CMOS运算放大器的等效电路的节点方程

等效电路的节点方程

CMOS运算放大器的电路结构与设计方法基本上类似于双极型运放。但是在MOS运算放大器大中对于频率补偿的考虑与双极型运放有所不同，对于图3.0-3所示的二级放大器，当用电容进行频率补偿时，可用图3.0-4的等效电路写出电路的节点方程：

解上述方程，得传递函数为

式中

由（3.1-1）式可知，该方程有两个极点（分母方程的根），由于补偿电容的作用，使两个极点分离得比较远，即一个极点在低频端，另一个极点频率较高，根据这一假定，可求得（3.1-1）式的极点和零点分别为

式中的P1为低频极点，即为运放的主极点，P2为高频极点。由（3.1-2）式可以看出，由于补偿电容的作用，使P1《 P2。假如P2>GB（单位增益带宽），而Z>P2，那么幅频特性和相频特性如图3.1-1所示。

显然，运放闭环至0分贝时也是稳定的。如果不加补偿电容，使P1与P2很接近，从而使运放不稳定甚至产生振荡。补偿电容使运放的极点频率分开，所以补偿电容叫做极点分割电容。

我们看到，加了补偿电容后，使极点频率拉开，但也产生了零点，而且这个零点在S平面的右半平面上，因而零点所产生的相移是滞后的，它与极点P1、P2所产生的滞后相移叠加，产生较大的附加相移。如果零点Z的频率远大于单位增益带宽GB，那么零点Z对运放相移的贡献可以忽略，不影响其稳定性；反之，零点Z的频率低于单位增益带宽GB，那么，零点Z将使运放不稳定，其幅频与相频特性如图3.1-2所示。

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