１ 概述

互導型放大器（又稱跨導型放大器）的輸入信號是電壓量，輸出信號是電流量，其增益稱為互導Ｇｍ。 互導型放大器是一種電壓／電流模式混合電路，由于其內部只有電壓—電流變換級和電流傳輸級，而沒有電壓傳輸級，因此沒有大擺幅電壓信號和密勒倍增效應，從而具有頻帶寬、高頻性能好及大信號轉換速度高等特性。互導型放大器的電路結構簡單，電源電壓和功耗均得到了降低。

２ 主要性能指標

ＭＡＸ４３５／ＭＡＸ４３６是美國ＭＡＸＩＭ公司生產的互導型放大器，ＭＡＸ４３５是差分輸出型，ＭＡＸ４３６是單端輸出型，其引腳排列如圖１所示。圖中Ｚ＋、Ｚ－端為用戶選擇的二端互導元件或網絡的阻抗連接端口。ＩＳＥＴ端為電源電流控制端，它控制內部電流源。ＩＳＥＴ端與負電源Ｖ－端之間需連接一個５．９ｋΩ的外部電阻ＲＳＥＴ，當ＲＳＥＴ為５．９ｋΩ時，ＭＡＸ４３５每個輸出端最大輸出電流是±１０ｍＡ，ＭＡＸ４３６是±２０ｍＡ。在電阻ＲＳＥＴ兩端需并聯(lián)０．２２μＦ陶瓷電容以使電流源去耦。當輸出負載不需要有源驅動時，可將電阻ＲＳＥＴ與 ＩＳＥＴ端斷開以降低功耗。此時ＭＡＸ４３５電源電流可降至約４５０μＡ?ＭＡＸ４３６電源電流降至約８５０μＡ。這兩款器件均有輸出短路保護功能。ＭＡＸ４３５／ＭＡＸ４３６的主要性能指標如表１所列。

表1 MAX435/MAX436的主要性能指標

表１中的差分輸入電壓Ｖｉ＝ Ｖｉ＋－ Ｖｉ－，Ｚｔ為Ｚ＋、Ｚ－兩端用戶連接的二端互導元件或網絡的阻抗。差分輸入電壓Ｖｉ會生成流入互導元件Ｚｔ的電流（從電路結構上講Ｚｔ是Ｖｉ－Ｉ變換電路的一部分，Ｚｔ與輸入電阻Ｒｉ是概念上根本不同的兩個量），流過互導元件Ｚｔ的電流被電路內部預置的電流增益Ｋ倍乘，其輸出電流為ＩＯ＝ＫＶｉ／Ｚｔ。選取Ｚｔ時應保證Ｖｉ最大值與Ｚｔ最小值的比值小于２．５ｍＡ，這樣輸出電流才能不超過最大值。定義互導型放大器的互導增益時，假如放大器的負載為ＲＬ，則互導型放大器的互導增益Ｇｍ＝Ｉｏ／Ｖｉ＝Ｋ／Ｚｔ,輸出電壓Ｖｏ＝Ｇｍ×ＲＬ。

３ 應用電路

ＭＡＸ４３５／ＭＡＸ４３６可廣泛用于高速儀表放大器、高速濾波器、寬帶高增益帶通放大器、高速差分傳輸線路驅動、接收器中。它不象電壓型運放那樣需要反饋回路及相位補償。下面列舉幾個典型電路。

(１)求和放大電路見圖２ａ。Ｖｏ＝(Ｇｍ１＋Ｇｍ２)ＲＬ

(２)低通放大電路見圖２ｂ。極點頻率ＦＰ＝１／(２πＲＬＣＬ)，通帶增益ＧＢ＝Ｋ?ＲＬ／Ｒｔ?。若將Ｒｔ改為ＲＣ串聯(lián)電路，即可組成帶通放大電路。而若將Ｒｔ改為ＲＣ串聯(lián)電路，同時又去掉電容ＣＬ，便可組成高通放大電路。若用晶體代替Ｒｔ且去掉電容ＣＬ，便可組成晶體調諧放大電路，其諧振頻率為晶體頻率。利用多個ＭＡＸ４３６可組成二階低通、高通、帶通濾波器。

(３)視頻雙絞線驅動／接收器電路，見圖３?；鶐б曨l信號的傳輸距離可達１５００米。

圖3

    (４)利用ＭＡＸ４３６實現(xiàn)接地模擬電阻，見圖４。圖中的輸入阻抗Ｚｉ由下面的式子導出：

Ｉｉ＋Ｉｏ＝０

Ｉｏ＝ＶｉＫ／Ｒｔ

Ｚｉ＝Ｖｉ／Ｉｉ＝Ｒｔ／Ｋ

而Ｇｍ＝Ｋ／Ｒｔ

所以，由上式得出：Ｚｉ＝１／Ｇｍ

(５)利用ＭＡＸ４３６實現(xiàn)回轉器，見圖５。圖中的阻抗Ｚｉ由下面的式子導出：

Ｉ０１＝ＶｉＧｍ１

Ｖｏ＝Ｉ０１ＺＬ

Ｉ０２＝ＶｏＧｍ２＝Ｖｉ Ｇｍ１ Ｇｍ２ ＺＬ

Ｉｉ＝－Ｉ０２

由上式得出：Ｚｉ＝Ｖｉ／Ｉｉ＝１／(Ｇｍ１ Ｇｍ２ ＺＬ)

    輸入阻抗Ｚｉ等于對端所接阻抗的倒數(shù)乘以系數(shù)，實現(xiàn)了回轉器的功能。若ＺＬ是電容，則Ｚｉ為模擬電感。

(６)利用ＭＡＸ４３６實現(xiàn)頻變負電阻，見圖６。由于

Ｉ２(Ｓ)＝Ｇｍ３Ｖ１(Ｓ)

Ｉ３(Ｓ)＝Ｇｍ４ Ｉ２(Ｓ)／ＳＣ１

Ｉ４(Ｓ)＝Ｇｍ５ Ｉ３(Ｓ)／ＳＣ２

Ｉ１(Ｓ)＋Ｉ４(Ｓ)＝０

從節(jié)點Ａ向右看的輸入的阻抗為Ｚ′ｉ(Ｓ)＝Ｖ１(Ｓ)／Ｉ１(Ｓ)＝(Ｓ２Ｃ１Ｃ２)／(Ｇｍ３ Ｇｍ４ Ｇｍ５)

Ｚ′ｉ(Ｓ)具有Ｓ２階次，稱為超電感，Ｇｍ１、Ｇｍ２組成接地回轉器，對Ｚ′ｉ作倒置變換，得到輸入阻抗為：

Ｚｉ(Ｓ)＝Ｖｉ(Ｓ)／Ｉｉ(Ｓ)＝(Ｇｍ３ Ｇｍ４ Ｇｍ５)／(Ｓ２ Ｃ１Ｃ２ Ｇｍ１Ｇｍ２)＝１／（Ｓ２Ｄ）

Ｄ＝(Ｃ１ Ｃ２ Ｇｍ１ Ｇｍ２)／(Ｇｍ３ Ｇｍ４ Ｇｍ５)

    Ｄ具有秒·法拉的量綱。若將上面公式中的模擬超電感Ｚ′ｉ(Ｓ)經過一個浮地回轉器倒置，則可構成浮地頻變負電阻。

利用互導放大器的優(yōu)異性能還可以組成浮地模擬電阻、接地電容倍乘器、浮地電容倍乘器、電壓模式積分器、電流模式積分器等電路。