单密勒电容补偿多级放大器的设计

第２ｌ卷第５期２００９年ｌＯ月

重庆邮电大学学报（自然科学版）

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｏｓｔｓａｎｄＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）

Ｖ０１．２１Ｎｏ．５

Ｏｃｔ．２００９

Ｓｉｎｇｌｅｍｉｌｌｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ

ｍｕｌｔｉｓｔａｇｅａｍｐｌｉｆｉｅｒｄｅｓｉｇｎ

ＺＨＯＵＷｅｉｌ”，ＷＵＧｕｉ—ｎｅｎ９１－ＬＩＲｕ．ｚｈａｎ９２ ３

（１．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ

２．Ｎａｔｉｏｎａｌ

ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｏｓｔｓａｎｄ

Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ。Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００６５。Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ；

ＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｎａｌｏｇＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｓ．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００６０．Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ；

３ ＳｉｃｈｕａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｏｌｉｄ－ｓｔａｔｅＣｉｒｃｕｉｔｓ，ＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

Ｇｒｏｕｐ

Ｃｏｒｐｏｒｒａｔｉｏｎ。Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００６０，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）

ｓｈｏｗｓｔｈａｔｉｔｉｓ

ｅａ８ｙｔｏ

ｅ．

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｎｏｖｅｌｐｒｏｐｏｓｅｄｓｉｎｇｌｅＭｉｌｌｅｒｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｇａｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｗｉｔｈｏｕｔ

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ

ｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ

ａｎａｌｙｓｉｓ

ｓｍｉｓｆｙｉｎｇｔｈｅ

ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｔｒａｎｓｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓｓｔａｇｅｂｙｓｔａｇｅ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ－ｇａｉｎ—ｂａｎｄｗｉｄｔｈｉｓｗｉｄｅ

ｎｏｕｇｈ，ａｎｄｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｉｓ

ｒｅ

ｓｍａｌｌ．Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ，ｗｈｅｎ

ｔｏ

ａｄｄｅｄ

ｔｏ

ｏｎｅ

ａｍｐｌｉｆｙｃｉｒｃｕｉｔ，ｉｔｗｉｌｌ

ａｐｐｅａｒａｎｏｔｈｅｒ

Ｉ

ＬＨＰ

ｚｅ．

ｔｏｃｏｕｎｔｅｒａｃｔｔｈｅ

ｎｅｗ

ａｄｄｅｄｐｏｌｅ．ＴｈｅｒｅｆｏｒｅＩｔｉｓｆａｃｉｌｅ

ｅｘｐａｎｄ

Ｎ－ｓｔａｇｅ（Ｎ＞３）ａｍｐｌｉｆｙ

ｃｉｒｃｕｉｔａｎｄｃｏｕｌｄｂｅｗｉｄｅ．

１ｙａｐｐｌｉｅｄｉｎｐｒａｃｔｉｃｅ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｍｕｌｔｉ－ｓｔａｇｅｏｐａｍｐ；ｎｅｓｔｅｄＭｉｌｌｅｒｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ（ＮＭＣ）；ｎｅｓｔｅｄＧ。．ｃｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ（ＮＧＣＣ）；ｓｉｎｇｌｅＭｉｌｌｅｒ

ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ（ＳＭＣＩ

ＣＬＣｎｕｍｂｅｒ：ＴＮ４３２

Ｄｏｃｕｍｅｎｔｃｏｄｅ：Ａ

Ａｒｔｉｃｌｅ

ＩＤ：１６７３－８２５Ｘ（２００９）０５－０６１７－０５

单密勒电容补偿多级放大器的设计

周

玮１”，吴贵能１，李儒章２

（１．重庆邮电大学，重庆４０００６５；２．模拟集成电路国家级重点实验室，重庆４０００６０；

３．中国电子科技集团公司第二十四研究所，重庆４０００６０）

摘要：提出了一种结构简单的全新单密勒电容补偿技术。理论分析表明，该技术无需运放的跨导逐级增加就能获得良好的稳定特性，而且单位增益带宽大、补偿电容小。特别是每增加一级放大电路，就会增加一个左半平面零点，从而有效抵消新增加极点对运放稳定性的影响，因此该补偿技术很容易拓展到Ⅳ（Ｎ＞３）级联放大结构，这一特性有利于运放在实际中的运用。

