减少运算放大器输入端和输出杂散电容影响.docx

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1、南华大学黄智伟系列减少运算放大器的输入端和输出杂散电容影响下面的内容主要摘自参考文献：TexasInstruments,frank-huang.TIAna1og&MCUApp1icationsinUniversityE1ectronicDesignContest:*Whatis&44Howto”,1 .运算放大器的反相端（一）的杂散电容的影响及消除1.1 运算放大器的反相端（一）对杂散电容（CSTRAY）是敏感的如图1所示，反相端（一）存在杂散电容（CSTRAY），运算放大器的反相端（一）对杂散电容（CSTRAY）是敏感的。反相节点（反相端（一）图1运算放大器的反相端（一）对杂散电容（CSTR

2、AY）是敏感的在图1中放大器的输出与输入的关系如下：V（R、-=1（1+2?TCstrayRg）VpvOIKAI11/INVKG在反相节点（反相端（一）有零点：f_RF+RgjZERO-7RR乙儿TRAYIKFNG运算放大器的反相节点（反相端（一）对杂散电容（CSTOAY）是敏感的。Rf,RG和CSTRAY在反馈支路上建立的零点,这可能会导致放大器工作不稳定。对于杂散电容（CSTRAY），小到IPF的CSTRAY也可能会引起放大器的稳定性问题。注意：节点包括整个安置在反相端（-）导线上的Rf、RG和反相节点上的任何其他组件。放大器电路特性的波特图如图2所示，放大器的稳定性是由开环增益和反馈系数

3、之间的相关比率（封闭率）确定的。在反相输入端上的电容将引起电路工作不稳定。开环增益（dB）f7A.RO与在反相输入端上的电容反馈系数相对应IR+Rg频率(HZ)2万CsTRAYR1RG与理想电阻反馈系数相对应图2电路特性的波特图1.2消除运算放大器的反相端（一）的杂散电容（CSTRAY）的影响解决办法：(1)(2)(3)(4)(5)消除在反相输入端（一）下面和附近的接地层和电源层;缩短导线，移动元件尽可能的靠近反相输入端（一）；减小RF和RG数值；增加系统增益；在RF两端连接补偿电容器Ccompo如图3所示，可以在RF两端连接补偿电容器CCoMP。VINH,CcoMP-:CSTRAYKF图3在

4、RF两端连接补偿电容器CCoMP2.运算放大器的输出端的杂散电容的影响及消除2.1 运算放大器的输出端对输出杂散电容（CSTRAY）也是敏感的如图4所示,输出端存在杂散电容（Cstray）,运算放大器的对输出端的杂散电容（CSTRAY）也是敏感的。R1OADCstray图4输出端存在杂散电容（CSTRAY）在图4中放大器的输出与输入的关系如下：2万CsTRAYRO假设:RoRf,R1oad,在输出端有零点:图4电路具有如图2类似的电路特性的波特图,不同的是零点为、stray0o运算放大器对输出电容（CSTRAY）是敏感的，由于实际的运算放大器有一个输出阻抗（Ro）oRO和CSTRAY建立在反馈

5、中的零点，这可能会导致放大器工作不稳定。2.2 消除运算放大器的输出端的杂散电容的影响解决办法：（1）消除在输出端下面和附近的接地层和电源层；（2）使用一个串联输出电阻RSER1ES隔离CSTRAY，如图5所示；（3）缩短导线，移动元件尽可能的靠近输出端，特别是串联匹配电阻Rseries;（4）增加系统的噪声增益（即减少反馈系数），如图6所示；（5）使用反馈补偿，如图7所示，注意：对于CFB不能够使用。RGRFWV2CSTRAYRTERMPAAAH_- rH-R1oAD图5使用一个串联输出电阻隔离R1OAD图6增加系统的噪声增益（即减少反馈系数）对于CFB不能够使用INRGj2zVWR1-HVWH.pn1OAD图7使用反馈补偿