LM4702高保真功放器件的設(shè)計(jì)原理
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4.外部器件的恰當(dāng)選擇
為了滿足應(yīng)用的設(shè)計(jì)要求，應(yīng)對(duì)外部器件進(jìn)行恰當(dāng)?shù)倪x擇。下面就來談?wù)勍鈬?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/器件">器件數(shù)值的選擇將影響增益和低頻響應(yīng)。每個(gè)非反向放大器的增益都是由電阻Rf和Ri決定的，如圖2所示。放大器的增益可表示為
Av=1+Rf/Ri
為了獲得最好的信噪比表現(xiàn)，可以使用更低的電阻值。Ri通常采用1kΩ，然后再根據(jù)設(shè)計(jì)的放大倍數(shù)來確定Rf的值。對(duì)于LM4702，放大倍數(shù)必須不小于26dB，如果小于26dB將是不穩(wěn)定的。Ri與Ci串聯(lián)(如圖2所示)構(gòu)成了一個(gè)高通濾波器，低頻響應(yīng)就由這兩個(gè)元件來決定。這個(gè)-3dB的頻率點(diǎn)可以由下式來得到
fi=1/(2πRiCi)
如果一個(gè)輸入耦合電容被用來阻斷來自輸入的直流，那里將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高通濾波器(CIN與RIN的結(jié)合)。當(dāng)使用輸入耦合電容時(shí)，必須用RIN來設(shè)置放大器輸入端的直流偏置點(diǎn)。CIN與RIN結(jié)合后產(chǎn)生的-3dB頻率響應(yīng)可以由下式來表示
fIN=1/(2πRINCIN)
當(dāng)輸入端懸空時(shí)，在輸出端有可能會(huì)觀測到RIN值的大幅變化。減小RIN的值或輸入平穩(wěn)就可以使這種變動(dòng)消失。在RIN減小的時(shí)候，CIN應(yīng)該相應(yīng)加大以保證-3dB的頻率響應(yīng)不變。
5.用作雙極性輸出時(shí)避免熱失控
當(dāng)對(duì)LM4702使用雙極性晶體管作輸出級(jí)的時(shí)候(如圖2所示)，設(shè)計(jì)者必須注意熱失控的問題。熱失控是由于對(duì)Vbe(晶體管的固有性質(zhì))的溫度依賴所造成的。當(dāng)溫度上升時(shí)，Vbe下降。實(shí)際上，電流流過雙極性晶體管的時(shí)候加熱了晶體管，但又降低了Vbe，這又反過來增加了電流強(qiáng)度，并且開始循環(huán)這個(gè)過程。如果系統(tǒng)沒有恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，這種正反饋機(jī)制將會(huì)毀壞輸出級(jí)的雙極性晶體管。第一種推薦方法是在雙極性輸出晶體管上使用散熱器來避免熱失控，這將使晶體管的溫度降低。
第二種推薦方法是使用發(fā)射極負(fù)反饋電阻(Emitter DegenerationResistor，圖2中的Re1、Re2、Re3、Re4)。當(dāng)電流增加的時(shí)候，發(fā)射極負(fù)反饋電阻的電壓也在增加，這樣便可減小基極與發(fā)射極之間的電壓。這種機(jī)制可以幫助限制電流，并中和熱失控。
第三種推薦的方法是使用一種“Vbe乘法器”來鉗位雙極性輸出級(jí)，如圖2所示。這種Vbe乘法器包括了一個(gè)雙極性晶體管(Qmult,如圖2所示)和兩個(gè)電阻，一個(gè)從基極到集電極(圖2中的Rb2和Rb4)，另一個(gè)從基極到發(fā)射極(圖2中的Rb1和Rb3)。從集電極到發(fā)射極的電壓(同時(shí)也是輸出級(jí)的偏置電壓)Vbias=Vbe(1+Rb2/Rb1)，這也就是為什么這個(gè)循環(huán)叫做Vbe乘法器的原因。當(dāng)Vbe乘法器晶體管Qmult像雙極性輸出晶體管一樣連接散熱器時(shí)，它的溫度將與輸出晶體管的溫度同步。它的Vbe也與溫度有關(guān)，所以當(dāng)輸出晶體管使它變熱時(shí)，它將吸收更多的電流。這將限制基極進(jìn)入輸出晶體管的電流，從而中和熱失控。
表1為LM4702 C工作電壓在±75V 和±50V時(shí)的電氣特性。表2為LM4702A、B工作電壓在±100V時(shí)的電氣特性。
表1 LM4702C的電氣特性
(Imute=1.5mA，除非特別說明，否則TA=25℃)
注：1.典型值在25℃下測定，代表參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。
2.測試范圍保證美國國家半導(dǎo)體公司的平均出廠質(zhì)量水平。
3.數(shù)據(jù)的最大/最小規(guī)格范圍得到設(shè)計(jì)、測試和統(tǒng)計(jì)分析的保證。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/166269.htm
評(píng)論