关键词：多级运算放大器；嵌套式密勒补偿；嵌套式Ｇｍ－ｃ补偿；单密勒电容补偿

１

Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ

Ｉｎ

ｒｅｃｅｎｔ

ｐｅｎｓａｔｉｏｎ（ＮＧＣＣ）‘２引ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒｍｕｌｔｉ．ｓｔａｇｅｏｐａｍｐ．Ｔｈｅｒｅａｒｅｔｗｏｍａｊｏｒｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｅｓｅｃｏｒｎ—

ｐｅｎｓａｔｉｏｎ

ｙｅａｒｓ，ａｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｚｅｄｅｃｒｅａ—

ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ：①ｔｈｅ

ａｒｅ

ｎｕｍｅｒｉｃａｌ

ａｎｄｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌ

ＳｏＳ

ａｎｄｔｈｅｓｕｐｐｌｙｖｏｌｔａｇｅｒｅｄｕｃｅｓ，ｉｔｉｓｏｆｇｒｅａｔｃｈａｌ．

ｔｏ

ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｏｒｓ

ｉｎｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｉｎｐｒａｃｔｉｃａｌ

１ｅｎｇｅ

ｃｏｒｅ

ｄｅｓｉｇｎａｎａｌｏｇ

ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ叩ａｍｐ

ｗｈｉｃｈｉｓｔｈｅ

ｕｎｉｔｏｆｔｈｅＩＣ．Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｌｏｗｖｏｌｔａｇｅｃｉｒ－

ｎｏｔ

ｕｓｅ；②ｇａｉｎ．ｂａｎｄｗｉｄｔｈｉｓｔｏｏｎａｒｒｏｗ（ＧＢＷ＜１ＭＨｚ），ａｎｄｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｒｅｑｕｉｒｅｓｔｈａｔｔｈｅｔｒａｎｓｃｏｎ—

ｄｕｃｔａｎｃｅ

ａｒｅ

ｃｕｉｔ，ｉｔｉｓｄｅｓｉｇｎ

ｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｐｒｅｖｉｏｕｓｈｉ【ｇｈ

ａｐｐｌｙ

ｏｒ

ｇａｉｎ叩ａｍｐ

ｌｏｗｓｕｐｐｌｙ

ｅｎｈａｎｃｅｄ

ｓｔａｇｅｂｙｓｔａｇｅ，ｗｈｉｃｈｍａｋｅｓ

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（ｃａｓｃｏｄｅ）ｔｏ

ａｔａ

ｔｈｅｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆｔｈｅ

ｃｒｅａｓｅ

ｍｕｌｔｉ ｓｔａｇｅ叩ａｍｐ

ｉｎ－

ｖｏｌｔａｇｅ，ａｎｄｉｔｕｓｕａｌｌｙｒｅｑｕｉｒｅｓ３ｈｉｇｈｔｈｅ

４ｓｔａｇｅｔｏａｃｑｕｉｒｅ

ｄｒａｍａｔｉｃａｌｌｙ．Ｔｈｕｓ，ｉｔ

ｔｏ

ｉｓｏｆｇｒｅａｔｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｔｏ

ｏｐａｍｐｗｉｔｈｓｉｍｐｌｅ

ｇａｉｎ（＞９０ｄＢ）．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｄｕｅｔｏｔｈｅａｕｇｍｅｎｔｏｆｓｔａｇｅｓａｎｄｔｈｅｌａｂｅｆａｃｔｉｏｎｏｆｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｏｐａｍｐ，

ｓｔｕｄｙｈｏｗｄｅｓｉｇｎｍｕｌｔｉ—ｓｔａｇｅ

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｅｘｃｅｌｌｅｎｔｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｌｏｗｐｏｗｅｒａｎｄｗｉｄｅｇａｉｎ—ｂａｎｄｗｉｄｔｈ．

Ａ

ｎｏｖｅｌ

ｐｒｏｐｏｓｅｄ

ｓｉｎｇｌｅ

Ｍｉｌｌｅｒ

ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ

ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｉｅｓａｒｅｔｈｅｍｏｓｔｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔａｓｋｏｆｔｈｅｍｕｌｔｉ—ｓｔａｇｅｏｐａｍｐｄｅｓｉｇｎ．ＴｈｅｒｅｈａｖｅｂｅｅｎｎｅｓｔｅｄＭｉｌｌｅｒ

ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ（ＮＭＣ）［１－３

３

ａｎｄｎｅｓｔｅｄＧ。．ＣＣＯｒｎ．

（ＳＭＣ‘４１）ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ

ｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ

ｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｅ．

ｔｏ

Ｒｅｃｅｉｖｅｄ

ｄａｔｅ：２００８－０８－０４

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