ZHCSIB7G September 2005 – October 2015 LMV791 , LMV792
PRODUCTION DATA.
7.4.2 输入电容和反馈电路元素
LMV791 系列具有非常低的输入偏置电流 (100fA) 和低 1/f 噪声转角频率 (400Hz)，非常适合传感器 应用。但是，为了实现该性能，该运算放大器使用了较大的 CMOS 输入级，这会增加该器件的输入电容 CIN。这不会影响直流和低频性能，但是当频率较高时，该输入电容会与输入和反馈阻抗进行交互，形成一个极点，这会降低相位裕度并造成增益峰化。这种情况可通过选择合适的电阻器以及使用反馈电容 CF 来进行控制。例如，在Figure 47 所示的反相放大器中，如果忽略 CIN 和 CF 且将运算放大器的开环增益视为无穷大，那么该电路的增益为 −R2/R1。但是，运算放大器通常具有主极点，这会导致其增益随频率递减。因此，该增益仅在直流和低频情况下有效。为了理解与运算放大器的非理想增益耦合的输入电容的影响，需要使用拉普拉斯变换在频域中对电路进行分析。
Figure 47. 反相放大器
为了简单起见，我们将该运算放大器模型化为一个具有 A0 单位增益频率的理想积分器。因此，它在频域中的传递函数（或增益）为 A0/s。求解频域中的电路方程式，暂时忽略 CF，可得到Equation 1 中所示的增益表达式。
从传递函数的分母可以看出，它具有两个极点，我们可以通过求分母的根得到该表达式（如Equation 2 中所示）。
Equation 2 表明，当 R1 和 R2 的值增大时，极点会减小，放大器的带宽也会进而减小。我们通过在Figure 46 所示的电路中使用不同的 R1 和 R2 值并比较它们的频率响应，对该理论进行了验证。Figure 48 中展示了针对三个不同 R1 和 R2 值的频率响应。当 R1 和 R2 的值都是 1kΩ 时，响应是最平、最宽的；当它们的值都变成 10kΩ 或 30kΩ 时，响应会显著变窄、变高。因此最好使用较低的 R1 和 R2 值，以便获得较宽、较平的响应。低电阻还有助于实现高灵敏度电路，因为它们增加的噪声较少。
一种减少增益峰化的方式是添加一个与 R2 并联的反馈电容 CF。这会在系统中引入另一个极点，并可防止导致增益达到峰值的成对复杂共轭极点的形成。Figure 49 展示了 CF 对电路的频率响应的影响。添加 2pF 的电容可去除峰值，5pF 的电容则会产生一个低得多的极点，并过度减少带宽。
Figure 48. 较大 R1 和 R2 引起的增益峰化
Figure 49. 通过 CF 消除增益峰化