ZHCAB79B December 2019 – June 2022 TLV9001 , TLV9002 , TLV9004 , TLV9051 , TLV9052 , TLV9054 , TLV9061 , TLV9062 , TLV9064
在确定放大器的关断时间时,另一项重要因素是输出负载。通过 SHDN 引脚禁用放大器时,输出引脚上存在一定的电荷。此输出电荷相当于输出电压,并且取决于输出端的负载。当放大器处于关断状态时,该负载实际上由放大器输入端和输出端的负载元件、反馈元件和寄生元件组成。若要完成关断过程,输出电荷必须消耗掉,使得输出电压可以从之前的输出电压转换到关断输出电压。此电荷通过负载消耗,因此关断时间取决于负载元件。
因此,当放大器采用单位增益缓冲器配置时,需要考虑以下三种场景:纯阻性负载、无负载和纯容性负载。图 5-1 展示了此场景的一个图形示例。左侧是正常工作期间的放大器。右侧是模拟关断期间放大器行为的有效电路。CCM 和 CID 模拟放大器的共模输入电容和差分输入电容。CSHDN 和 RSHDN 表示该器件在关断状态下的输出阻抗。
当负载元件 ZLOAD 为纯阻性负载并且远远小于 RSHDN(例如 10kΩ)时,放大器将具有三种类型输出负载条件下最短的关断时间。这是因为输出电荷仅由该器件相对较小的寄生电容(例如 CSHDN)建立,并且此电荷具有通过输出负载的纯阻性下拉接地路径。关断期间的预期输出信号就像是从起始输出电压到地的快速 RC 响应。
当没有输出负载时,寄生电容上储存的输出电荷仍然相对较小。不过,该电荷需要通过很大的 RSHDN 位移到地,后者与寄生电容构成了一个很大的 RC 组合,或者通过放大器中的寄生和泄露路径位移到地。因此,在这种负载场景中,预期的关断时间会长很多。请注意,此寄生输出电容可包括电路板寄生电容。
不过,在这三种场景中,最差的情况是纯容性负载。在这种情况下,即使具有 10pF 的典型负载,也会导致器件完全关断所需的时间显著延长。在这种条件下,寄生和负载电容现在都会储存输出电荷,因此输出电荷会明显大于之前的。此外,负载电容器会进一步增大由 RSHDN 和 CSHDN 构成的 RC 组合的尺寸,而不能提供较低的阻性接地路径。因此,放大器需要较长的时间才能消耗掉输出端储存的电荷。
图 5-2 展示了上述几种配置的关断时间。所有数据均采用 TLV9062S 在 5V 单电源、单位缓冲器增益配置和 2.5V 输入条件下获得。通道 1 的 SHDN 引脚进行开关切换,而通道 2 保持开启。请注意,10kΩ 负载条件下的关断时间远远长于其他负载条件下的关断时间,并且对应曲线几乎与此时间刻度上的 SHDN 引脚信号曲线相重叠。
输出负载 | 启用时间 | 关断时间 |
---|---|---|
10kΩ | 5.20µs | 604ns |
空载 | 5.20µs | 536µs |
10pF | 5.20µs | 752µs |
33 pF | 5.20µs | 1.35ms |
47pF | 5.20µs | 1.61ms |