宽带互导型放大器MAX435/MAX436

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网
1 概述 互导型放大器(又称跨导型放大器)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。 互导型放大器是一种电压/电流模式混合电路,由于其内部只有电压—电流变换级和电流传输级,而没有电压传输级,因此没有大摆幅电压信号和密勒倍增效应,从而具有频带宽、高频性能好及大信号转换速度高等特性。互导型放大器的电路结构简单,电源电压和功耗均得到了降低。 2 主要性能指标 MAX435/MAX436是美国MAXIM公司生产的互导型放大器,MAX435是差分输出型,MAX436是单端输出型,其引脚排列如图1所示。图中Z+、Z-端为用户选择的二端互导元件或网络的阻抗连接端口。ISET端为电源电流控制端,它控制内部电流源。ISET端与负电源V-端之间需连接一个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%26;#177;10mA,MAX436是%26;#177;20mA。在电阻RSET两端需并联0.22μF陶瓷电容以使电流源去耦。当输出负载不需要有源驱动时,可将电阻RSET与 ISET端断开以降低功耗。此时MAX435电源电流可降至约450μAMAX436电源电流降至约850μA。这两款器件均有输出短路保护功能。MAX435/MAX436的主要性能指标如表1所列。 表1 MAX435/MAX436的主要性能指标 参 数 MAX435 MAX436 电源电压V+、V- %26;#177;5V %26;#177;5V 电源电流Is 35mA 35mA 输入电压范围Vi+、Vi- %26;#177;2.5V %26;#177;2.5V 输入失调电压VOS 0.3V 0.3V 失调电压温漂ΔVos/ΔT 3.5μV/℃ 3.5μ/℃ 输入电阻Ri 800kΩ 700kΩ 输出电压范围Vo+、Vo- %26;#177;3.5V %26;#177;3.5V 输出阻抗Zo 3.5kΩ 3.3kΩ 输出电流Io %26;#177;10mA %26;#177;20mA 电流增益K 4.00A/A 4.00A/A 转换速率SR(ZL=25Ω) 550V/μs 550V/μs -3dB带宽 275MHz 275MHz 表1中的差分输入电压Vi= Vi+- Vi-,Zt为Z+、Z-两端用户连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变换电路的一部分,Zt与输入电阻Ri是概念上根本不同的两个量),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时应保证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过最大值。定义互导型放大器的互导增益时,假如放大器的负载为RL,则互导型放大器的互导增益Gm=Io/Vi=K/Zt,输出电压Vo=Gm%26;#215;RL。 3 应用电路 MAX435/MAX436可广泛用于高速仪表放大器、高速滤波器、宽带高增益带通放大器、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要反馈回路及相位补偿。下面列举几个典型电路。 (1)求和放大电路见图2a。Vo=(Gm1+Gm2)RL (2)低通放大电路见图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,即可组成带通放大电路。而若将Rt改为RC串联电路,同时又去掉电容CL,便可组成高通放大电路。若用晶体代替Rt且去掉电容CL,便可组成晶体调谐放大电路,其谐振频率为晶体频率。利用多个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距离可达1500米。 图3 (4)利用MAX436实现接地模拟电阻,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)利用MAX436实现回转器,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,实现了回转器的功能。若ZL是电容,则Zi为模拟电感。 (6)利用MAX436实现频变负电阻,见图6。由于 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组成接地回转器,对Z′i作倒置变换,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%26;#183;法拉的量纲。若将上面公式中的模拟超电感Z′i(S)经过一个浮地回转器倒置,则可构成浮地频变负电阻。 利用互导放大器的优异性能还可以组成浮地模拟电阻、接地电容倍乘器、浮地电容倍乘器、电压模式积分器、电流模式积分器等电路。

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