1. 有源反饋技術原理

傳統跨阻放大器采用無源反饋網絡（如電阻 Rf 和電容 Cf 并聯），其帶寬和動態性能受限于反饋網絡的時間常數（Rf×Cf）。當輸入信號快速變化時，無源反饋無法及時調整，導致信號下降沿變緩或出現下沖。
有源反饋技術通過引入有源器件（如晶體管、運算放大器等）構成反饋網絡，可動態調整反饋特性，從而減小時間常數、抑制信號下沖。

2. 有源反饋技術的優勢

• 動態響應快：有源器件可快速響應輸入信號變化，調整反饋電流或電壓，避免無源反饋的延遲。

• 帶寬擴展：通過有源器件的增益和頻率補償，可提高跨阻放大器的帶寬，減少高頻信號失真。

• 下沖抑制：有源反饋可主動補償信號下降沿的電荷積累，防止輸出電壓低于正常幅度。

3. 典型有源反饋結構

(1) 共源共柵有源反饋跨阻放大器

• 結構：在傳統跨阻放大器基礎上，將反饋電阻 Rf 替換為共源共柵晶體管對（如MOSFET）。

• 原理：共源共柵結構可提供高輸出阻抗，減小反饋網絡的寄生電容影響，同時通過晶體管的跨導（gm）動態調整反饋電流。

• 效果：顯著提高帶寬，減小信號下沖，適用于高速光通信接收機。

(2) 跨導-電容（Gm?C）有源反饋

• 結構：用跨導放大器（Gm）和電容 Cf 構成反饋網絡。

• 原理：跨導放大器將輸入電流轉換為電壓，并通過電容 Cf 反饋到輸入端。通過調整 Gm 和 Cf 的值，可優化反饋特性。

• 效果：可靈活調整帶寬和穩定性，適用于低噪聲、高動態范圍的應用。

(3) 運算放大器輔助有源反饋

• 結構：在反饋網絡中引入輔助運算放大器，形成閉環反饋。

• 原理：輔助運放可快速補償主運放的非理想特性（如有限帶寬、壓擺率限制），提高整體動態性能。

• 效果：顯著改善信號上升沿和下降沿特性，減少下沖和過沖。

4. 有源反饋技術的設計要點

• 穩定性分析：有源反饋可能引入額外的極點或零點，需通過頻率補償（如密勒補償、零極點對消）確保穩定性。

• 噪聲優化：有源器件的噪聲可能影響跨阻放大器的信噪比，需選擇低噪聲器件并優化電路結構。

• 功耗與面積：有源反饋通常會增加功耗和芯片面積，需在性能和成本之間權衡。

5. 應用案例

• 高速光通信接收機：在10Gbps及以上速率的光接收機中，有源反饋跨阻放大器可顯著減小信號下沖，降低誤碼率。

• 高精度傳感器信號處理：在光電二極管、加速度計等傳感器的信號調理電路中，有源反饋可提高信號的線性度和動態范圍。

6. 總結

有源反饋技術通過動態調整反饋特性，可有效解決傳統跨阻放大器在高速信號處理中的下沖問題。其核心優勢在于提高帶寬、改善動態響應，但需注意穩定性、噪聲和功耗的優化。在實際設計中，應根據具體應用需求選擇合適的有源反饋結構，并通過仿真和實驗驗證性能。