стабильной ситуации.

Ответы (1)

Большая скорость нарастания качания всегда ограничивается ограничением тока возбуждения и емкостью нагрузки, которая близка к 0 ESR по сравнению с нагрузкой R.

Таким образом, dV/dt = Ic/C. Где Ic=V/R, где для полевых транзисторов R = RdsOn или Ron, а для драйверов BJT Ic является активным ограничителем тока с добавленным к нему объемным Rce.

Если f(-3dB)=0,35/Tr и Tr=10~90% времени нарастания, это всегда меньше, чем слабый сигнал f-3dB.

Усиление замкнутого контура ограничено малой внутренней емкостью и коэффициентом обратной связи, где более отрицательная обратная связь приводит к более низкому выходному импедансу. Таким образом, больше обратной связи с более низким Zout и более низким усилением в прямом направлении. Acl*f = ГБВ.

Другими словами, для слабых сигналов Отрицательная обратная связь (NFB) всегда снижает выходной импеданс для слабых сигналов, что позволяет увеличить полосу пропускания, но для больших сиг. скорость нарастания ограничена зарядным током Ic(max)=dV/dt=V/(R'C'), так как драйвер становится насыщенным и не может больше управлять током, чтобы соответствовать входному времени нарастания.

BJT OA могут иметь активное ограничение тока 30 мА, и поэтому скорость нарастания определяется для фиксированной нагрузки, такой как 30 ~ 100 пФ, в то время как драйверы FET имеют ограничения Ron. Поскольку максимальное ESR ниже нагрузки R, это часто является ограничивающим фактором. Но тогда полевые транзисторы с более низким сопротивлением и более высоким значением Coss, поэтому максимальная скорость нарастания включает другие переменные полевого транзистора и пФ нагрузки.

Я пытался отредактировать этот ответ, чтобы сделать его более понятным, но я не совсем уверен, что вы пытаетесь сказать. Вы не описываете первое уравнение (похоже, это может быть импеданс), и есть несколько грамматических ошибок.
Я отредактировал его, чтобы прояснить, почему выходной импеданс и пределы тока влияют на скорость нарастания, которая обратно пропорциональна полосе пропускания, но ограничена током для больших сигналов из-за номинальной емкости нагрузки. Капиш?
Я не знаю, кто и почему заминусовал, но это правильный ответ
Вопрос по скорости нарастания
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v