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一种直接测量运算放大器输入差分电容的方法(四)

2020.9.29

表2.电源为±5 V时,LT1792在不同频率下的阻抗测量

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同时,双极性输入运算放大器几乎与其FET同类产品一样简单。但是,由于它们与CDM电流并联,因此它们的高输入偏置电流和电流噪声较为明显。此外,双极性差分对输入内在的固有差分电阻RDM也与CDM并联。表3以低噪声精密放大器ADA4004为例,显示了其阻抗测量。显然,相位并不表示纯容性行为,因为它远离-90°。尽管4 MHz、5 MHz和10 MHz频率非常接近,但并联等效阻抗RC模型将适合本例,以便能够从其他电阻中提取出CDM。因此,表3中显示了在一定频率范围内的并联电导GP、电纳BP和CDM的计算值,其中假定CP等于CDM。

表3.电源为±15 V时,ADA4004在整个频率范围内的阻抗测量

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根据表3中的结果,可以估算出ADA4004的CDM约为6.4 pF。结果还表明,在表3所示的整个频率范围内,CDM具有相当大的并联电导GP,并非纯容性CDM。测量显示该双极性运算放大器的实际输入差分电阻约为40 kΩ (1/25 μS)。

附注:我们尝试了对其他类型运算放大器进行测量,例如零漂移运算放大器(LTC2050)和高速双极性运算放大器(LT6200)。结果非相干,推测原因是零漂移运算放大器中的开关伪现像以及高速双极性运算放大器中的过大电流噪声。

参考结论

测量CDM 并不困难。需要注意的一点是,HP4192A以幅度和角度报告阻抗。电容读数假定为简单的串联RC或并联RC,而运算放大器的输入阻抗可能要复杂得多。电容读数不应仅使用表面标称值。每个运算放大器均具有各自的独特情况。输入阻抗由容性电抗主导的频率范围可能因设计而异。输入级设计、所用器件和工艺、米勒效应以及封装都可能对差分输入阻抗及其测量产生很大的整体贡献。我们对JFET输入运算放大器和双极性输入运算放大器进行了测量,展示了CDM结果以及双极性输入运算放大器的RDM结果。

References

参考文献

1 Gustaaf Sutorius.“阻抗测量的挑战和解决方案”,是德科技,2014年3月。


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