CMOS模拟集成电路设计_ch10稳定性和频率补偿.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,CMOS,模拟集成电路设计,稳定性和频率补偿,提纲,1,、,概述,2,、多极点系统,3,、相位裕度,4,、频率补偿,5,、两级运放的补偿,4/29/2026,2,提纲,1,、概述,反馈系统存在潜在不稳定性,振荡条件（巴克豪森判据）,1,、在,1,下，围绕环路的相移能大到使反馈变为正反馈,2,、环路增益足以使信号建立,4/29/2026,3,概述,增益交点,相位交点,在一般反馈电路的处理中，,小于或等于,1,，且与频率无关；当,C,C,C,E,(,g,mII,=g,m9,),(miller pole),(output pole),可以计算得到,（补偿前,(Cc=0),：）,4/29/2026,19,两级运放的补偿,密勒补偿（续）,密勒补偿中，零点的影响不可忽略,右平面的零点减缓增益的下降（增益交点外推），延迟相位（相位交点向原点移动）,考虑零点的影响，,C,C,的,选取：,PM=60,时，,GB,处,若,PM60,p2,2.2GB,，,并由,z,=10GB,令,z,=10GB,时,4/29/2026,20,两级运放的补偿,密勒补偿（续）,消除密勒补偿中零点的方法,增加与补偿电容串联的电阻,切断补偿电容的前馈通路,将零点移到右平面无穷远处，或者左平面并抵消第一非主极点,A,V,=1,R,out,=1/g,m2,C,C,A,v,=-g,mII,R,2,4/29/2026,21,两级运放的补偿,带补偿的两级运放的转换,正转换速率,(,红色,),，,当,I1,ISS,负转换速率（,青色,），当,I,1,I,SS,当I,1,I,SS,当I,1,2.2GB,，,else,10GB,4/29/2026,25,二级运放设计实例,设计步骤,0.,确定正确的电路偏置，保证所有晶体管处于饱和区。,为保证良好的电流镜，并确保,M4,处于饱和区,（,S,x,=,W,x,/L,x,）,I,6,=I,7,4/29/2026,26,二级运放设计实例,设计步骤（续）,1.,根据需要的,PM,60deg,求,C,c,（假定,z,10GB,）,2.,由已知的,Cc,并根据转换速率的要求（或功耗要求）选择,I,SS,（,I,5,）的,范围；,3.,由计算得到的电流偏置值,(I,5,/2),设计,W,3,/L,3,（,W,4,/L,4,）,满足上,ICMR,（,或输出摆幅）要求，即饱和区条件；,4.,验证,M3,处镜像极点是否大于,10GB,5.,设计,W,1,/L,1,（,W,2,/L,2,）满足,GB,的要求,6.,设计,W,5,/L,5,满足下,ICMR,（,或输出摆幅）要求；,4/29/2026,27,二级运放设计实例,设计步骤（续）,7.,根据,p2,2.2GB,计算得到,g,m6,；并且根据偏置条件,V,SG4,=V,SG6,计算得到,M,6,的尺寸,8.,根据尺寸和,g,m6,计算,I,6,，并验证,V,out,max,是否满足要求,9.,计算,M7,的尺寸。并验证,V,out,min,是否满足要求；,10.,验证增益和功耗,11.,若增益不满要求，降低,I5,和,I6,或提高,M2,、,M6,尺寸等措施，但重复以上步骤进行验证。,12.SPICE,仿真验证,12.3,交作业！,4/29/2026,28,二级运放设计实例,