运放的补偿(二)
时间:2022-10-06 08:30:00
运算放大器的补偿
- 补偿
补偿
牺牲高频运输特性,换取闭环稳定性
方法: { 把 p 1 往 里 拽 , 也 就 是 把 G B W 往 里 拽 , 靠 近 p 2 把 p 2 往 外 推 , 推 到 G B W 外 面 去 \begin{cases}把p_{1}把它拉进去,也就是把它拉进去GBW往里拉,靠近p_{2}\\把p_{2}向外推,推到GBW外面去\end{cases} {
把p1往里拽,也就是把GBW往里拽,靠近p2把p2往外推,推到GBW外面去
如果采用把 p 1 p_{1} p1往里推的策略, p = 1 R C p=\frac{1}{RC} p=RC1
那就增大第一级的负载电容吧,电容并联为求和,并个电容 C p C_{p} Cp
p 1 = 1 r o 1 C 1 p_{1}=\frac{1}{r_{o1}C_{1}} p1=ro1C11, C 1 C_{1} C1是寄生电容,零点几皮法
p 1 ′ = 1 r o 1 ( C 1 + C p ) ↓ p_{1}^{'}=\frac{1}{r_{o1}(C_{1}+C_{p})}\downarrow p1′=ro1(C1+Cp)1↓
C p C_{p} Cp比 C 1 C_{1} C1大个10倍, p 1 p_{1} p1就往里推了10倍,GBW减小,靠近 p 2 p_{2} p2
缺点: p 2 p_{2} p2本身不大,所以GBW太小了,性能不行,并且此方法代价太大,如果 C p = 100 C 1 C_{p}=100C_{1} Cp=100C1,面积消耗太大了
所以,我们采用把 p 2 p_{2} p2往外推,推到 G B W GBW GBW外面的策略
这 时 , 我 们 需 要 用 到 M i l l e r 补 偿 \color{blue}这时,我们需要用到Miller补偿 这时,我们需要用到Miller补偿
从输出端跨接电容 C M C_{M} CM到第一级输出端(第二级输入端)
将Miller电容 C M C_{M} CM等效到输入输出端
利用欧姆定律求解等效电容 C M ′ C_{M}^{'} CM′和 C M ′ ′ C_{M}^{''} CM′′
流入 C M C_{M} CM的电流等效到流入 C M ′ C_{M}^{'} CM′, i x = i x ′ i_{x}=i_{x}^{'} ix=ix′(这里不可用基尔霍夫节点电流定律)
i x = ( V o 1 − V o ) s C M = ( 1 − V o V o 1 ) V o 1 s C M = ( 1 − A v 2 ) V o 1 s C M = V o 1 s C M ′ = i x ′ i_{x}=(V_{o1}-V_{o})sC_{M}=(1-\frac{V_{o}}{V_{o1}})V_{o1}sC_{M}=(1-A_{v2})V_{o1}sC_{M}=V_{o1}sC_{M}^{'}=i_{x}^{'} ix=(Vo1−Vo)sCM=(1−Vo1Vo)Vo1sCM=(1−Av2)Vo1sCM=Vo1sCM′=ix′
所以 C M ′ = ( 1 − A v 2 ) C M C_{M}^{'}=(1-A_{v2})C_{M} CM′=(1−Av2)CM,又 A v 2 < 0 A_{v2}<0 Av2<0,所以 C M ′ ≈ ∣ A v 2 ∣ C M C_{M}^{'}\approx\mid A_{v2}\mid C_{M} CM′≈∣Av2∣CM
p 1 = 1 r o 1 ( C 1 + C M ′ ) = 1 r o 1 ( C 1 + ∣ A v 2 ∣ C M ) ≈ 1 r o 1 ∣ A v 2 ∣ C M p_{1}=\frac{1}{r_{o1}(C_{1}+C_{M}^{'})}=\frac{1}{r_{o1}(C_{1}+\mid A_{v2}\mid C_{M})}\approx\frac{1}{r_{o1}\mid A_{v2}\mid C_{M}} p1=ro1(C1+CM′