CMOS運算放大器的等效電路的節點方程

等效電路的節點方程

CMOS運算放大器的電路結構與設計方法基本上類似于雙極型運放。但是在MOS運算放大器大中對于頻率補償的考慮與雙極型運放有所不同，對于圖3.0-3所示的二級放大器，當用電容進行頻率補償時，可用圖3.0-4的等效電路寫出電路的節點方程：

解上述方程，得傳遞函數為

式中

由（3.1-1）式可知，該方程有兩個極點（分母方程的根），由于補償電容的作用，使兩個極點分離得比較遠，即一個極點在低頻端，另一個極點頻率較高，根據這一假定，可求得（3.1-1）式的極點和零點分別為

式中的P1為低頻極點，即為運放的主極點，P2為高頻極點。由（3.1-2）式可以看出，由于補償電容的作用，使P1《 P2。假如P2>GB（單位增益帶寬），而Z>P2，那么幅頻特性和相頻特性如圖3.1-1所示。

顯然，運放閉環至0分貝時也是穩定的。如果不加補償電容，使P1與P2很接近，從而使運放不穩定甚至產生振蕩。補償電容使運放的極點頻率分開，所以補償電容叫做極點分割電容。

我們看到，加了補償電容后，使極點頻率拉開，但也產生了零點，而且這個零點在S平面的右半平面上，因而零點所產生的相移是滯后的，它與極點P1、P2所產生的滯后相移疊加，產生較大的附加相移。如果零點Z的頻率遠大于單位增益帶寬GB，那么零點Z對運放相移的貢獻可以忽略，不影響其穩定性；反之，零點Z的頻率低于單位增益帶寬GB，那么，零點Z將使運放不穩定，其幅頻與相頻特性如圖3.1-2所示。

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