電流反饋放大器不受基本增益帶寬積的限制,，隨著信號幅度的增加，帶寬的損失非常小,。因為可以在最小失真的條件下對大信號進行調(diào)節(jié),，這些放大器在非常高的頻率下通常都具有優(yōu)異的線性度。而電壓反饋放大器的帶寬隨著增益的增加降低，電流反饋放大器在很寬的增益范圍上維持其大部分帶寬不變,。

　　正因為如此,，準確地說，電流反饋運放沒有增益帶寬積的限制,。當然,，電流反饋運放也不是無限快，其壓擺率(Slew Rate)不受內(nèi)部偏置電流的限制,，但受三極管本身的速度限制,。對給定的偏置電流，這就容許不用通?？赡苡绊懛€(wěn)定性的正反饋或其方法來獲得較大的壓擺率,。

　　那么如何構建這些電路呢？電流反饋運放具有一個與差分對相對的輸入緩沖器,，該輸入緩沖器大多數(shù)情況下常常是射極跟隨器或其它非常類似的電路,。正相輸入端具有高阻抗，而緩沖器的輸出,，即放大器的反相輸入具有低阻抗,。相比之下，電壓反饋放大器的輸入都是高阻,。

　　電流反饋運放的輸出是電壓,，并且它與流出或流入運放的反相輸入端的電流有關，這由稱為互阻抗(transimpedance)的復雜函數(shù)Z(s)來表示(圖1),。在直流時,，互阻抗是一個非常大的數(shù)，并且像電壓反饋運放一樣,，它隨著頻率的增加具有單極點滾降特性,。

　　電流反饋運放靈活性的關鍵之一是具有可調(diào)節(jié)的帶寬和可調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性。因為反饋電阻的數(shù)值實際上改變放大器的交流環(huán)路的動態(tài)特性,，所以能夠影響帶寬和穩(wěn)定性兩個方面,。加之具有非常高的壓擺率和基于反饋電阻的可調(diào)節(jié)帶寬，你可以獲得與器件的小信號帶寬非常接近的大信號帶寬,。在甚至更好的情況下,，該帶寬在很寬的增益范圍內(nèi)大部分都維持不變。而因為具有固有的線性度,，你也可以在高頻大信號時獲得較低的失真,。

如何發(fā)現(xiàn)最佳的反饋電阻R_F

　　由于放大器的交流特性部分地取決于反饋電阻，這就讓我們能夠針對每一個特定的應用“量身定制”放大器,。降低反饋電阻的數(shù)值將提升環(huán)路增益。為了保持穩(wěn)定性和最大的帶寬，在低增益時,，反饋電阻要設置為較高的數(shù)值,；隨著增益的上升，環(huán)路增益自然降低,。如果需要高的增益,，可以利用較小的反饋電阻來部分地恢復環(huán)路增益。

圖1：具有Z(s)和反饋電阻的電路示意圖

圖2：能夠體現(xiàn)LMH6714特色的不同R_F條件下的頻率響應

　　在圖2中你可以看到隨著你改變反饋電阻帶寬所發(fā)生的變化,。在右手曲線的遠處,，反饋電阻R_F等于147Ω，你可以看到頻率響應具有相當大的峰值,。該曲線也具有最高的帶寬,。減小該電阻到遠遠低于這個147Ω，會導致你的脈沖響應出現(xiàn)振鈴,，如果再進一步減小該電阻,，實際上就會發(fā)生振蕩。R_F等于300Ω的曲線具有優(yōu)異的平坦度和增益,，并仍然具有與峰值頻率響應可比的良好帶寬,。

　　所以，我們不必犧牲太多的帶寬就已經(jīng)獲得了很高的穩(wěn)定性,。利用600Ω的反饋電阻,，你就能調(diào)節(jié)回你的頻率響應。例如,，如果一個應用僅僅需要50~60MHz的帶寬,，在該頻段內(nèi)的任何信號都會對噪聲有所貢獻，你可以利用反饋電阻來調(diào)節(jié)你的器件的頻率響應,。在如此有限的帶寬內(nèi),，利用如此高速的放大器的原因在于它提供優(yōu)異的信號保真度。

