运放稳定性连载22：电容性负载的稳定性——具有双通道反馈的RISO(3)

CMOS RRO: 具有双通道反馈的RISO

我们选择用于分析具有双通道反馈的RISO 的CMOS RRO 为OPA734，具体情况请参阅图10.38。OPA734是一款低漂移、低输入失调电压的运算放大器，其能在+2.7V～+12V的电压范围内工作。这种极低的漂移（0.05uV/C）加上其超低的初始输入失调电压（1uV），使OPA734成为了单电源应用中理想的参考缓冲放大器。由于这并非是轨至轨CMOS输入放大器，因此，我们有必要观察输入电压范围的技术规范[（V–）–0.1V至（V+）–1.5V]。


图 10.38 CMOS RRO运算放大器的技术规范

典型的CMOS RRO等效电路图如图10.39所示。从图中可以看出，运算放大器的输出端连接至MOSFET的漏极。这种漏极输出运算放大器具备一个Zo（同时具有阻性和容性的特点），要求我们运用某些相对于双极发射极跟随器略有不同的分析技术，如具有双通道反馈的RISO电路示例。


图 10.39 典型的CMOS RRO运算放大器拓扑结构

从图10.40中我们可以看出，CMOS RRO参考缓冲电路的外观与双极发射极跟随器示例中所采用的电路外观一模一样。在本应用示例中，我们采用电压为5V的单电源，对2.5V的参考电路（该电路的电压值低于输入电压范围的技术规范[输入电压范围：5V–1.5V =3.5V]）进行缓冲。由于为了获得良好的稳定性，在高频时FB#1和FB#2将提供所需要的反馈，因此，在Vout处，可获取准确的参考电压。Riso将使两条反馈电路单独运行，互不干扰。


图 10.40 具有双通道反馈的RISO：CMOS RRO

由于在本应用示例中，我们采用的是单电源，因此，我们将运用一些新技巧来获取如图10.41所示的空载Aol曲线。首先，我们需要确保在开展DC工作点分析之后的OPA734输出信号处于工作的线性区域。通常来说，由于运算放大器的饱和输出信号并非处在工作的线性区域，因此，其未能提供恰当的AC性能。对于大多数运算放大器宏模型来说也是如此。在DC状态时，LT为短路而CT为开路。OPA734的非反相输入限制为Vs/2 (2.5V)。因此，输出将为Vs/2 (2.5V)。如图所示的RL接线方式，在运算放大器的输出端不存在DC负载。RL以及LT为低通滤波器函数提供了一条AC通道。这样，在反馈电路中，就可使 DC处于短路状态而AC处于开路状态。务必提请注意的是，在进行AC分前，SPICE必须开展DC闭环分析，以找到电路的工作点。另外，RL以及CT为高通滤波器函数提供了一条AC通道，这样，使得我们能将DC开路电路和AC短路电路一起并入输入端。而且，LT和CT按大数值等级选用，以确保其在各种相关的AC频率时，电路短路和开路情况下的正常运行。


图 10.41 Aol测试示意图：CMOS RRO

从Tina SPICE仿真测量得出的OPA734 Aol曲线如图10.42所示。测得的单位增益带宽为1.77MHz。


图 10.42 Aol测试结果：CMOS RRO


图 10.43 由Zo、CCO、 RCO、CL改变Aol效应的TINA电路