運算放大器輸出驅(qū)動能力的方法分析(一)

　　圖1能夠用來預測一個給定負載上的電壓擺幅。如果坐標軸是線性的，設計者只需要在圖1的特征曲線上加上一條負載曲線，通過這兩條曲線的交點就能確定電壓擺幅。但如圖所示，很多情況下，尤其當運放是滿擺幅輸出時，兩條坐標軸都使用對數(shù)坐標，以使得在輸出電流很小、輸出只有幾毫伏的情況下，曲線也能有較好的分辨率。在對數(shù)坐標下，負載曲線不再是一條簡單的直線，將不容易畫出。那么如何才能預測一個給定負載的輸出擺幅呢?

　　如果設計師愿意花些時間在器件性能和外部電路要求之間反復進行擺幅預測，會得到一個十分精確的結(jié)果。這里，我將利用一些實例說明如何進行這種預測。

　　圖2：預測給定負載上的輸出電壓擺幅的實例。

　　考慮如圖2a的應用，其中LMH6642被用來驅(qū)動一個RL=100Ω并與Vs/2(1/2電源電壓)相連的負載。假設此情況下LMH6642的輸出被偏置在Vs/2或5V：

　　問題是設計師能夠使用圖1中所示的LMH6642的數(shù)據(jù)來估計可能的最大輸出擺幅嗎?答案是肯定的。

　　為了估計擺幅，要創(chuàng)建一張表(表1)，它由輸出擺幅的初始猜測值開始(第2列)，接著是對猜測值的一系列修正(比較第3列和第5列，結(jié)果由第6列顯示)。

　　表1： 使用迭代來預測圖2a的輸出擺幅(LMH6642)。

　　重復這一過程，直至在所給的條件下，器件特性與負載要求一致，便在第2列的底部得到了最終的結(jié)果，這樣就完成了對擺幅的估算。因此，表1中的反復結(jié)果顯示，圖2a中的電路能在100Ω的負載上產(chǎn)生最高8.75V的電壓。轉(zhuǎn)換成峰峰值是7.5VPP{=(8.75-5)V x 2=7.5VPP}。

　　下面列出了表1中所使用方法的一些注意事項：對于圖2a中的電路，只能提供源電流。因此，只使用了圖1a。在每種情況下，在圖1中假設最差的溫度情況來計算第5列的數(shù)值。第5列中的數(shù)值是在圖1a中將第4列的值作為y軸，然后從圖中讀出的。第2列中的最終結(jié)果，也就是第4次迭代的值，還是一個近似解，因為第3列(87.5mA)中的數(shù)值仍比第5列(90mA)低。但是，圖中的分辨率已經(jīng)不允許再對這個結(jié)果進行細調(diào)。

　　現(xiàn)在我們對剛才討論的實例稍做變化，假設LMH6642的輸出負載不變，但信號經(jīng)過交流耦合的情況，如圖2b所示。預測輸出擺幅的方法與前面相同，只是由于交流耦合負載只能"看到"信號的擺幅，輸出電壓的直流分量(偏置)被交流耦合電容阻擋，因此表中的一些條目(第3列)需要被修改。此外，還要注意交流耦合負載需要LMH6642的輸出能接受和提供電流(與圖2a中只需要輸出提供電流的應用不同)。因此，選擇源電流和漏電流特征中較小的一個數(shù)值，填入表2中的第5列。