运放如何增加带宽（一文读懂运放带宽）
运放如何增加带宽（一文读懂运放带宽）（2）增益带宽积（Gain Bandwidth Product，GBP 或者 GBW）§ 理解：当输入信号频率高于此值时，运放的开环增益会小于 1，即此时放大器不再具 备放大能力。这是衡量运放带宽的一个主要指标。3)另外，上面时通过增益带宽积来计算闭环增益带宽的。还有一种图示法，这一个更简单，就是我们之前说的交叉点。看看上图这个开环增益-频率曲线，我们把反馈系数倒数与开环增益的交点找出，就是40dB这条线，这个时候可以看出带宽是200kHz。而如果将这个带入公式的话，那么此时的闭环增益就是100/根号2=70倍。（1）单位增益带宽（Unity Gain-Bandwidth，UGBW）§定义：运放开环增益/频率图中，开环增益下降到 1 时的频率。
在讲带宽之前，我们还是看一个例子吧。
我们看幅频特性，当信号频率为200kHz的时候，电路的增益将会降低到37.75dB，而不是设定的40dB了。
1)那么根据这个增益进行计算，就得到了154mV的峰峰值，这就是仿真的值。
2) 那么如果通过计算了。我们在之前给出过基于频率这个变量的Acl增益的计算公式，即|Acl(f)|=(Aol_dc)/(1 β∗Aol_dc)∗1/√(1 〖(f/fcl)〗^2 )=Acl(f)_dc∗1/√(1 〖(f/(GBW/(Acl(f)_dc)))〗^2 )=1/β∗1/√(1 〖(f/(GBW∗β))〗^2)，那么我们通过这个计算公式就可以得到增益为74倍。即输出为 /-74mV 148mV。这个值就很接近154mV了。
3)另外，上面时通过增益带宽积来计算闭环增益带宽的。还有一种图示法，这一个更简单，就是我们之前说的交叉点。看看上图这个开环增益-频率曲线，我们把反馈系数倒数与开环增益的交点找出，就是40dB这条线，这个时候可以看出带宽是200kHz。而如果将这个带入公式的话，那么此时的闭环增益就是100/根号2=70倍。
（1）单位增益带宽（Unity Gain-Bandwidth，UGBW）
§定义：运放开环增益/频率图中，开环增益下降到 1 时的频率。
§ 理解：当输入信号频率高于此值时，运放的开环增益会小于 1，即此时放大器不再具 备放大能力。这是衡量运放带宽的一个主要指标。
（2）增益带宽积（Gain Bandwidth Product，GBP 或者 GBW）
§定义：运放开环增益/频率图中，指定频率处，开环增益与该指定频率的乘积。
§理解：如果运放开环增益始终满足-20dB/10 倍频，也就是频率提高 10 倍，开环增益变 为 0.1 倍，那么它们的乘积将是一个常数，也就等于前述的“单位增益带宽”，或者“1Hz 处的增益”。在一个相对较窄的频率区域内，增益带宽积可以保持不变，基本满足-20dB/10倍频的关系。
备注：增益带宽积是表示小信号的增益带宽，一般是100mVpp以下但我们的运放常用来放大大信号，输出都在几伏左右。大信号带宽还要关注一个参数压摆率SR。
（3）-3dB 带宽
定义：运放闭环使用时，某个指定闭环增益（一般为 1 ）下，增益变为 低频增益的 0.707 倍时的频率。
理解：它直接指出了使用该运放可以做到的-3dB 带宽。因为前述的两个指标，单位增益带宽和增益带宽积，其实都是对运放开环增益性能的一种描述，来自开环增益/频率图。而这个指标是对运放接成某种增益的放大电路实施实测得到的。
我们看看增益带宽积。两个电路的倍数分别为100倍和1000倍。它们的幅频特性如图所示。100倍的-3dB带宽是241k，两者的乘积是24.1MHz。1000倍的带宽为23.9k，两者的乘积为23.9MHz，两者相差很小，基本相同。
（4）满功率带宽(Full Power Bandwidth)
§定义：将运放接成指定增益闭环电路（一般为 1 倍），连接指定负载，输入加载正弦波，输出为指标规定的最大输出幅度，此状态下，不断增大输入信号频率，直到输出出现 因压摆率限制产生的失真（变形）为止，此频率即为满功率带宽。
§理解：比-3dB 带宽更为苛刻的一个限制频率。它指出在此频率之内，不但输出幅度不会降低，且能实现满幅度的大信号带载输出。满功率带宽与器件压摆率密切相关：FPBW = SR 2ax 其中，ax为运放能够输出的最大值（即满功率值）。
看上图仿真可知，如果超过满功率带宽则输出会正弦波输入会变成三角波，波形失真。
54攻城狮，全网同名。记录硬件技术思考、个人成长。关注我公众号，一起交流成长。
