电流反馈型CFB运放之【14】

我们进一步分析反馈分布电容引起的CFB运放稳定性问题。可能还是会写很多公式。让人看了很枯燥,但一旦拿起笔来简单推算一下。明白其中的本质原理。又会马上让人有茅塞顿开的感觉。

当有反馈电路的分布电容Cf与反馈电阻Rf相并联时,形成的阻抗表达式如下:

此时的环路增益的表达式为,不幸的事情又发生了。不同的是,由于Cf的引入,给环路增益增加了一个极点,同时还增加了一个零点。问题似乎变复杂了。

是否会引起问题呢。这要看零极点的位置。我们将环路增益在波特图上表示即得到如下的曲线。根据上面的公式,可以计算出,零点的频率要明显低于极点的频率。

可以看出由于环路增益引入了新的零极点。使得带零极点的复合曲线的过0dB时的频率比原曲线频率更高。这就使得电路的相位裕度更低,也更加不稳定。在实际应用中,几乎反馈电容,必引起振铃甚至振荡。这已经在前面的测试中得到了证实。

下面的频响曲线,显示了仅仅2pF输入电容和反馈电容对CFB放大电路的影响。这个2pF的电容引起的过冲均超过了3dB。如前面的测试结果,这将大大影响带内的平坦。

前面分别推导了Ci和Cf的对CFB运放的放大电路稳定性的影响。下面我们来看一下,他对稳定性的共同作用。当然还是要看它对环路增益的影响,下式是引入了Ci和Cf后的环路增益曲线:

如果上式中的零极点,互相抵消了,那就不会对放大电路产生影响。则些时的要求如下:

但这很难控制。因此,不得不再次罗嗦注意事项。尽量大可能减小分布电容的影响。