通常情况下，互阻抗电路的设计取决于为增益模块提供输入的电流源特性。光电二极管是最常见的与互阻抗增益模块相连的电容电流源示例。继续以光电二极管为例，系统设计人员通常基于两个相反的指标（速度和灵敏度）选用了光电二极管。更快速的光电二极管需要配置更高速的增益级，而更灵敏的光电二极管则需要更高的增益，以便在增益级输出端产生可感知的信号电平。

这些参数在多个方面影响着互阻抗电路的设计。首先，光电二极管信号的速度决定了增益电路所需的带宽。其次，根据光电二极管的灵敏度，所需增益会限制电路的带宽。最后，伴随更敏感信号源而来的较大电容也会限制增益模块的可实现速度。输入信号的动态范围也对放大器动态范围提出了要求。根据源输出电流电平的知识，耦合输出端所需的电压摆幅，决定了反馈电阻 R_F 的值。从输入到输出的传递函数为 V_OUT = I_INR_F。

THS4631 的大增益带宽积能够同时实现高互阻抗增益、宽带宽、高压摆率和低噪声。此外，高功率电源轨助力输出端支持宽动态范围，从而可使用具有宽动态范围的输入源。依托上述特性的强强组合，THS4631 成为需要对宽带低电平输入信号进行互阻抗放大的系统的理想设计选择。图 8-2 展示了标准互阻抗电路。

如前所述，电流源通常决定着对放大器增益、速度和动态范围的要求。对于给定的放大器和源组合，可实现性能由以下参数决定：放大器增益带宽积、放大器输入电容、源电容、互阻抗增益、放大器压摆率和放大器输出摆幅。根据这些信息，可确定使用给定放大器的互阻抗电路在最佳情况下的性能。此处将最佳情况定义为提供所需的互阻抗增益，并实现最大化平坦频率响应。

对于 图 8-2 中所示的电路，除其中一个设计参数外，其他所有设计参数均为已知；仍需确定反馈电容器 (C_F)。正确选择反馈电容器可规避不稳定的设计，控制脉冲响应特性，提供最大化的平坦互阻抗带宽，并限制宽带集成噪声。根据 方程式 3 所示公式计算 C_F，可获得最大化的平坦频率响应结果：

其中

• C_F 是反馈电容器
• R_F 是反馈电阻器
• C_F 是反馈电容器
• R_F 是反馈电阻器
• C_S 是总源电容（包括放大器输入电容和反相节点处的寄生电容）
• GBP 是放大器的增益带宽积，单位为赫兹

选择反馈电容后，可通过 方程式 4 计算互阻抗带宽。

其中

• C_I(CM) 是共模输入电容
• C_I(DIFF) 是差分输入电容
• C_D 是二极管电容
• C_P 是反相节点处的寄生电容

反馈电容器在电路的噪声增益中提供了一个极点，用于抵消源电容导致的噪声增益零点。极点的设置方式使噪声增益可在放大器的开环增益响应下实现 20dB 每十倍频程的闭合速率，从而实现稳定的电路。如图所示，方程式 3 提供了用于最大化平坦带宽的反馈电容。降低反馈电容器数值可增加信号带宽，但其代价是会出现交流响应峰值。

我们基于各种互阻抗增益和各种源电容对 THS4631 的性能进行了测量。各种电路配置下的可实现带宽数值已汇总于 表 8-1。图 8-6、图 8-7 和 图 8-8 所示为频率响应。

请注意，反馈电容并不与公式预测的数值完全对应。通过调整电容值，即可补偿反馈电阻器的寄生电容（0805 表面贴装器件通常为 0.2pF）以及印刷电路板 (PCB) 导致的额外电容。使用此公式作为设计基础，并采用实验室优化的 C_F 最终值。