模拟技术中的运放补偿电容问题

电子工程师都清楚，在设计运放威廉希尔官方网站 的时候，为了让运放能够正常工作，威廉希尔官方网站 中常在输入与输出之间加一相位补偿电容。那么对于运放补偿电容你们又真正的了解多少呢？本文主要给大家来详细的讲讲模拟技术之运放补偿电容问题。

运放的相位补偿

为了让运放能够正常工作，威廉希尔官方网站 中常在输入与输出之间加一相位补偿电容。

1  关于补偿电容

理论计算有是有的，但是到了设计成熟阶段好象大部分人都是凭借以前的调试经验了，一般对于电容大小的取值要考虑到系统的频响（简单点说加的电容越大，带宽越窄），然后就是振荡问题;如果你非要计算，可以看看运放的输入端的分布电容是多大，举个例子，负反馈放大威廉希尔官方网站 就是要保证输入端的那个电阻阻值和分布电容的乘积=反馈电阻的阻值和你要加的电容的乘积。。。。。

2  两个作

1. 改变反馈网络相移，补偿运放相位滞后

2. 补偿运放输入端电容的影响（其实最终还是补偿相位……）

因为我们所用的运放都不是理想的。

一般实际使用的运算放大器对一定频率的信号都有相应的相移作用，这样的信号反馈到输入端将使放大威廉希尔官方网站 工作不稳定甚至发生振荡，为此必须加相应的电容予以一定的相位补偿。在运放内部一般内置有补偿电容，当然如果需要的话也可在威廉希尔官方网站 中外加，至于其值取决于信号频率和威廉希尔官方网站 特性

运放输入补偿电容

一般线性工作的放大器（即引入负反馈的放大威廉希尔官方网站 ）的输入寄生电容Cs会影响威廉希尔官方网站 的稳定性，其补偿措施见图。放大器的输入端一般存在约几皮法的寄生电容Cs，这个电容包括运放的输入电容和布线分布电容，它与反馈电阻Rf组成一个滞后网络，引起输出电压相位滞后，当输入信号的频率很高时，Cs的旁路作用使放大器的高频响应变差，其频带的上限频率约为：

ωh=1/（2πRfCs）

若Rf的阻值较大，放大器的上限频率就将严重下降，同时Cs、Rf引入的附加滞后相位可能引起寄生振荡，因而会引起严重的稳定性问题。对此，一个简单的解决方法是减小Rf的阻值，使ωh高出实际应用的频率范围，但这种方法将使运算放大器的电压放大倍数下降（因Av=-Rf/Rin）。为了保持放大威廉希尔官方网站 的电压放大倍数较高，更通用的方法是在Rf上并接一个补偿电容Cf，使RinCf网络与RfCs网络构成相位补偿。RinCf将引起输出电压相位超前，由于不能准确知道Cs的值，所以相位超前量与滞后量不可能得到完全补偿，一般是采用可变电容Cf，用实验和调整Cf的方法使附加相移最小。若Rf=10kΩ，Cf的典型值丝边3～10pF。对于电压跟随器而言，其Cf值可以稍大一些。

运放输出电容的补偿

对于许多集成运算放大威廉希尔官方网站 ，若输出负载电容CL的值比100pF大很多，由于输出电容（包括寄生电容）与输出电阻将造成附加相移，这个附加相移的累加就可能产生寄生振荡，使放大器工作严重不稳定。解决这一问题的方法是在运放的输出端串联一个电阻Ro，使负载电容CL与放大威廉希尔官方网站 相隔离，如图所示，在Ro的后面接反馈电阻Rf，这样可以补偿直流衰减，加反馈电容Cf会降低高频闭环电压放大倍数，Cf的选取方法是：使放大威廉希尔官方网站 在单位增益频率fT时的容抗Xcf≤Rf/10，又Xf=l/（2πfTCf），一般情况下，Ro=50～200Ω，Cf约为3～10pF。

除了上述不稳定因素之外，还存在其他一些不稳定因素，有些是来自集成芯片自身。有些是源于系统威廉希尔官方网站 （例如电源的内阻抗的耦合问题）。有时使用很多方法都难以解决不稳定问题，但采用适当的补偿方法后可使问题迎刃而解。例如。当放大器不需要太宽的频带和最佳转换速率时，对集成运放采用过补偿的方法会取得很好的效果，如将补偿电容增加9倍或为实现稳定性所需要的倍数，对μA301型运放而言，其效果一般都较好。