電流型運算放大器的配置與我們常用的普通運算放大器完全不同。本文將會介紹這種配置及其代數電路分析,雖然這個代數很複雜,但無論如何都值得一試。

我們可根據E1、E2和Eo從Ex的兩個快速計算開始進行分析(圖1)。然後使Ex的兩個運算式彼此相等,其餘的就都是代數推導了。

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圖1:電路分析的初始方法。

現在,就可以像進行合理性檢查一樣,看看對於接地上的E1,從E2到Eo的電路級增益是多少(圖2)。

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圖2:檢查到目前為止所完成的分析。

上述分析看上去沒問題,現在就可以繼續進行圖3所示的分析。

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圖3:電路分析的下一步。

現在,對於兩個輸入E1和E2,得到了Eo的計算公式。請注意,可以透過選擇R3和R4的值來改變電路級增益(反相和同相),但是這兩個值的選擇(從而得到可變電阻)卻並不是任意決定。如果將R4設為變數而設置特定的增益值,則會得到圖4和圖5所示的同相和反相結果。

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圖4:同相增益與R4變化的關係。

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圖5:反相增益與R4變化的關係。

就像在普通電壓型運算放大器中獲得的一樣,增益頻寬積會趨於恆定。但是,如果改為將R3設為變數,則會得到截然不同的結果(圖6、圖7)。

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圖6:同相增益與R3變化的關係。

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圖7:反相增益與R3變化的關係。

在此,增益頻寬積顯然不是常數,但是每個增益設置下的轉折頻率都趨於恆定。如果在增益可變的情況下需要保持頻寬,則這種頻率回應可能很有價值。

僅是出於上述確定性的考慮,以上代數結果在Multisim SPICE中進行了確認(圖8)。

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圖8:SPICE分析結果確認。

(參考原文: Configure a current-mode op amp,by John Dunn)

本文同步刊登於電子技術設計雜誌2020年3月號