本章接下来的内容,将着重介绍如何得到要求的GBW与PM,同学们可以参照对比sansen第五、六章学习,但抛开课本,也完全可以理解本部分的内容。我们会将重点放在如何通过给定的指标——相位裕度以及GBW,得到合适的小信号参数——第一级跨导gm1、第二级跨导gm2以及密勒补偿电容Cc,而抛开诸如“开环频率响应与闭环频率响应的关系”、“为什么需要70°的相位裕度,频率响应才能完全没有尖峰”以及“频率特性与其他指标如何折中”等问题。
以上被我们忽略的问题,事实上都及其重要,但我相信第一次接触运放设计的同学们,比起“尽善尽美”地掌握所有运放设计理论,更关心如何快速上手,即如何满足设计指标。因此,在本节内容中,我们只需要关心,我们如何得到60°的相位裕度,以及100MHz的GBW,而无需关心这些指标为什么是这样,满足这样的指标又意味着适用于哪些应用。
接下来,笔者将贯通全章,通过分步骤的方式,带领同学们一步步从给定的相位裕度、GBW,得到合适的设计参数。
Step 1 指标分析与转化
首先需要明确的是,由于我们引入的运放环境,是单位增益负反馈,因此反馈系数F=1,则环路增益LG可以表示为:
其中Aopen为运放的开环增益。
也就是说,反馈系统环路增益的频率响应,与运放本身开环的频率响应几乎一致,只有相位上存在180°的区别。因此,在以下的分析中,我