调零电阻在二级运放设计中的关键作用与国内外比较

本文档深入探讨了调零电阻在模拟电路设计中的应用，特别是针对二级密勒补偿运算放大器的设计。文章首先介绍了背景中的相位补偿问题，指出电路中存在零点和极点对系统稳定性的影响。如果不考虑零点z1，系统的相位裕度可以通过控制极点p2来维持，但引入零点z1后，相位裕度会受到负面影响。为解决这个问题，文章提出了两种方法：一是通过单位增益buffer消除右半平面的零点，但这会导致额外的左半平面零点和极点；二是采用调零电阻技术，通过串联电阻Rz调整电路的动态特性。 调零电阻的作用在于通过改变第一级输出与偏置电容CC之间的电阻值，能够精确地调整电路的零点位置，从而补偿相位滞后，提高系统的稳定性和性能。这对于保证运算放大器在宽频段内具有良好的动态响应至关重要。作者还详细讨论了设计指标，包括共模输入范围、输出动态范围、GBW（单位增益带宽）、输入失调电压（系统失调、随机失调和工艺失配引起的）、静态功耗、共模抑制比（CMRR）、电源抑制比（PSRR）、转换速率（SlewRate）以及噪声性能。 电路设计部分详细讲解了MOS工作区域、过驱动电压的影响、约束分析，包括对称性、失调、静态功耗、面积优化、直流增益、CMRR、PSRR、SlewRate和噪声等设计参数的选择和计算。此外，文中还涉及HSPICE仿真的具体步骤，如电路网表、静态功耗测试、带宽和相位裕度测量、共模抑制比评估、电源抑制比分析、噪声性能以及压摆率和输出动态范围的仿真。 Cadence仿真部分则介绍了软件操作、原理图绘制、单管匹配、电路符号设计以及各项指标的仿真方法。通过这些技术和策略，设计者可以优化二级运放的性能，使之在实际应用中达到理想的工作状态。 总结来说，本文是一篇实用的指南，提供了调零电阻在模拟电路设计中进行相位补偿的重要性的深入理解，以及如何通过细致的参数计算和仿真来优化二级密勒补偿运算放大器的性能。对于从事模拟电路设计的专业人士，这篇文章提供了宝贵的理论和实践指导。