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图2 反相电流是少数载流子参与电荷移动形成的电流,少数载流子受温度影响严重,通常环境温度每升高10℃,二极管PN结反相电流都会增加1倍。 电流-电压转换器也称为跨阻放大器(TIA),如(图3)所示。 图3 输入电流IS,Vo=A*IS , 这里A是电路增益,单位是V/A。假定I B =0,也就是理想放大器,则Vo=-R*IS。I B 的存在,实际运算放大器的输出是: Vo=-R*(IS-I n )=-R*(IS-I B ) R的值决定了系统的增益,为了实现更高增益通常提高R的阻值,但实际应用中R的提高并不能线性提高系统增益。较小阻值的T型网络可实现高增益的应用,如(图4a)所示: 图4a 但此电路对运算放大器的Vos有一定的要求,不适合选Vos太大的运算放大器,此时的运算放大器的输出电压: Vo=-K*R2*IS+Vos*(1+R2/R1) 其中 K=1+R/R1+R/R2 R也可看成一个Z(S)阻抗,其中S是复频率,在一些高频应用中,如(图4b)的等效输入模型,需要考虑运算放大器的同相/反相输入Pin间的电容带来的漏电的影响。当然为减少IB 的特殊ESD架构和低输入Pin间电容的运算放大器对系统性能的提升很有帮助。 Vo(s)=-Z(S)*IS(S) 图4b 最常见的I-V转换应用是光电流或光电导检测、高阻抗Sensor电流检测等,如实现宽范围电流检测,可在反馈网络中加入低R dson ,低I OFF 的Analog Switch实现多量程切换,如(图5)所示: 图5 3PEAK的TP24xx系列产品:采用CMOS工艺生产、低Vos( |
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