現在我們可以對CL=10nF的實際INA152進行TINA模擬，并使用圖9.40的電路將其與預測響應進行對比。圖9.41的TINA模擬結果顯示了INA152運算放大器原始Aol在3.4Hz (fp1) 時造成的低頻極點以及Zo與CL=10nF在 fp2=11.02kHz時產生的第二個極點。請記住，我們曾經根據一階分析預測fp2=10.9kHz ， 并根據CL=10nF的等效Zo模型預測fp2=11.01kH
圖 9.41：CL=10nF的Aol修正曲線的TINA圖
圖 9.42：輸出引腳補償：CMOS RRO 我們在圖9.42中確定用于CMOS RRO運算放大器的輸出引腳補償方法。此方法的圖形與適用于雙極性發射極跟隨器運算放大器的輸出引腳補償方法的圖形非常類似。我們首先利用由Zo與CL造成的極點fp2修正運算放大器的最初Aol曲線（見圖9.41）。一旦創建了該曲線（修正Aol，CL=10nF），我們就可以繪制從CL=10nF的Aol修正曲線與0dB交叉點開始的第二條曲線（最終修正Aol）。從上述起點我們按照每十倍頻程-20dB的斜率畫到比CL=10nF的Aol修正曲線的0dB交點低一個十倍頻程的點(100kHz)。我們在fzc1極點將斜率修改為每十倍頻程為?40dB。我們在fpc2極點與原始INA152 Aol曲線相交。通過使極點和零點相互保持在一個十倍頻程內以保持環路增益相位在環路增益帶寬范圍不低于45度，這樣上述建議的最終Aol修正曲線符合我們所有經驗標準。另外，我們建議的最終Aol 曲線修正還滿足在 fcl 極點閉合速率為每十倍頻程20dB的一階穩定性標準。 圖9.43詳細說明基于Zo及Slide 47的預期最終Aol修正曲線的公式。此外，我們注意到在CCO短路時由于RCO與CL相交造成的另一個高頻極點。
圖 9.43：輸出引腳補償公式：CMOS RRO 我們在圖9.44中建立一個TINA Spice電路，用于證明可以預測Zo、CCO、RCO及CL對Aol曲線所產生的影響的公式。
圖9.44：預測Zo、CCO、RCO與CL造成的Aol修正影響的TINA電路
圖 9.45：Zo、CCO、RCO及CL造成的Aol修正影響 我們從圖9.45可以看出模擬結果，用于檢查針對Zo、CCO、RCO與CL的Aol修正公式。預測的fpc2=1kHz，實際 fpc2=1.23kHz；預測的 fzc2=10kHz，實際fzc2=10.25kHz；預測的fpc3=106kHz，實際fpc3=105.80kHz。根據我們的等效Zo模型，我們的預測非常接近模擬結果。 根據圖9.43的分析及相關模擬證明，我們可以創建如圖9.46所示的最Aol修正預測。最終閉環響應Vout/Vin預計為平直曲線，直到環路增益在fcl位置達到零點，此時預計其遵循所示的Aol修正曲線。
圖 9.46：最終Aol修正預測 圖9.47為采用最終輸出引腳補償的AC穩定性測試電路。最終可以產生由于輸出引腳補償與CL造成的Aol修正曲線。
圖 9.47：AC穩定性電路：輸出引腳補償 圖9.48說明采用輸出引腳補償方法的最終Aol修正結果，其符合圖9.46所示的一階預測。
圖 9.48：AC穩定性圖：輸出引腳補償 我們將采用圖9.49的電路進行基于最終輸出引腳補償的瞬態穩定性測試。
圖 9.49：瞬態穩定性測試：輸出引腳補償 圖9.50的瞬態穩定性測試結果證明我們確實已經正確地為用于CMOS RRO差動放大器的輸出引腳補償方法選擇了合理的補償值。
圖 9.50：瞬態穩定性結果：輸出引腳補償 圖9.51的TINA電路使我們能夠確定圖9.46中的預測Vout/Vin轉移函數是否正確。
圖 9.51：Vout/Vin AC響應電路：輸出引腳補償 我們可以從圖9.52看出針對由輸出引腳補償方法補償之后的INA152電路的Vout/Vin AC閉環響應。圖9.46的對比說明我們的預測響應符合模擬結果，閉環響應圖從稍高于35kHz之處開始傾斜。
圖 9.52：Vout/Vin AC響應：輸出引腳補償 我們在圖9.53中返回到最初的CMOS RRO應用并在INA152中增加輸出引腳補償，另外關閉整個環路，以便利用瞬態穩定性測試來檢查穩定性。
圖9.53：可編程電源：輸出引腳補償 圖9.54表明，通過利用輸出引腳補償方法消除INA152輸出的電容負載不穩定性，我們可以實現穩定的可編程電源。
圖9.54：可編程電源：基于輸出引腳補償的瞬態穩定性測試 鉭電容器簡介 在電容器值超過約1uF情況下，往往采用鉭電容器，因為其具有較高的電容值及相對較小的尺寸。鉭電容器并非純粹的電容。它們還具有ESR或電阻元件及較低的寄生電感與阻抗（參見圖9.55）。除電容之外，它最重要的組件是ESR。在采用輸出引腳補償方法實現穩定性時，應當確保ESR小于RCO/10，以保證RCO是主導電阻，從而設定Aol修正曲線的零點。
圖 9.55：鉭電容器與輸出引腳補償說明 作者：Tim Green，德州儀器(TI)線性應用工程經理 關于作者： Tim Green于1981年畢業于亞利桑那大學 (University of Arizona) 并獲得電子工程學士學位。他是一名杰出的模擬與混合信號板級／系統級設計工程師，擁有長達24年之久的豐富經驗，其涉及的工作領域包括無刷馬達控制、飛機噴氣發動機控制、導彈系統、功率運算放大器、數據采集系統及CCD相機等。最近，Tim還從事了有關模擬與混合信號半導體戰略營銷方面的工作。他現任亞利桑那州圖森市TI 公司的線性應用工程經理。 |
