CMOS运放的瞬态响应原理及参数介绍

讨论的CMOS运放的频率特性，是指工作在小信号情况下的额率响应，通常用小信号（正弦信号）来描述，但实际上运放处理的信号很少是正弦信号，通常是阶跃信号，而且运放的响应不能单纯用频率来描述，而用运放的转换速率SR和建立时间来表示，这两个参数是运放瞬态响应的主要参数。

通常运放的转换速率SR和建立时间是在运放的闭环增益为1并且接成跟随器形式的条件下测得的（见图3.3-1a）。CMOS运放的瞬态响应。所谓运放的转换速率SR是指闭环增益为1、阶跃大信号（小于运放的最大输入共模电压）输入时输出信号Vo（t）的最大变化速率，其单位为伏/微秒。

根据定义，转换速率SR为

CMOS运放的瞬态响应

建立时间是指闭环增益为1，阶跃大信号输入时刻到输出幅度达到确定的精度范围所需要的时间，精度越高，建立时间越长。运放的建立时间如图3.3-1b所示。图中V为输入信号的阶跃幅值；为所需要的精度，通常取0.1%；Ts为转换时间，在这段时间输出幅度变化的幅值即为转换速率SR；TSL为线性区建立时间；为建立时间，其值 CMOS运放的瞬态响应

CMOS运放的瞬态响应

由图可知，运放的建立时间由两部分组成，一部分是转换时间Ts，另一部分是运放进入到线性区后，其输出幅度达到确定的精度范围（）所需要的时间TSL。现作些简要说明，当大的价跃信号输入时，运放的输出电压来不及变化，负反馈信号为零，所以输入信号全部加在运放的输入端，因此运放输入级（差分放大器）处于限幅状态（即进入非线性状态）。CMOS运放的瞬态响应。这时电路输出信号的变化与输入信号无关，决定于运放电路中的补偿电容Cc的充电电流，即决定于运放的转换速率SR，随着输出幅度的增大，使输入到运放输入级的幅度逐渐减小，当减小到运放输入级限幅电平时，运放进入线性状态，下面定量计算CMOS运放的建立时间与运放频响之间的关系。