MOS运算等效电路及其特性分析

在双极型运放电路里，通常跨导gm较大，零点Z的频率远大于单位增益带宽GB，不会影响电路的稳定性，因而频率补偿电容不会出现图3.1-2的情况。但MOS运放情况就不一样，因MOS管的跨导较低，频率补偿电容所产生的零点Z较低，造成运放的不稳定，因此对MOS运放的频率补偿还要作进一步的讨论。

运放零点的产生是由于补偿电容的前馈作用。所谓前馈，就是在高频情况下补偿电容把第一级的输出信号直接馈送到第二级的输出端。显然，信号通过补偿电容馈送到输出端的相位与信号通过第二级放大后输出的相位，两者的相位差为180°。在双极型运放中，为了获得高输入阻抗，第一级放大器的工作电流很小，跨导（gm1）很低，电压增益不高，为了提供运放的开环增益以及增大驱动能力。第二级的工作电流较大，电压增益很高，其跨导gm，远大于第一级跨导gm1，因此在第二级输出端的前馈信号比经第二级放大后的信号小得多，当它与放大后的信号可以比拟时，运放总的开环增益已比1小得多，所以补偿电容的前馈作用对运放的稳定性没有什么影响。在MOS运放中，为了降低噪声，提高电压增益，通常增大第一级放大器的跨导gm1，并从提高运放的总增益考虑，第一级放大器的工作电流和第二级放大器的工作电流是相近的，即它们的跨导和增益都很接近。由于MOS管跨导不高，这时由于的前馈作用在输出端产生的信号就不能忽略，当频率升高时，它的影响更严重，并使运放的附加相移在没有到达单位增益时已到达-180°，使负反馈变成正反馈。关于这种情况我们可以利用运放的等效电路图3.1-3a来说明，为了说明的作用，图中忽略了C1、C2的影响，在低频时，电容与放大器构成积分电路，但在高频时，电容可看成短路，这时第二级的放大管可以看成是漏栅短接的二极管，因此，第二级的等效输入电阻变为1/gm1，成为第一级放大器的负载。此时，电路的总增益等于第一级的增益，即为一gm1/gm2且其相位与低频时相反。图3.1-3b表示其幅频特性，如前所述，在双极型运放电路中，gm1》gm2，高频时增益远小于1；而MOS运放电路，gm1≈gm2高频时增益近似等于1。因此，MOS运放电路只采用简单的频率补偿电容时，其闭环工作状态有时是不稳定的。

联系方式：邹先生

联系电话：0755-83888366-8022

手机：18123972950

QQ：2880195519

联系地址：深圳市福田区车公庙天安数码城天吉大厦CD座5C1

请搜微信公众号:“KIA半导体”或扫一扫下图“关注”官方微信公众号

请“关注”官方微信公众号:提供  MOS管  技术帮助