圖3：建議反饋電阻與正相增益的關系

　　圖3來自相同器件的數(shù)據(jù)表,，該圖說明了對給定正相增益的推薦反饋電阻,。正如預期的那樣，對增益為2的放大器推薦采用300Ω的電阻,，它具有最佳的增益平坦度,、建立時間和速度的組合。此外,，從該圖中可以看到,，對增益為1的放大器需要采用600Ω的反饋電阻來獲得最優(yōu)化的性能。這是因為環(huán)路增益非常高,，較大的電阻值對于穩(wěn)定性是必需的,。這就是與電壓反饋架構的主要差異。電流反饋放大器在使用時不能把輸出與反相輸入短路連接。

　　數(shù)據(jù)表上指定的最常用的電阻是針對增益為2的放大器,。然而,，你可以從圖2中看到，你最終使用的實際數(shù)值有很大的靈活性,，在數(shù)據(jù)表中所推薦的數(shù)值是在性能表和曲線中公布的規(guī)范所使用的數(shù)值,。

　　如圖3所示，對于增益為5的放大器,，R_F下降到200Ω,。該增益設置電阻現(xiàn)在僅僅是50Ω，所以我們獲得的輸入緩沖電阻和增益設置電阻的值相近,。這就降低了運放的閉環(huán)互阻抗,，并將隨著增益的提高而開始限制帶寬。在增益為8時,，我們要把反饋電阻提高到275Ω,。對于更高的增益，一旦不能降低反饋電阻來提高增益,，帶寬將受到損失,，而且放大器開始呈現(xiàn)電壓反饋放大器的特性。

電路板的布局

　　一般來說,，在電流反饋放大器或高速器件的應用中,，要仔細考慮的事情之一就是電路板的布局設計。表面安裝的陶瓷電源旁路電容要非?？拷撈骷?，典型距離小于3mm。如果需要更大的電容,，可以在電路板上較遠的地方布置電解電容,。電路板上常常有電壓調(diào)節(jié)器，這時,，在電壓調(diào)節(jié)器供應商推薦的電解電容之外,，不必要采用額外的電解電容。

　　布置在放大器附近的小陶瓷旁路電容為放大器的高頻響應提供能量,。根據(jù)放大器的速度和被放大的信號速度,，可能要采用兩個數(shù)值大約相差10倍的陶瓷電容。例如,，一個400MHz的放大器可能采用并連安裝的0.01uF和1nF電容,。

　　當購買電容時，核查其自諧振頻率至關重要,，自諧振頻率在此頻率(400MHz)上下的電容毫無益處,。地和電源層有助于為地電流和電源電流兩者提供低的阻抗路徑,，在放大器的輸入和輸出引腳以及反饋電阻的下面，要避免走地和電源層,，這樣做有助于通過減小不想要的寄生電容來維持放大器的穩(wěn)定性,。

　　要在可能的地方嘗試采用表面貼裝器件，這些器件提供最佳的性能并占用的電路板空間也最小,。電路板的布線應該保持盡可能地短，并應該調(diào)整其長寬以最小化寄生效應,。在電源布線上,，最壞的寄生特性是直流電阻和自感，所以電源布線要盡可能地寬,。另一方面,，輸入和輸出連接線常常承載非常小的電流，所以容性寄生效應對它們的危害最大,。對于超過1cm的信號路徑,，最好采用受控阻抗和兩端終接(匹配電阻)的傳輸線。

　　因為無法避免小量的寄生負載,，電流反饋放大器的反饋電阻為特殊應用提供調(diào)整放大器性能的靈活性,。面對真正具有挑戰(zhàn)性的電路板設計，即使采用非常大的反饋電阻可能也是不夠的,。

