JAJSDO2E August 2017 – August 2025 OPA838
PRODUCTION DATA
7.3.4 帰還抵抗値の選択におけるトレードオフ
OPA838 は、6V/V の非反転型ゲイン構成で、グランドに 200Ω のゲイン抵抗を接続した 1kΩ の帰還抵抗を使用して規定されています。これらの値により適切な妥協点が得られ、抵抗のノイズの寄与をアンプのノイズ項よりもはるかに小さく保ち、出力電圧スイングによって負荷電流が帰還回路網に戻るため、帰還回路網の電力を最小限に抑えることができます。これらの値を小さくするとノイズが改善されますが、帰還回路網で消費される電力は大きくなります。値を小さくすると帰還負荷が減少するため、高調波歪みが増大します。特定のゲインで RF の値を大きくすると、これらの抵抗の出力ノイズの寄与が増加して支配的になる可能性があります。帰還抵抗の値が増加し続けると (RG は固定ターゲットゲイン)、反転入力容量を駆動するインピーダンスによって低周波数でループ極が増えるため、位相マージンが失われます。図 7-3 は、RF の値の増加に従い 6V/V のゲインでループ極が増える様子を示しています。この非反転テストは、反転入力の 1pF の同相モード入力容量のため、RF の値が増加するにつれてピークが増えることを示しています。TINA シミュレーションモデルでは、これらの影響を的確に予測できます。
図 7-3 さまざまな帰還抵抗の値による周波数応答OPA838 をより高い RF 値の反転モードで動作させると、位相マージンの影響が失われるため、応答ピークが増加します。反転の場合、1 対のコンデンサによって応答を平坦化できますが、閉ループ帯域幅は狭くなります。図 7-4 は、オプションのコンデンサ (CF および CG) を使った -5V/V の反転ゲイン (ノイズゲイン = 6V/V) での 20kΩ の RF 値の例を示しています。図 7-4 は、非反転入力の、オプションのバイアス電流キャンセル素子を示しています。合計抵抗値は RG || RF の並列の組み合わせと一致しており、これにより IOS × RF へのバイアス電流による DC 出力誤差項が低減されます。このバイアス電流キャンセル抵抗の大きい部分に 10nF コンデンサを追加してノイズをフィルタリングし、20Ω を分割してコンデンサの自己共振を非反転入力から絶縁します。図 7-5 は、これらのコンデンサを使用した場合と使用しない場合の小信号応答の形状を示しています。帰還コンデンサ CF を選択して、RF を使用した目的の閉ループ帯域幅を設定します。CG をグランドに追加して、全周波数帯域のノイズゲインが、より高い周波数で 6V/V 以上になるようにします。この例では、そのより高い周波数ノイズゲインは 1 + 6/1.2 = 6V/V で、1pF のデバイス同相モード容量が外部 5pF に追加されています。コンデンサを使用して帰還比を設定すると、純粋な抵抗ソースから反転寄生容量への帰還駆動で発生するポールが除去されます。
図 7-4 G = –5V/V オプションの補償付き
図 7-5 補償がある場合とない場合の反転応答