用于寬范圍光電二極管的跨阻抗放大器具有苛刻的要求

　　此外，輸入電容還限制了帶寬。有關(guān)于此的一種思考方法是：把輸入電容器的阻抗看作是傳統(tǒng)負(fù)輸出運(yùn)放配置中的增益電阻器(RG)。該電容器越大，則阻抗越小，而且運(yùn)放“承受”的有效增益(1 + RF/RG，常被稱為噪聲增益)越大。由于放大器的帶寬與增益之間成反比關(guān)系(因增益帶寬乘積的恒定特性之故)，因此這意味著大的輸入電容將限制電路帶寬。對(duì)此也可以從穩(wěn)定性的角度來(lái)思考。運(yùn)放輸入端上的電容會(huì)在頻域中產(chǎn)生一個(gè)極點(diǎn)，或在時(shí)域中產(chǎn)生一個(gè)延遲。通過(guò)增設(shè)一個(gè)(有意的，而不是寄生的)反饋電容器(CF)，可對(duì)該極點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償以使電路穩(wěn)定。該電容越大，對(duì)電路帶寬的限制也就越大。因此，應(yīng)選擇一個(gè)具有低輸入電容的放大器，并謹(jǐn)慎地進(jìn)行電路板的布局以消除雜散輸入電容和反饋電容，這一點(diǎn)很重要。請(qǐng)參見(jiàn)LTC6268產(chǎn)品手冊(cè)的第14頁(yè)和第15頁(yè)，以了解一些用于減小雜散反饋電容的實(shí)用主意，這些舉措在實(shí)踐中可使電路帶寬改善4倍以上。

　　具有fA級(jí)偏置電流的新型運(yùn)放LTC6268是針對(duì)本文所述的高速、高動(dòng)態(tài)范圍光電二極管電路所需之性能而優(yōu)化的放大器范例。其利用片內(nèi)ESD保護(hù)二極管的自舉實(shí)現(xiàn)了極低的輸入電流。通過(guò)創(chuàng)建輸入電壓的一個(gè)緩沖“副本”并將之饋入分離的ESD二極管，可在正常操作期間將二極管電壓和電流保持在極低的水平。結(jié)果是：在85°C和125°C溫度條件下分別提供了0.9pA和4pA的保證最大輸入電流。典型輸入電流性能示于圖3.雖然該電流仍然隨溫度的升高而增大，但是與其他放大器相比其增幅低了幾個(gè)數(shù)量級(jí)。LTC6268提供了500MHz增益帶寬，從而實(shí)現(xiàn)了LTC6268產(chǎn)品手冊(cè)中所示的單級(jí)電路(從20kΩ跨阻抗增益和65MHz帶寬至499kΩ跨阻抗增益和11.2MHz帶寬)。由于只采用了0.45pF輸入電容，因此在總的電路電容中LTC6268只占了很小的一部分，因而保持了高帶寬。LTC6268的輸入?yún)⒖茧妷汉碗娏髟肼暦謩e為4.3nV/√Hz (在1MHz)和5.5fA/√Hz (在100kHz)。而且，LTC6268的寬帶寬、低失真和高擺率使其適合于高速數(shù)字化應(yīng)用。

　　圖3：LTC6268的輸入偏置電流在整個(gè)溫度范圍內(nèi)保持低水平

　　盡管市面上銷售的運(yùn)放數(shù)以百計(jì)(假如不是數(shù)以千計(jì)的話)，然而要找到一款用于高速、高動(dòng)態(tài)范圍光電二極管電路的合適跨阻抗放大器卻是非常具挑戰(zhàn)性。每個(gè)電路都有其一組獨(dú)特的性能特征要求，包括極低的輸入偏置電流和輸入電流溫度漂移、高速度(例如：增益帶寬乘積和擺率)、低電壓和電流噪聲的正確平衡、以及低輸入電容。另外，還應(yīng)特別謹(jǐn)慎地對(duì)待電路板布局，以最大限度地減小將會(huì)對(duì)電路的準(zhǔn)確度和速度產(chǎn)生限制的漏電流和雜散電容。LTC6268代表了一種針對(duì)高性能TIA應(yīng)用而優(yōu)化的新型運(yùn)放。