运算放大器输入阻抗

品慧电子讯电压反馈(VFB)运算放大器通常具有差模和共模两种指定的输入阻抗。电流反馈(CFB)运算放大器通常在每个输入端将阻抗接地。不同的模型可用于不同的电压反馈运算放大器，在缺少其它信息时，使用如下图1的模型通常比较安全。该模型中，偏置电流从无限阻抗电流源流入输入端。

电压反馈(VFB)运算放大器输入阻抗

电压反馈(VFB)运算放大器通常具有差模和共模两种指定的输入阻抗。电流反馈(CFB)运算放大器通常在每个输入端将阻抗接地。不同的模型可用于不同的电压反馈运算放大器，在缺少其它信息时，使用如下图1的模型通常比较安全。该模型中，偏置电流从无限阻抗电流源流入输入端。

图1：输入阻抗(电压反馈运算放大器)

共模输入阻抗数据手册中的规格参数(Z_cm+和Z_cm–)是从任一输入至地(不是从两者至地)的阻抗。差分输入阻抗(Z_diff)是指两个输入之间的阻抗。这些阻抗通常是电阻性的，且阻值较高(10⁵至10¹² Ω)，还有一些并联电容(通常为几pF，有时可高达20至25 pF)。大多数运算放大器电路中，反相输入阻抗都通过负反馈降至极低值，起重要作用的只有Z_cm+和Z_diff。

电流反馈(CFB)运算放大器输入阻抗

电流反馈运算放大器更加简单，如图2所示。同相输入阻抗Z+是电阻性的，通常还有一些并联电容，且阻值较高(105至109 Ω)；Z–是电抗性的(L或C，具体取决于器件)，但具有10至100 Ω的阻性元件，根据类型不同而有所变化。

运算放大器输入电容

在许多应用中，运算放大器的输入电容都不会造成问题。但是，当源阻抗较高时(如光电二极管前置放大器中)，二极管电容会增大运算放大器输入电容，而且可能需要额外的反馈电容使运算放大器稳定。对高阻抗高频源而言，运算放大器的输入电容应远小于源电容。

FET运算放大器的输入电容会产生二阶效应，尤其是在用于同相模式时。输入共模电压会调制电容，还可能导致失真。为了最大程度地降低该效应，应确保从每个运算放大器输入端获得的源阻抗(阻性与容性元件)相等。

应避免运算放大器反相输入端存在外部杂散电容，尤其是在高速应用中。反相输入周围区域应去除接地层，从而最大程度地减小PC板杂散电容，此外，该引脚的所有连接都应尽量短。如上所述，反相输入电容会在运算放大器频率响应中形成一个额外极点，必须增加反馈电容以起到稳定作用。反馈电容也可以降低总闭环带宽。

在反相模式中，电流反馈运算放大器对杂散电容不太敏感，因为反相输入阻抗开始时较低。但是，在同相模式中，CFB运算放大器反相输入的杂散电容会导致不稳定，应当注意避免。

参考文献：

1. Hank Zumbahlen, Basic Linear Design, Analog Devices, 2006, ISBN: 0-915550-28-1. Also available as Linear Circuit Design Handbook, Elsevier-Newnes, 2008, ISBN-10: 0750687037, ISBN-13: 978-0750687034. Chapter 1.

2. Walter G. Jung, Op Amp Applications, Analog Devices, 2002, ISBN 0-916550-26-5, Also available as Op Amp Applications Handbook, Elsevier/Newnes, 2005, ISBN 0-7506-7844-5. Chapter 1.

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