电压反馈与电流反馈运算放大器应用笔记

本应用笔记比较了电压反馈型(VFB)和电流反馈型(CFB)运算放大器的基本性能特征，面向不熟悉CFB放大器的工程师。熟悉该主题的读者可以直接阅读第9页的表l，该表总结了本应用笔记中讨论的主要特性。
附件：*附件：AN1993：电压反馈与电流反馈运算放大器.pdf
电流反馈(CFB)运算放大器已经存在了30多年。它们专为极高的高速性能而设计，这是电压反馈(VFB)放大器在当时无法实现的。FB放大器已经迎头赶上，有时甚至比CFB的同类产品表现更好。然而，CFB放大器与VfB相比有一个主要优势，它可以在很宽的信号增益范围内保持带宽。VFB放大器依赖于增益带宽，这意味着它们的带宽随着信号增益的增加而减小。CFB放大器通常用于高速应用，而VFB放大器则优选用于精密应用。

VFB放大器有两个对称的高阻抗输入。负输入为高阻抗的事实使得由输出电压VO驱动的反馈网络工作在电压源模式。这里，该电压源的串联源阻抗是Rp和RG的并联电路；此电压源的输出连接到反相输入，在此引脚上提供电位v。同相输入端的电位VP1等于信号输入电压V1。因此，两个输入电位之差就是误差电压，经过放大后产生Vo(图1)。
与VFB放大器不同，CFB放大器具有不对称输入。在内部，同相输入通过一个单位增益缓冲器连接到反相输入。因此，同相输入呈现缓冲器输入的高阻抗，而反相输入向反馈网络呈现缓冲器输出的低阻抗。这种低输入阻抗使反馈网络工作在电流源模式。该电流源的并联源阻抗也是Rp和RG的并联电路。正常工作时，输入电压VI将电流ip驱动到同相输入端，反馈电流源的输出将电流in驱动到反相输入端。两个输入电流之差就是误差电流，即。该误差电流被驱动至内部高阻抗级，从而产生输出电压Vo(图2)。

图3显示了电压反馈放大器的简化原理图，由差分输入放大器、高阻抗级和输出缓冲器组成。

图4显示了VFB运算放大器的频率相关模型及其增益-频率特性。这里，gm Rc的乘积是数据手册中通常规定的DC开环增益Ao，fa是主极点频率。这是Cc电抗等于RC值的频率，开环增益A(f)在20dB/decade时开始滚降。