运放的驱动问题

NASAP

题主是模拟IC行业的新兵，最近一直为运放的一些问题困惑。模电书上说OTA输出电阻大，输出电流。而opamp输出电阻小，输出电压。

问题1：输出电流和输出电压怎么理解，这是由于输出电阻导致的不同吗？
问题2：OTA不能驱动小电阻和大电容？要加上AB输出级，变成opamp才可以？是因为opamp输出电压，电流可以大范围地变化吗？
问题3：OTA可以单独应用吗？为什么模拟书上讲的全是OTA，但是应用时全是opamp？ 还是应用时都要OTA+classAB组成opamp？

非常感谢大家，这些问题困惑了好久但一直得不到解答，所以上网求助。

谢谢大家。

castrader

问题1 输出电流能力就是驱动负载电阻能力，OTA一般是高输出阻抗，一旦并联上一个小值电阻，那么阻抗将大幅降低，增益就变得非常小，自然会出现各种问题，这是其一；而OTA一般是电流镜负载，一旦输出大电流，MOS管必然进入线性区，无论是增益，还是PSRR CMRR都会变得极差。相反的，OP一般比OTA多一级电流驱动级，就避免了相应的问题。
问题2你的领会不正确，OTA显然可以驱动大电容，关键是看你是否要求大的slew-rate，不需要大压摆率时，用OTA驱动大电容设计起来要比OP简单得多
问题3如2

NASAP

回复 2# castrader

   谢谢你的回答。
   运放驱动电阻和驱动电容有什么区别？   当OTA驱动电容时，电容上的电压与输入电流成积分关系，那么后级电路输出信号怎么保证与输入不失真（就是成线性关系）？

castrader

驱动电阻是一个静态恒流的驱动能力，而驱动电容则是静态电流为零的动态过程。
当OTA驱动电容时，看失真要看你输入信号的频率和幅值，2*pi*f*A就是你所需要的最大压摆率。
而OTA的压摆率=Iout/Cl
只要保证OTA的压摆率明显超过信号的需求，一般就不会造成无法忍受的失真。
另外，当信号幅度很大时，需要保证OTA的输出范围能够承受这个幅度，否则，输出管会进入线性区而使得失真度大幅上升。

NASAP

回复 4# castrader


   非常感谢你的回答，让我有顿悟的感觉，再次感谢。
但是我产生了一个疑问，就是当单电源的OTA驱动电阻时，当OTA运放输入差分信号为零，输出并没有静态恒值电流输出，而且，当OTA输入信号为负时，OTA也没办从电阻灌电流进来。这个问题是如何解决的呢？

CmosLgh

castrader 发表于 2017-5-8 09:36
问题1 输出电流能力就是驱动负载电阻能力，OTA一般是高输出阻抗，一旦并联上一个小值电阻，那么阻抗将大幅 ...

前辈您好，这个问题我也一直没理解透彻：

一方面说，OTA输出阻抗高，不能驱动小电阻，而小电阻对应大电流；
另一方面说，OTA是电压控制电流源，输出稳定的电流信号，就是说相当于电流源，但是电流源的负载就应该是一个小电阻啊，这样容易吸收电流；

这样理解的话，以上两方面好像是矛盾的，是哪里混淆了呢？
是不是电流源的恒流理解为它的直流特性，而OTA输出恒定电流从恒定的电流增益来说的呢？
OTA驱动电容没有问题，驱动电容没有电流，就是说OTA输出电流信号只能是很小的电流吗？

castrader

CmosLgh 发表于 2024-2-26 10:18
前辈您好，这个问题我也一直没理解透彻：

一方面说，OTA输出阻抗高，不能驱动小电阻，而小电阻对应大电 ...

OTA确实是压控电流源，iout=gm*vin，你也可以这样理解，当输入电压确定时，输出电流乘以小电阻...转换出来的电压非常小，实现不了放大信号的作用了。

CmosLgh

castrader 发表于 2024-2-26 10:34
OTA确实是压控电流源，iout=gm*vin，你也可以这样理解，当输入电压确定时，输出电流乘以小电阻...转换出来 ...

就是说虽然OTA输出信号看作电流信号，但是它只能输出很小的电流，一般用来驱动电容吗？
但是又有一个问题，OTA要驱动大电容，要有高的摆率又要求它能提供大的充放电电流。
这样说来，OTA的应用就只能是驱动小电容了吗，是不是这样理解呢？

castrader

CmosLgh 发表于 2024-2-26 10:54
就是说虽然OTA输出信号看作电流信号，但是它只能输出很小的电流，一般用来驱动电容吗？
但是又有一个问题 ...

你要把AC小信号放大的交流驱动和直流工作点区分开来。