跨阻放大器的信号频率响应

作者：Bonnie Baker

在关于直流跨阻放大器的《跨阻放大器的基础知识》中，我们开始了理解这个简单电路的良好开端。最后，在接下来的三篇博客结束时，将提供有关跨阻放大器（TIA）电路稳定性的见解。在这一点上，是时候弄脏我们的手并深入研究AC响应了。

从核心开始

图1所示为标准高精度TIA电路，采用低皮安输入偏置电流和mV输入失调电压放大器，光电二极管（PD）两端的电压为零。

图1.标准高精度

为了提高精度，图1的放大器具有超低输入偏置电流和失调电压。通过低于最小值 I 来减少电流误差帕金森，MAX9613的额定输入偏置电流为1pA （典型值）。为了在光电二极管响应下保持尽可能好的线性度，MAX9613失调电压为150mV （最大值）超低。

由于周围的实际电容和寄生电容，该TIA有可能不稳定。但希望通过您从本博客系列中获得的新设计专业知识，您将能够设计出这种令人不快的情况。

在图1中，信号增益等于反馈网络和光电二极管寄生电阻之和。信号增益公式（公式1）为：

V外/我帕金森≈ （RF||CF） 等式 1

在公式 1 中，如果假设 CF为开路，该跨阻电路的估计直流增益为RF.

进一步检查公式1得出的极点频率（公式2）等于：

ƒP = 1 / （2 p RF x CF） 等式 2

信号频率响应在R处表现出直流响应F和 fP频率较高（图2）。

图2.TIA 信号频率响应。

在图2中，信号是在放大器的反相侧获得的。TIA 的直流增益等于 V外/我帕金森。方便的是，该增益等于反馈电阻RF.随着频率的增加，增益保持稳定，直到转折频率达到，其中RF和 CF形成低通滤波器。

这就是TIA信号响应的故事，但我们仍然没有讨论交流域中的稳定性或电路振铃。图1有两个基本区域，我们将使用它们来进一步阐明交流稳定性响应：

1） 运算放大器电路，包括所有运算放大器寄生效应。
2）光电二极管，具有所有光电二极管寄生效应。

这两个区域的元件、寄生电容和电阻将构成阶跃响应特性。在即将进行的评估中，我们将了解放大器和光电二极管寄生电容如何对电路的稳定性产生重大影响。