OPA847
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SBOS251B
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wideband, 高 敏锐的,
transimpedance 设计
这 高 gbp 和 低 输入 电压 和 电流 噪音 为 这
opa847 制造 它 一个 完美的 wideband transimpedance 放大器-
fier 为 低 至 moderate transimpedance 增益. 非常 高
transimpedance 增益 (> 100k
Ω
) 将 益处 从 这 低
输入 噪音 电流 的 一个 jfet 输入 运算 放大 此类 作 这
opa657. 统一体-增益 稳固 在 这 运算 放大 是 不 必需的 为
应用 作 一个 transimpedance 放大器. 图示 3 显示
一个 可能 transimpedance 设计 例子 那 将 是
特别 合适的 为 这 155mbit 数据 比率 的 一个 oc-3
接受者. 设计 那 需要 高 带宽 从 一个 大
范围 探测器 和 相当地 低 transimpedance 增益 将
益处 从 这 低 输入 电压 噪音 为 这 opa847. 这
放大器
’
s 输入 电压 噪音 是 peaked 向上 在 频率
用 这 二极管 源 电容, 和 能 (在 许多 具体情况)
变为 这 限制的 因素 至 输入 敏锐的. 这 关键 ele-
ments 至 这 设计 是 这 预期的 二极管 电容 (c
D
)
和 这 反转 偏差 电压 (
–
V
B
) 应用, 这 desired
transimpedance 增益 (r
F
), 和 这 gbp 为 这 opa847
(3900mhz). 和 这些 三 变量 设置 (包含 这
parasitic 输入 电容 为 这 opa847 增加 至 c
D
), 这
反馈 电容 值 (c
F
) 能 是 设置 至 控制 这
频率 回馈.
等式 2 给 这 近似的
–
3db 带宽 那
结果 如果 c
F
是 设置 使用 等式 1.
f
GBP
RC
Hz
dB
FD
−
=
(
)
3
2
π
(2)
这 例子 的 图示 3 给 大概 104mhz flat
带宽 使用 这 0.18pf 反馈 补偿 capaci-
tor. 这个 带宽 容易地 支持 一个 oc-3 接受者 和
exceptional 敏锐的.
如果 这 总的 输出 噪音 是 bandlimited 至 一个 频率 较少
比 这 反馈 柱子 频率, 一个 非常 简单的 expression
为 这 相等的 输入 噪音 电流 是 显示 作 等式 3.
ii
kT
R
ECF
EQ
N
F
ND
=+
+
(
)
4
2
3
2
2
π
(3)
在哪里:
i
EQ
= 相等的 输入 噪音 电流 如果 这 输出 噪音 是
bandlimited 至 f < 1/2
π
R
F
C
F
i
N
= 输入 电流 噪音 为 这 运算 放大 反相的 输入
e
N
= 输入 电压 噪音 为 这 运算 放大
C
D
= 总的 电容 在 这 反相的 node
f = bandlimiting 频率 在 hz (通常地 一个 postfilter 较早的 至
更远 信号 处理)
4kt = 1.6e
–
20j 在 t = 290k
evaluating 这个 expression 向上 至 这 反馈 柱子 频率
在 74mhz 为 这 电路 的 图示 3 给 一个 相等的 输入
噪音 电流 的 3.0pa/
√
Hz
. 这个 是 slightly 高等级的 比 这
2.5pa/
√
Hz
输入 电流 噪音 为 这 运算 放大. 这个 总的
相等的 输入 电流 噪音 是 slightly 增加 用 这 last
期 在 这 相等的 输入 噪音 expression. 它 是 essential
在 这个 情况 至 使用 一个 低-电压 噪音 运算 放大. 为 例子,
如果 一个 slightly 高等级的 输入 噪音 电压, 但是 否则 完全同样的,
运算 放大 是 使用 instead 的 这 opa847 在 这个 应用
(say 2.0nv/
√
Hz
), 这 总的 输入 涉及 电流 噪音 将
增加 至 3.7pa/
√
Hz
. 低 输入 电压 噪音 是 必需的
为 这 最好的 敏锐的 在 这些 wideband transimpedance
产品. 这个 是 常常 未说明的 为 专心致志的 transim-
pedance 放大器 和 一个 总的 输出 噪音 为 一个 指定
源 电容 给 instead. 它 是 这 相当地 高
输入 电压 噪音 为 那些 组件 那 导致 高等级的
比 预期的 输出 噪音 如果 这 源 电容 是
高等级的 比 指定.
这 输出 直流 错误 为 这 电路 的 图示 3 是 使减少到最低限度 用
包含 一个 12k
Ω
至 地面 在 这 同相 输入. 这个
减少 这 contribution 的 输入 偏差 电流 errors (为 总的
输出 补偿 电压) 至 这 补偿 电流 时间 这 反馈
电阻. 至 降低 这 输出 噪音 contribution 的 这个
电阻, 0.01
µ
f 和 100pf 电容 是 包含 在 paral-
lel. worst-情况 输出 直流 错误 为 这 电路 的 图示 3 在
25
°
c 是:
vos =
±
0.5mv (输入 补偿 电压)
±
0.6ua (输入 补偿
电流)
•
12k
Ω
=
±
7.2mv
worst-情况 输出 补偿 直流 逐渐变化 (在 这 0
°
c 至 70
°
c span) 是:
dvos/dt =
±
1.5
µ
v/
°
c (输入 补偿 逐渐变化)
±
2na/
°
c (输入
补偿 电流 逐渐变化)
•
12k
Ω
=
±
21.5
µ
v/
°
c.
至 达到 一个 maximally flat 2nd-顺序 butterworth 频率
回馈, 设置 这 反馈 柱子 作 显示 在 等式 1.
1
24
ππ
RC
GBP
RC
FF FD
=
(1)
adding 这 一般模式 和 差别的 模式 输入 ca-
pacitance (1.2 + 2.5)pf 至 这 1pf 二极管 源 电容
的 图示 3, 和 targeting 一个 12k
Ω
transimpedance 增益 使用
这 3900mhz gbp 为 这 opa847 需要 一个 反馈 柱子
设置 至 74mhz 至 得到 一个 名义上的 butterworth 频率 re-
sponse 设计. 这个 需要 一个 总的 反馈 电容 的
0.18pf. 那 总的 是 显示 在 图示 3, 但是 recall 那 典型
表面-挂载 电阻器 有 一个 parasitic 电容 的 0.2pf,
leaving 非 外部 电容 必需的 为 这个 设计.
图示 3. wideband, 高 敏锐的, oc-3 transimpedance
放大器.
R
F
12k
Ω
12k
Ω
0.1
µ
F100pF
电源-供应
解耦 不 显示.
λ
OPA847
+5V
–
5V
–
V
B
C
F
0.18pf
1pF
Photodiode
V
DIS
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