6、放大器电路设计与分析：从理论到实践

放大器电路设计与分析：从理论到实践

1. 双阳极齐纳管与放大器模型简化

双阳极齐纳管是一种理想的双向钳位器件，可将电压限制在 $V_L$。为满足电路需求，将模型简化为反相放大器。采用差分输入的“更优”模型会使直观分析变得困难。

需要注意的是，通过改变 $V_L$，可以独立设置压摆率和增益带宽（GBW）。实际运算放大器会体现这些参数的相互作用。例如，对比具有相似GBW的双极型运算放大器和FET运算放大器，FET运算放大器的压摆率更高，但要达到最大压摆率，所需的输入电压比双极型运算放大器更大。基于该模型构建的反馈回路，当 $V_1 < V_L$ 时为线性，当 $V_1 > V_L$ 时则处于压摆率限制状态。

2. 过冲研究模型

为了研究过冲现象，构建了一个新的电路模型，该模型考虑了实际放大器的压摆率。为便于分析，对运算放大器模型进行了简化，此简化不会影响分析的准确性。该运算放大器模型的优点在于，能够清晰地判断电路何时进入非线性状态。当 $V_2 < V_L$ 时，电路呈线性；当 $V_2$ 被钳位在 $V_L$ 时，运算放大器处于压摆率限制状态。

利用该模型，可以估算时间响应。当 $C_L = 0$ 时，输出将处于压摆率限制状态，直至 $V_2$ 小于 $V_L$，此后电路变为线性，输出呈现简单的时间常数响应。

带有容性负载的电路必然会出现过冲现象。这是因为 $C_L$ 会导致 $V_3$ 和 $V_O$ 之间产生延迟，并且从 $V_O$ 反馈回放大器输出 $V_3$ 也存在延迟。当输出从零编程到正值时，$V_2$ 初始为负，并保持负值，直到 $V_O$ 达到编程值。此时，$V_3$ 高于编程值，正电流