【模擬電路】運(yùn)放--輸出阻抗分析-KIA MOS管

我們知道運(yùn)放的特點(diǎn)都是高輸入阻抗，低輸出阻抗；而假設(shè)的理想運(yùn)放更是將輸入阻抗近似到無窮大，輸出阻抗趨近于零；高輸入阻抗是為是減小對(duì)前級(jí)的影響，而低輸出阻抗帶負(fù)載能力強(qiáng)，所以在小信號(hào)放大電路中我們總是在前級(jí)設(shè)計(jì)一個(gè)跟隨電路，提高電路的性能。

然而運(yùn)放并不是理想運(yùn)放，所以每個(gè)datasheet會(huì)列出它在極限條件下參數(shù)值供我們參考，在datasheet中有一個(gè)參數(shù)：開環(huán)輸出阻抗（Open loop output resistance）Ro。如果沒有給出這個(gè)明確值，可以參考資料計(jì)算。

什么情況下我們需要考慮輸出阻抗呢？

由于Ro的存在，并且不像理解運(yùn)放中的為零，運(yùn)放在驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載時(shí)，就會(huì)出問題了。主要問題是Ro和負(fù)載電容相互作用給放電大路的環(huán)路增益引入一個(gè)極點(diǎn)。

f（po1）  = 1/(2ΠRC),很容及計(jì)算出這個(gè)極點(diǎn)f（po1） = 5.545kHz,將環(huán)路增益畫成了波特圖進(jìn)行分析。

引入的這一新的極點(diǎn)Fpo1使得運(yùn)放的開環(huán)益在Fpo1以后以40dB/dec的速度滾降。它反饋系數(shù)倒數(shù)的直線時(shí)在相交點(diǎn)fcl時(shí)閉合速度為40dB/dec。這足以使放大電路不穩(wěn)定了。（注：放大電路穩(wěn)定性的判據(jù)為開環(huán)增益Aol曲線與反饋系數(shù)的倒數(shù)曲線在相交點(diǎn)fcl處的閉合速度為20dB/dec則放大電路穩(wěn)定）

即使放大電路沒有發(fā)生震蕩，它也會(huì)使得放大電路對(duì)方波響應(yīng)時(shí)有一個(gè)過沖。如下圖，是在不同負(fù)載電路下小信號(hào)過沖的曲線。從曲線中可以看出，500pF的負(fù)載電路可以使放大電路過沖達(dá)50%。這個(gè)曲線很重要哦，在很多運(yùn)放的datasheet中會(huì)給出。

截取一下部分單電源運(yùn)放的實(shí)測(cè)Ro,來自于“運(yùn)算放大器的穩(wěn)定性”

從上面一個(gè)圖例我們假設(shè)一個(gè)使用環(huán)境，運(yùn)放驅(qū)動(dòng)一個(gè)容性負(fù)載（設(shè)置0.1uF）輸出，那么極點(diǎn)范圍主要在2.6K~160K(Hz)間，引用：如果是要做高頻信號(hào)的長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)，則RO的大小有影響。就是RO和輸出電容CL會(huì)組成一個(gè)極點(diǎn)，會(huì)影響AMP的主POLE ，因?yàn)镽O會(huì)隨著頻率的增加而增加，則POLE會(huì)左移，可能引起自激。

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