運算放大器：驅動(dòng)PIN二極管替代方案

圖9 GaAs CT電容與電壓的關(guān)系

圖10所示電路用ADA4858-3作為PIN二極管驅動(dòng)器?？梢栽谳斎攵嗽黾右粋€(gè)緩沖門(mén)，使該電路兼容TTL或其他邏輯。對此電路的要求是將TTL 0V至3.5V輸入信號擺幅轉換為互補–1.5～+3.5V擺幅，用于驅動(dòng)PIN二極管。

圖10 ADA4858-3用作PIN二極管驅動(dòng)器

R1、R2、R3和U1C形成該電路的–1.5V基準電壓，內部負電壓CPO由片內電荷泵產(chǎn)生。電容C3和C4是電荷泵工作所必需的。負基準電壓隨后通過(guò)分壓器（R5和R9）與VTTL輸入以無(wú)源方式合并，所產(chǎn)生的電壓(VRD)出現在U1B的同相輸入端。U1B輸出電壓可以利用公式8計算。
(8)
其中：
(9)
負基準電壓也被饋送至放大器U1A，在其中與TTL輸入合并，所得輸出電壓V2可以利用公式10計算。
(10)
這些放大器采用電流反饋架構，因此必須注意反饋電阻的選擇，反饋電阻對于放大器的穩定性和頻率響應有著(zhù)重要作用。對于本應用，反饋電阻設為294Ω，這是數據手冊所推選的值。輸出電壓V1和V2分別可以用公式8和公式10表示。輸出尖峰電流量可以利用公式3和電容C5、C6上的電壓確定。設置PIN二極管導通電阻的穩態(tài)電流由R11與R12上的電壓差確定，并取決于PIN二極管曲線(xiàn)和系統要求。

對于本應用，RF開(kāi)關(guān)負載為MASW210B-1硅PIN二極管單刀雙擲（SPDT）開(kāi)關(guān)，用于微波下變頻器的前端（見(jiàn)圖11）。

圖11 下變頻器功能框圖

開(kāi)關(guān)輸出波形和TTL輸入信號如圖12所示。請注意，上升沿和下降沿非常陡峭。由于開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)時(shí)間要求相對較慢（約為50ns），因此本應用沒(méi)有使用尖峰電容C5和C6。設置穩態(tài)二極管電流的電阻R11和R12均為330Ω。

圖12 顯示RF開(kāi)關(guān)速度的波形

圖13顯示了下變頻器前端的頻譜響應；開(kāi)關(guān)SW1位于固定位置，以消除插入損耗。請注意，圖中不存在諧波或邊帶，充分表明沒(méi)有明顯的100 kHz開(kāi)關(guān)偽像從ADA4858-3片內電荷泵散出，這是在此類(lèi)應用中使用這些器件的重要考慮因素。

圖13 下變頻器的頻譜響應

結論
以上三例說(shuō)明，運算放大器可以創(chuàng )造性地用作傳統放大器的替代方案，其性能與PIN二極管專(zhuān)用驅動(dòng)IC相當。此外，運算放大器可以提供增益調整和輸入控制功能，而且當使用內置電荷泵的運算放大器時(shí)，無(wú)須負電源，這就提高了PIN二極管的驅動(dòng)器和其他電路的設計靈活性。運算放大器易于使用和配置，可以相對輕松地解決復雜問(wèn)題。