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楼主: OPAMPS

[求助] 关于零极点及环路稳定性的问题

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发表于 2015-3-4 12:02:01 | 显示全部楼层
回复 40# lsh0211


    这个结构最先是在实际soc芯片中看到的,应用上是不需要外挂电容的,应该是属于capless的,但是在芯片内部空隙的位置全部都布满了电容,并作为LDO的负载电容用。所以也说不好这个LDO实际上究竟是不是capless的原理,不过后来看到这个结构的paper,上面明确说明了通过补偿可以在大负载电流下把主极点拉到内部,输出作为2极点。但是一直没有从仿真上证明走通这个理论。
   把buffer 拿掉我也做了一下尝试,补偿的位置不变还是在折叠放大且的共栅输入端,同样是EA输出断环仿真AC结果好像和带buffer的差不多。在负载电容从0~500p 输出电流0~20mA的情况下不能完全满足PM的像样值。
   哥们你做仿真的话,负载电容是取一个相对固定的值进行还也是0到某一个顶值范围内保证全电流范围的PM。
发表于 2015-3-5 10:43:26 | 显示全部楼层
一样是capless呀,芯片内部塞多少电容,顶多也就在几百p,外部一般都是1u的或再大些。
    大电流负载,输出肯定是第2极点呀。 小电流负载,输出极点向低频移动,这个时候,两个极点接近,PM才差。
       你如果加buffer的话,op输出极点也在高频, 补偿困难。 没有buffer的话,op输出极点在低频,补偿容易的多。
      考虑芯片内部负载实际情况,一般20p~500p/1000p的电容,全电流范围稳定。 PM在最差条件下低到30度,也是可以接受的,但GM最好有12dB以上。  关键是这个PM是不是你真正的PM,如果环路断开位置错了,那就是两回事了。
发表于 2015-3-5 14:19:05 | 显示全部楼层
回复 42# lsh0211


    xx.JPG
我现在做这种最单纯的无 buffer实验,由于补偿环路的位置所以在图示位置断环,断环左侧连接输出管等效对地电容,在断环右侧加ac
输出负载电容0~800p,
这样,轻负载电流下,输出成了主极点,在重电流负载下输出成了次极点,但是距离2极点比较进,PM很小,,尝试着加大补偿电容,但是加大补偿电容会使一个左零点漂向低频,也得不到理想的PM。
看起来是内部极点做不到很低,因为补偿电容只有零点几p,加大的话会引入低频零点,,从而电流轻载到重载会使得主次极点相遇并交换位置,这个过程系统会不稳定。
发表于 2015-3-6 19:21:38 | 显示全部楼层
“ 这样,轻负载电流下,输出成了主极点,在重电流负载下输出成了次极点,但是距离2极点比较进,PM很小,,尝试着加大补偿电容,但是加大补偿电容会使一个左零点漂向低频,也得不到理想的PM。”  这种情况也正常。
      你个PowerMOS管看起来挺小的,这样可以考虑在Op输出加一个电容,降低该极点频率。 另外,把cascode的N0、N4的gm加大,就是W/l做大一些,这样可以调节零点。
发表于 2015-3-7 20:20:43 | 显示全部楼层
受教了,感谢楼主和大家分享
发表于 2015-3-10 10:13:59 | 显示全部楼层
回复 44# lsh0211


    结合仿真加以推敲,我觉得环路断环的地方有值得商榷,因为现在这种断环位置斩断了补偿的环路,在ac仿真中体现不出补偿电容的作用,增大或减小补偿电容对极点影响不大,得不到书上给出的那种等似的米勒效应。另外为了简化理解,用一个简单的米勒补偿系统比较,这种断环位置其实相当于下图的断环位置,如果采用这种断环做AC分析的话,那么在AC仿真中不能真实的反映出补偿电容的米勒等效作用。
  所以我觉得断环的位置最终还是在EA反馈输入端算是合适吧。前提是保证内部补偿环路的稳定。
   
未命名dfd.JPG
发表于 2015-3-11 13:59:09 | 显示全部楼层
上图的电路,环路断开位置自然是要把cap一起断开,和前面是不一样的。
发表于 2015-3-12 09:24:49 | 显示全部楼层
回复 47# lsh0211


    按照文章的的说法,第一张图中的补偿方式应该更能体现出极点分离的效果,但是在EA输出断环做AC仿真,并不能看到极点分离和补偿电容之间的明显关联,似乎补偿网络没有起到任何作用。
   当在EA反馈端断环做AC仿真的话,可以看到补偿网络的明显作用,极点分离的很明显。
   所以对EA输出点断环的理论依据感到比较困惑
发表于 2015-9-23 15:49:43 | 显示全部楼层
谢谢分享!!
发表于 2016-1-12 14:17:56 | 显示全部楼层
好贴,顶一顶
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