運算放大器:理想運放

轉阻放大器

多數運放電路是輸入電壓、輸出電壓;轉阻放大器則是輸入電流、輸出電壓。每當感測器產生的是電流而非電壓時就用它,最經典的例子就是光二極體。名稱意為「轉阻」,因為它的增益單位是歐姆:每安培輸入對應幾伏輸出。

電路把正端接地,把輸入電流直接送進負端,並以一顆回授電阻 Rf 從輸出接到該節點。虛接地把負端維持在 0 V,所以電流源幾乎看不到電壓、也不被負載。它的電流全部流過 Rf,輸出落在負的輸入電流乘以 Rf。例如光二極體送出 1 µA 流進 1 MΩ 回授電阻,輸出就是負 1 V。

轉阻放大器用來讀取光二極體、照度計、光通訊接收器,以及各種電流輸出的感測器。把訊號源維持在虛接地,讓訊號源自身的電容幾乎保持在 0 V,因而維持其速度。誠實的提醒是:那個源電容與 Rf 共同形成一個極點,可能使放大器振鈴或振盪,所以幾乎一定要在 Rf 上並一顆小電容來穩定它。

光二極體在暗中只通過奈安等級的電流,但受光時通過 1 µA。配上 1 MΩ 回授電阻,輸出讀到負 1 V,是與光強成正比、乾淨又好量的電壓。

回授電阻設定每安培對應幾伏,把微小的光電流變成可用的電壓。

回授電阻設定增益,但它與源電容一起會讓放大器振鈴或振盪;通常需要在回授電阻上並一顆小電容以求穩定。

又称
TIAcurrent-to-voltage converterI-to-V converter電流-電壓轉換器跨阻放大器