Texas Instruments LM7171电压反馈放大器是一款高速电压反馈放大器，具有电流反馈放大器的转换特性。它还可用于所有传统的电压反馈放大器配置。LM7171可在低至+2或−1的增益下稳定工作。该器件在4100V/μs时具有非常高的转换率，提供200MHz宽单位增益带宽，同时仅消耗6.5mA的电源电流。非常适合用于视频和高速信号处理应用，如HDSL和脉冲放大器。LM7171的输出电流为100mA，可用于视频分配、变压器驱动器或激光二极管驱动器。

数据手册：*附件：Texas Instruments LM7171电压反馈放大器数据手册.pdf

采用±15V电源供电，可实现较大的信号摆幅，并提供更大的动态范围和信噪比。LM7171具有低SFDR和THD，非常适合用于ADC/DAC系统。此外，LM7171还可在±5V电压下工作，适用于便携式应用。LM7171基于Texas Instruments的高级VIP III（垂直集成PNP）互补双极工艺。

特性

• 易于使用的电压反馈拓扑
• 非常高的转换率：2400V/μs
• 单位增益宽带：200MHz
• 频率：−3dB（AV=+2时 (220MHz)）
• 低电源电流：6.5mA
• 非常高得开环增益：85dB
• 高输出电流：100mA
• 额定工作电压：±15V和±5V
• 可提供辐射保证
• 总电离剂量：300 Krad(Si)
• 无ELDR：300 Krad(Si)

简化示意图

高速高输出电流电压反馈放大器LM7171技术解析

概述

LM7171是德州仪器(TI)推出的一款‌极高速、高输出电流的电压反馈放大器‌，采用VIP™ III(垂直集成PNP)互补双极工艺制造。该器件兼具电流反馈放大器的转换特性和传统电压反馈放大器的配置灵活性，非常适合视频和高速信号处理应用。

关键特性

• ‌超高转换速率‌：典型值2400V/μs(实测可达4100V/μs)
• ‌宽单位增益带宽‌：200MHz
• ‌高输出电流‌：100mA
• ‌低功耗‌：仅6.5mA供电电流
• ‌宽工作电压范围‌：±5V至±15V
• ‌高开环增益‌：85dB
• ‌辐射耐受性‌：总电离剂量300Krad(Si)，无ELDRS效应

应用领域

• HDSL和ADSL驱动
• 多媒体广播系统
• 专业摄像机
• 视频放大器
• 复印机/扫描仪/传真机
• HDTV放大器
• 脉冲放大器和峰值检测器
• CATV/光纤信号处理

电气特性分析

直流参数(±15V供电)

• ‌输入失调电压‌：±1.0mV(最大值)
• ‌输入偏置电流‌：±7.0μA(最大值)
• ‌共模抑制比‌：85dB(最小值)
• ‌大信号电压增益‌：
  • RL=1kΩ时：85dB
  • RL=100Ω时：70dB
• ‌输出摆幅‌：
  • RL=1kΩ：±13V
  • RL=100Ω：±10.5V

交流参数

• ‌转换速率‌：2000V/μs(最小值)
• ‌单位增益带宽‌：170MHz(最小值)
• ‌ -3dB带宽(AV=+2) ‌：220MHz

设计考虑因素

布局建议

1. ‌PCB设计‌：
   • 信号走线应短而宽以降低电感和阻抗
   • 未使用区域应接地以减少杂散信号拾取
   • 关键元件应共地连接
2. ‌元件选择‌：
   • 优先使用表面贴装元件
   • 反馈电阻推荐510Ω以获得最佳性能
3. ‌电源去耦‌：
   • 每个电源引脚附近放置0.01μF陶瓷电容
   • 电源引脚附近放置2.2μF钽电容

稳定性设计

1. ‌输入电容补偿‌：
   • 使用反馈电容CF>(RG×CIN)/RF补偿输入电容引起的极点
   • 对于LM7171，推荐使用2pF反馈电容
2. ‌容性负载驱动‌：
   • 添加隔离电阻(推荐50Ω)以改善稳定性
   • 隔离电阻与负载电容形成极点增加相位裕度

热设计

最大允许功耗计算：
PD = (TJ(max) - TA)/θJA

例如CFP封装：

• θJA=182°C/W(静止空气)
• 25°C时最大功耗680mW

总功耗计算：
PD = PQ + PL
= (供电电流×总供电电压) + (输出电流×[电源电压-输出电压])

典型应用电路

1. ‌快速仪表放大器‌：
   • 利用LM7171的高带宽和低失真特性
   • 适合高精度信号调理
2. ‌多谐振荡器‌：
   • 利用高转换速率实现快速边沿
   • 可用于时钟生成电路
3. ‌脉冲宽度调制器‌：
   • 高输出电流驱动能力
   • 适合功率控制应用
4. ‌视频线路驱动器‌：
   • 优异的差分增益和相位特性
   • 适合视频信号分配

性能优化技巧

1. ‌转换速率提升‌：
   • 在低增益配置下可获得更高转换速率
   • 转换速率与输入电压电平成正比
2. ‌过冲抑制‌：
   • 在输入端串联1kΩ电阻可降低带宽
   • 有效减少大信号脉冲响应中的过冲
3. ‌信号终端匹配‌：
   • 使用特性阻抗匹配的同轴电缆
   • 推荐RG59(75Ω)或RG58(50Ω)