驅動容性負載

圖4：利用串聯(lián)輸出電阻實現(xiàn)對容性負載的隔離

　　如圖4所示,，通過引入一個電阻(R_OUT)，放大器幾乎可以驅動任何大小的電容而沒有穩(wěn)定性問題,。這是電壓和電流兩種反饋放大器常用的技術,，當驅動高速模/數(shù)轉換器時，該技術特別有用,。R_OUT電阻被放置在運放和容性負載(即ADC)之間,。只要電路板空間允許，要把電阻靠近放大器放置,。

圖5：LMH6738推薦的R_OUT與容性負載的對比

　　在圖5中,，圖表上的曲線顯示了根據(jù)電容大小建議的R_OUT電阻數(shù)值。該圖表是根據(jù)1kΩ的阻性負載繪制的,。如果RL的數(shù)值較小,，R_OUT也可以更小。另一個選項是把R_OUT放在反饋環(huán)之內(nèi)(圖中沒有標出),。你可以把R_F連接到隔離電阻的輸出側,，而不是圖中R_OUT和放大器之間用R_F連接。這樣做將保持增益的精度,，但是跟在其它例子中一樣,，你將仍然在隔離電阻上損失相同大小的電壓擺幅,。盡管該技術確實有其缺陷，但應該這樣實現(xiàn),。

　　因為電阻和電容形成一種低通濾波器,，對于這種電路的應用，存在某種帶寬的損失,。實際應用表明,，無論電阻阻值多大，電容越大就越難驅動,，并降低帶寬,。

降低系統(tǒng)噪聲

　　如果你正在構建一種IF放大器或低頻R_F放大器，那么把噪聲最小化就特別重要,。利用電流反饋放大器,，增加反饋電阻常常能減小系統(tǒng)的噪聲，這是因為頻率響應衰減得比電阻噪聲的上升要快,。

　　為了減小跟隨放大器電路的那部分噪聲,，非常重要的一點是僅僅采用必需的帶寬，而不要選用超過應用需求的帶寬,。除了采用反饋電阻的最佳數(shù)值之外,，你可以給電路添加附加的濾波電路。

　　利用Sallen-Key濾波器拓撲,，濾波器常?？梢员磺‘?shù)睾喜⒌椒糯笃鞯姆答伨W(wǎng)絡中。如果可能的話,，交流耦合將有助于消除低頻噪聲,，那常常就是所謂的1/f噪聲,，目標是濾除在你的放大帶寬之外的所有噪聲,。從系統(tǒng)的層面考慮,，要求在電路中盡早布置最低噪聲和最高增益的模塊,。你提高增益越早,，其后噪聲對你的信號的影響就越小,。如果可能的話,，要避免大的信號源電阻,，電阻增加的熱噪聲與電阻值成正比,。

電壓反饋放大器的優(yōu)勢

　　如果比較電流反饋和電壓反饋兩種放大器,，你會發(fā)現(xiàn)電壓反饋放大器在某些方面可能具有一定優(yōu)勢。利用電流反饋拓撲,，輸入偏置電流并沒有系統(tǒng)地匹配,。正相輸入比反相輸入阻抗更大—通常具有更低的輸入偏置電流。反相輸入偏置電流通常將比較大,，如果偏置電流必須流過大阻值的電阻的話,，這樣做可能導致輸入電壓的偏移,。

　　在電流反饋器件上的偏移電壓可以被匹配并使之相當小，但從系統(tǒng)的觀點看,，它們不可能完全為零,。所以，雖然典型的電流反饋放大器的偏置電壓可以被設計得非常好,，但是它將隨著正常的工藝批號及溫度而變化比較大,。如果需要非常高精度的輸入偏置電壓，那么電壓反饋放大器通常是比較好的選擇,。

　　電流反饋放大器的緩沖器配置需要一個反饋電阻,，而電壓反饋放大器可以采取直接短路連接。這樣做通常沒有問題,，除非在設計中取代現(xiàn)有的電壓反饋放大器。最后,，在電流反饋放大器的反饋環(huán)路中,，電容會引起不穩(wěn)定性。一些常用的電路拓撲不適合于電流反饋放大器,，對于大多數(shù)這些電路,，需要重新設計電路板，以使之滿足電流反饋放大器工作的要求,。