1、 概述

PB50是美國APEX公司推出的高壓型場效應管大功率升壓放大器，具有工作電壓高（200V）、輸出電流大（2A）、高轉換速率（50V／μs）、低失真等特點。此外，PB50的限流電路可以將其內部的功率損耗限制在一個和功率晶體管的安全區幾乎相同的范圍內，良好的導熱性可以使其獲得較之普通功率晶體管更好的功率特性。

PB50采用8引腳TO-3鐵盒封裝，密封性好，且內部相互絕緣，其引腳排列如圖l所示。各個引腳的功能如下：

1腳（0UT）：輸出端；

2腳（CL）：限流反饋輸入；

3腳（+Vs）：正電源；

4腳（IN）：輸入端；

5腳（COM）：公共接地端；

6腳（-Vs）：負電源；

7腳（GAIN）：增益設置；

8腳（C0MP）：相位補償。

2、 引腳特性及工作原理

2．1 升壓放大器的基本連接

圖2是：PB50的內部結構圖。由于它是高壓大功率放大器，輸出電流比較大，因而在設置和使用方面與普通功率放大器有較大差異。

PB50對電源電壓的要求是負電源必須比公共接地端（5腳）低30V，最小工作電壓不低于±30V。

由圖2可知，PB50的輸入端IN是一個低阻抗輸入。典型值是50kΩ。最大安全輸入電壓范圍必須被限制到±15V以下。PB50的典型失調電壓是0．75V，因為它有一個共基極的雙極輸入，所以當選用了前級驅動放大器時，這個失調電壓將從前級驅動器的輸出范圍內減去，例如：一個前級驅動運算放大器的輸出電壓為20V（峰-峰值），它的實際輸出將是一10．75V和9．25V．這個失調電壓對整個電路的失調沒有影響．因為它的失調電壓已經被前級驅動放大器的開環增益有效地抵消。但是沒有前級驅動放大器時，這個失調電壓總是存在。并且對整個電路的失調有很大影響。

公共接地端“COM”為內部輸入和反饋提供了一個地參考點，需要注意的是，這個端口通常不能作為反相輸入端。

增益腳“GAIN”允許外接增益電阻器來調節放大器的閉環增益．外接增益電阻器與片內的反饋電阻器串聯．閉環增益的計算公式為：

Av=［（RC+6200）/2100］+1

頻率補償腳“COMP”允許外接補償電容器，外接電容器與片內反饋電阻器并聯。設計者可以通過補償電容、外接電阻器和反饋電阻器的值簡單計算信號增益極點，從而估計PB50的頻率響應。信號增益極點計算公式是：

FP=1/［2π（RC+6200）/Cc］

式中，Rc為外部反饋電阻器，Cc外部補償電容器。

例如，22pF的外接補償電容器和6．2kΩ的電阻器并聯會在PB50的小信號響應曲線上的1．2MHz處形成一個極點。22kΩ的外接電阻和6．2kΩ的電阻器串聯可實現閉環增益10。如果再外接一個22pF的補償電容器將導致小信號響應曲線在260kHz處開始下降。

PB50的限流腳CL外接一個限流電阻器（RCL），通過輸出端的電流負反饋作用來實現限流。限流電阻器的取值范圍為O．27Ω~47Ω，在滿足電流輸出要求的前提下，限流電阻應取得盡量大些。輸出電流與限流電阻值之間的關系是：

+IL=（0.65/RCL）+0.1-IL=0.65/RCL

綜上所述，PB50的外圍器件應按照其數據手冊上外部連接示意圖進行連接。

2．2 復合升壓放大器的設計

當系統對失調電壓、漂移或偏置電流有非常嚴格的要求時．可用一個合適的前級放大器和PB50共同構成閉環結構的高性能、高精度復合放大器。

在構造復合放大器時，前級驅動器的選取必須考慮如下幾個技術參數：增益、穩定性、轉換速率和輸出失調。

若要獲得最大穩定性．必須遵循下列原則：

（1）升壓放大器應在盡可能低的增益下工作；

（2）前級驅動放大器應在盡可能高的增益下工作；

（3）前級驅動器的增益一帶寬乘積應比升壓放大器的增益一帶寬乘積小；

（4）整個閉環內的相移應盡可能小。

3、 典型應用

3．1 可編程電源

可編程電源要求放大器在高電壓和大電流的工作狀態下仍具有線性度高、失調電壓低和偏置電流小的特性，此外，在某些特定情況下還要求具有快速響應性。高精度可編程電源選擇AD707作為前級放大器．它具有很低的失調電壓以便在高精度的18位DAC輸入下獲得最好的工作特性。輸出的電阻分壓器將輸出成比例的降到DAC的滿刻度范圍內，因為它會影響電路的精度所以必須選擇高質量和低溫度系數（TC）的電阻器。如果用一個密封電阻網絡，那么絕對溫度系數不像分壓電阻溫度系數對電路的影響那么重要。當用一個外部DAC反饋電阻器時，最好使用分壓器。用內部的DAC反饋電阻器可以確保DAC本身最好的溫度漂移特性，大多數采用外部反饋電阻器的DAC溫度漂移可以達到300ppm／℃。

3．2 電磁偏轉放大器

PB50的所有工作特性不僅僅在高電壓下才能實現。電磁偏轉應用場合要求放大器在它所能提供的電流下有很高的轉換速率，雖然這種工作狀態下的電壓并不高，但是PB50仍可以滿足要求。而在以前只有某些昂貴的集成功率放大器才能夠同時滿足轉換速率和增益帶寬要求。

用PB50可以構成電磁偏轉放大器電路。該電路通過把偏轉線圈放在電流反饋環內強迫線圈電流與輸入電壓成正比，在這個例子中，反饋電阻器來對升壓放大器進行增益補償。從而提高系統的穩定性。輔助反饋網絡補償高頻時電感線圈和電流檢測電阻器引起的90°相移。以確保瞬態響應時的穩定性。任何電磁線圈放大器的最快瞬態響應時間取決于其放大器輸出電壓范圍和線圈自身電感。近140V的電壓加在200μH的線圈上，最小瞬態響應時間約為2μs，而TL071和PB50組成的電路能提供40V／μs的轉換速率．這意味著放大器提供滿電壓輸出需時4μs，最終該電路的瞬態響應時間小于6μs，相當于83kHz的掃描速度。

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