带宽到底是个啥玩意_增益_带宽

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电脑处理器年年更新，手机处理器也是不断的迭代，新款发布的时候，也一定涉及到带宽，或者说事情频率这个词，而且是这个数字一年比一年大，可见带宽，也便是频率，越大越好的。

回到仿照集成电路设计，带宽同样是主要的观点。
放大器有小旗子暗记带宽，也便是单位增益频率，也有大旗子暗记带宽，决定于尾电流源电流的大小。

低通滤波器，高通滤波器，带通滤波器等等所有的滤波器，也都有带宽的哀求，把全体频谱由一个或两个频率点划分为不同的频率段，由通过或不通过来决定滤波器类型。

模数转换器也是同样的道理，带宽是它一个主要的指标，处理的带宽越大，这个转换器越刁悍。

除此之外，还有诸多的带宽干系的电路……

那么带宽到底是个什么东西呢？

从小学开始，我们都经历了无数场考试，每场考试都规定必须在一定的韶光内完成，譬如两个小时。
这里两个小时便是一个分界点，小于两个小时或两个小时都可以交卷，超过两个小时则违规。

类似地，带宽是由角频率点（或者频率点）界定，可见带宽是一个频率范围的凑集。
而我们知道角频率是韶光的倒数，那也可以说是由几个韶光点界定。

就比如，10M带宽的低通滤波器，10M带宽点对应了0.1us。
频率小于10M的旗子暗记能通过，也即周期大于0.1us的旗子暗记能通过。

而我们又知道，跟电路对应起来，电阻和电容的乘积即韶光常数，韶光常数又很随意马虎和频率对应起来了（倒数），以是电阻和电容也就很随意马虎和频率乃至带宽对应起来了。

开环放大器增益为跨导乘输出小旗子暗记电阻，跨导表征了电压转化为电流的能力，电流再乘以电阻又回到了电压，就代表了电压转化的能力，以是一个大略的跨导乘电阻，便是增益。

当输出电阻比较大时，整体上看它的输出部分更像一个电流源，以是叫跨导放大器。
当输出电阻比较小时，它的输出部分更像一个电压源，叫运算放大器。

开环放大器带宽，也即3-dB带宽，用角频率表示时，它是韶光常数的倒数，输出电阻和输出电容乘积分之一。
它代表了当旗子暗记的频率小于这个频率点，或者说旗子暗记的周期大于对应的韶光点时，旗子暗记都可以正常的放大。
而对付周期更短的旗子暗记，就不能正常放大了。
角频率再除以2pi，得到的便是3-dB带宽频率。

增益带宽积即单位增益带宽。
随着输入频率越来越大，即旗子暗记的周期越来越小，放大器越来越放大得力不从心了，也便是还没放大到想要的倍数时，输入旗子暗记已经变革了很多，导致放大能力越来越弱乃至放大倍数低落到一。

以跨导放大器来说，放大倍数紧张取决于跨导和电阻，而放大的过程实际上是掌握输出端给负载电容充放电的过程。
以是可以想像，单位增益带宽该当跟跨导有关，跨导越大，证明电压转换成电流的能力越大，单位增益带宽越大。
负载越小，给负载电容充电韶光越短，单位增益带宽也越大。

以是单位增益带宽为跨导除以负载电容。
想要提升放大器单位增益带宽，一者可以提升跨导，一者可以降落负载电容。
采取以上的方法，就可以处理变革足够快的旗子暗记，得到很大的带宽。

以上便是开环放大器三个主要的指标，增益，带宽和单位增益带宽。

仔细不雅观察以上三个指标，可以创造，它们有着密切的联系。

它们三个只由三个成分决定，跨导，输出电阻和负载电容。

跨导是全体集成电路中主要的物理量，它代表了晶体管电压转化为电流的能力，以是越大越好。
它越大，放大倍数越大，单位增益带宽也越大，能处理的速率越高。

输出电阻决定了放大器倍数和韶光常数(3-dB带宽），它越大，放大倍数越大，而3-dB带宽却越小。

输出负载电容决定了3-dB带宽和单位增益带宽。
负载电容越大，3-dB带宽越小，单位增益带宽也越小。
这也很随意马虎理解，向一个池塘里充水，池塘子越大，越不随意马虎充满。

以是在知足哀求的情形下，只管即便降落输出负载电容，可以得到更好的带宽性能。

而进一步综合考虑它们三个，可以创造增益和3-dB带宽的乘积，便是单位增益带宽。

以上便是开环放大器几个主要指标的先容。