MOS運放的頻率補償/電阻電容放大器進行分析

上述討論表明，在MOS運放中進行相位補償時，必須消除電路中零點的不良影響。為了更好地說明MOS運放的頻率補償，再對（3.1-2）式進行討論。

如果MOS運放的高頻極點P2頻率和零點Z的頻率大于單位增益帶寬GB。這時運放的電壓增益在高于低頻極點P1的頻率時，以-20分貝/10倍頻程下降（見圖3.1-1），單位增益帶寬應為

等效電路中的C1是內部的分布電容，它與補償電容和負載電容CL相比，是很小的，故P2可近似為

由（3.1-3）、（3.1-4）式及零點表示式（3.1-2），可得

由（3.1-5）、（3.1-6）式可知，右半平面的零點Z、高頻極點P2與單位增益帶寬GB之比決定于gm1/gm2的比值，要使MOS運放實現單極點響應，即0分貝以上只出現一個主極點P1，而高額極點P2》GB，零點Z》GB，那么gm1/gm2的比值應有如下關系式：

顯然，gm1/gm2的比值越大，MOS運放的穩定性越好。而且補償電客的取值與負載電容CL的大小有關，C1增大，也相應加大。

前面討論可知，MOS運放的第二級放大器的跨導gm，要遠大于第一級放大器的跨導gm，是相當困難的，除了MOS運放設計上考慮外，還有一點是MOS管的跨導只與工作電流的平方根成正比的緣故。

提高MOS運放的穩定性，除了設計gm1/gm2的比值大外，主要可采用消去零點（Z）提高電路的穩定性。消去零點有如下兩種方法：

1、將補償電容與放大器輸出端相隔離

此方案中是將第二級輸出端通過一個跟隨器再與補償電容相接，其電路結構如圖3.1-4所示。高頻時，由于源極跟隨器的隔離作用，電容就不能將信號直接饋送到放大器輸出端。從而減小了運算放大器輸出信號的相位變化。該圖的補償示意圖、等效電路分別如圖3.1-5a和圖3.1-5b所示。

由圖3.1-5b得節點方程為

解上述方程，其傳遞函數為

由此可知，補償電容經隔離放大器后，零點消除了，因，上式的低頻極點P1和高頻極點P2簡化為

（3.1-11）式和（3.1-2）式相比，極點P1、P2沒有什么變化，而零點卻消除了，電路的穩定性得到了改善。

2、補償電容與電阻串聯后進行補償

另一種消除右半平面零點的有效方法是電容與電阻串聯后進行補償，其等效電路如圖3.1-6所示。

由圖得如下節點方程

解上述方程，求得傳遞函數為

式中

如果，二個極點分離得較遠，則由（3.1-12）式求得的極點和零點為

由（3.1-12）、（3.1-13）式可知，當時，零點消去，提高了電路的穩定性。如果R1稍大于1/gm，則零點從S平面的右半平面移到左半平面，也可提高電路的穩定性。

聯系方式：鄒先生

聯系電話：0755-83888366-8022

手機：18123972950

QQ：2880195519

聯系地址：深圳市福田區車公廟天安數碼城天吉大廈CD座5C1

請搜微信公眾號:“KIA半導體”或掃一掃下圖“關注”官方微信公眾號

請“關注”官方微信公眾號:提供  MOS管  技術幫助