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现的,其小信号模型如图 10…10 所示。通过分析小信号图 10…10,得出补偿后P (原极点
1
’ ’
P )P (原极点P )两极点及零点的表达式。
1 , 2 2
96
…………………………………………………………Page 545……………………………………………………………
图 10…10 用于两级运算放大器的米勒电容
总的传输函数为:
V s g g R R (1…sC / g )
O ( ) mI m I C m
=
V s 2
( ) s R C C R C C g R R C s R R C C C C C C
1 ( )
in + ( + +) + + + + +
I I C C m I C I I C I C
…1
p 1 =
g R R C
Ι Π C
m ∏
…g mΠ CC …g mΠ
p 2 + + C =
C C C CC C CC Π
Ι Π Π Ι
…g mΠ
z1 =
CΠ
加了补偿电容Cc将产生两个结果:第一,与RI并联有效电容大约增加到gmII(RII)(Cc)
结果使P1 明显的移向幅频面的原点。第二,由于反馈降低了第二级的输出电阻,P2 向远离
幅频面原点的地方移动。这时,有一零点位于幅频面正实轴上,这是通过Cc的前馈路径得
到的。图 10…11(a)标明了极点在幅频面上从补偿前位置移向补偿后的位置。图 3。17(b)
由渐进幅频特性和相频特性曲线说明了补偿的结果。
(a)
97
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(b)
图 10…10(a)采用米勒补偿法,环路增益'F(s)=1'的根轨迹图。其中 C 从 0 变化到
c
某一值(使根成为非主极点);(b)补偿后环路增益'F(s)=1'的渐进幅频特性和相频特性
单位增益带宽近似为:
控制右半平面零点
右半平面的零点增加了相移,但是幅度也是增加的。因此,零点关于稳定度会在两个
方面使情况变遭。如果零点(z )或者极点(p )移向复频面原点,相位裕量会减小。为
1 2
闭环使用,放大器补偿的目的是移动除了主极点(p1 )之外的所有极点、零点,使他们远
离复频面的原点(超出单位增益带宽),相频特性类似于图 3。17(b)。
由前面分析可知,前馈路径通过补偿电容形成的零点有限制GB的倾向。如果零点不存
在,可能其他方法也会这样。我们可以通过在补偿电容Cc地前馈通路中插进与Cc串联的调
零电阻。图 10…11(a)示出了这种技术的应用。
(a) (b)
图 10…11(a)使用调零电阻 R 控制零点
z
(b)使用调零电阻的两级运算放大器的小信号模型
通过图 10…11(b)小信号图得出:
…1
p 1 (3…32)
g R R C
Ι Π C
m ∏
98
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…g mΠ CC …g mΠ
p 2 + + C (3…33)
C C C CC C CC Π
Ι Π Π Ι
…1
p 4 (3…34)
CΙRZ
和
1
z1 = 1 (3…35)
C ( )
C Rz
g mΠ
1
容易看出调零电阻是如何控制零点的。为了移动零点,Rz必须等于 g mΠ 。我们可
以移动零点到右半平面到左半平面的极点P 的位置。结果,与输出负载电容有关的极点抵
2
消了。为了得到这个结果,必须满足下面条件:
Z =P (3…36)
1 2
…g mΠ 1
使得 = (3…37)
CΠ C ( 1 )
C Rz
g mΠ
CC +CΠ 1
可以 R =( )( ) (3…38)
z
CC g mΠ
由于p2 的被抵消了如图 10…12 所示过。这样电路变的比较稳定了。为了保证p3 和p4
的值远大于GB。
图 10…12 调零电阻抵消 p 极点示意图
2
由已知得Cc必需满足下式:
g mΙ
C 》 (3…39)
c C C
Ι Π