1、概述
互导型扩大器(又称跨导型扩大器)的输入信号是电压量,输出信号是电流量,其增益称为互导Gm。 互导型扩大器是一种电压/电流形式混合电路,因为其内部只要电压—电流改换级和电流传输级,而没有电压传输级,因而没有大摆幅电压信号和密勒倍增效应,然后具有频带宽、高频功能好及大信号转化速度高级特性。互导型扩大器的电路结构简略,电源电压和功耗均得到了下降。
2、首要功能指标
MAX435/MAX436是美国MAXIM公司出产的互导型扩大器,MAX435是差分输出型,MAX436是单端输出型,其引脚摆放如图1所示。图中Z+、Z-端为用户挑选的二端互导元件或网络的阻抗衔接端口。ISET端为电源电流操控端,它操控内部电流源。ISET端与负电源V-端之间需衔接一个5.9kΩ的外部电阻RSET,当RSET为5.9kΩ时,MAX435每个输出端最大输出电流是±10mA,MAX436是±20mA。在电阻RSET两头需并联0.22μF陶瓷电容以使电流源去耦。当输出负载不需求有源驱动时,可将电阻RSET与 ISET端断开以下降功耗。此刻MAX435电源电流可降至约450μA?MAX436电源电流降至约850μA。这两款器材均有输出短路维护功用。MAX435/MAX436的首要功能指标如表1所列。
表1中的差分输入电压Vi= Vi+- Vi-,Zt为Z+、Z-两头用户衔接的二端互导元件或网络的阻抗。差分输入电压Vi会生成流入互导元件Zt的电流(从电路结构上讲Zt是Vi-I改换电路的一部分,Zt与输入电阻Ri是概念上底子不同的两个量),流过互导元件Zt的电流被电路内部预置的电流增益K倍乘,其输出电流为IO=KVi/Zt。选取Zt时应确保Vi最大值与Zt最小值的比值小于2.5mA,这样输出电流才能不超越最大值。界说互导型扩大器的互导增益时,假设扩大器的负载为RL,则互导型扩大器的互导增益Gm=Io/Vi=K/Zt,输出电压Vo=Gm×RL。
3、使用电路
MAX435/MAX436可广泛用于高速外表扩大器、高速滤波器、宽带高增益带通扩大器、高速差分传输线路驱动、接收器中。它不象电压型运放那样需求反应回路及相位补偿。下面罗列几个典型电路。
(1)求和扩大电路见图2a。Vo=(Gm1+Gm2)RL
(2)低通扩大电路见图2b。极点频率FP=1/(2πRLCL),通带增益GB=K?RL/Rt?。若将Rt改为RC串联电路,即可组成带通扩大电路。而若将Rt改为RC串联电路,一起又去掉电容CL,便可组成高通扩大电路。若用晶体替代Rt且去掉电容CL,便可组成晶体调谐扩大电路,其谐振频率为晶体频率。使用多个MAX436可组成二阶低通、高通、带通滤波器。
(3)视频双绞线驱动/接收器电路,见图3。基带视频信号的传输间隔可达1500米。
(4)使用MAX436完成接地模仿电阻,见图4。图中的输入阻抗Zi由下面的式子导出:
Ii+Io=0
Io=ViK/Rt
Zi=Vi/Ii=Rt/K
而Gm=K/Rt
所以,由上式得出:Zi=1/Gm
(5)使用MAX436完成反转器,见图5。图中的阻抗Zi由下面的式子导出:
I01=ViGm1
Vo=I01ZL
I02=VoGm2=Vi Gm1 Gm2 ZL
Ii=-I02
由上式得出:Zi=Vi/Ii=1/(Gm1 Gm2 ZL)
输入阻抗Zi等于对端所接阻抗的倒数乘以系数,完成了反转器的功用。若ZL是电容,则Zi为模仿电感。
(6)使用MAX436完成频变负电阻,见图6。因为
I2(S)=Gm3V1(S)
I3(S)=Gm4 I2(S)/SC1
I4(S)=Gm5 I3(S)/SC2
I1(S)+I4(S)=0
从节点A向右看的输入的阻抗为Z′i(S)=V1(S)/I1(S)=(S2C1C2)/(Gm3 Gm4 Gm5)
Z′i(S)具有S2阶次,称为超电感,Gm1、Gm2组成接地反转器,对Z′i作倒置改换,得到输入阻抗为:
Zi(S)=Vi(S)/Ii(S)=(Gm3 Gm4 Gm5)/(S2 C1C2 Gm1Gm2)=1/(S2D)
D=(C1 C2 Gm1 Gm2)/(Gm3 Gm4 Gm5)
D具有秒·法拉的量纲。若将上面公式中的模仿超电感Z′i(S)通过一个浮地反转器倒置,则可构成浮地频变负电阻。
使用互导扩大器的优异功能还能够组成浮地模仿电阻、接地电容倍乘器、浮地电容倍乘器、电压形式积分器、电流形式积分器等电路。
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