4.外部器件的恰当选择
为了满足应用的设计要求,应对外部器件进行恰当的选择。下面就来谈谈外围器件数值的选择将影响增益和低频响应。每个非反向放大器的增益都是由电阻Rf和Ri决定的,如图2所示。放大器的增益可表示为
Av=1+Rf/Ri
为了获得最好的信噪比表现,可以使用更低的电阻值。Ri通常采用1kΩ,然后再根据设计的放大倍数来确定Rf的值。对于LM4702,放大倍数必须不小于26dB,如果小于26dB将是不稳定的。Ri与Ci串联(如图2所示)构成了一个高通滤波器,低频响应就由这两个元件来决定。这个-3dB的频率点可以由下式来得到
fi=1/(2πRiCi)
如果一个输入耦合电容被用来阻断来自输入的直流,那里将会产生一个高通滤波器(CIN与RIN的结合)。当使用输入耦合电容时,必须用RIN来设置放大器输入端的直流偏置点。CIN与RIN结合后产生的-3dB频率响应可以由下式来表示
fIN=1/(2πRINCIN)
当输入端悬空时,在输出端有可能会观测到RIN值的大幅变化。减小RIN的值或输入平稳就可以使这种变动消失。在RIN减小的时候,CIN应该相应加大以保证-3dB的频率响应不变。
5.用作双极性输出时避免热失控
当对LM4702使用双极性晶体管作输出级的时候(如图2所示),设计者必须注意热失控的问题。热失控是由于对Vbe(晶体管的固有性质)的温度依赖所造成的。当温度上升时,Vbe下降。实际上,电流流过双极性晶体管的时候加热了晶体管,但又降低了Vbe,这又反过来增加了电流强度,并且开始循环这个过程。如果系统没有恰当的设计,这种正反馈机制将会毁坏输出级的双极性晶体管。第一种推荐方法是在双极性输出晶体管上使用散热器来避免热失控,这将使晶体管的温度降低。
第二种推荐方法是使用发射极负反馈电阻(Emitter DegenerationResistor,图2中的Re1、Re2、Re3、Re4)。当电流增加的时候,发射极负反馈电阻的电压也在增加,这样便可减小基极与发射极之间的电压。这种机制可以帮助限制电流,并中和热失控。
第三种推荐的方法是使用一种“Vbe乘法器”来钳位双极性输出级,如图2所示。这种Vbe乘法器包括了一个双极性晶体管(Qmult,如图2所示)和两个电阻,一个从基极到集电极(图2中的Rb2和Rb4),另一个从基极到发射极(图2中的Rb1和Rb3)。从集电极到发射极的电压(同时也是输出级的偏置电压)Vbias=Vbe(1+Rb2/Rb1),这也就是为什么这个循环叫做Vbe乘法器的原因。当Vbe乘法器晶体管Qmult像双极性输出晶体管一样连接散热器时,它的温度将与输出晶体管的温度同步。它的Vbe也与温度有关,所以当输出晶体管使它变热时,它将吸收更多的电流。这将限制基极进入输出晶体管的电流,从而中和热失控。
表1为LM4702 C工作电压在±75V 和±50V时的电气特性。表2为LM4702A、B工作电压在±100V时的电气特性。
表1 LM4702C的电气特性
(Imute=1.5mA,除非特别说明,否则TA=25℃)
注:1.典型值在25℃下测定,代表参数的标准。
2.测试范围保证美国国家半导体公司的平均出厂质量水平。
3.数据的最大/最小规格范围得到设计、测试和统计分析的保证。
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