ZHDA008 December   2025 OPA187 , OPA192 , OPA202 , OPA320

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
    1. 1.1 解释不稳定性的简单类比
    2. 1.2 可能存在稳定性问题的电路
    3. 1.3 基于数据表图的简单稳定性校正
    4. 1.4 实验室工具及测量简介
  5. 2运算放大器的稳定性理论
    1. 2.1 极点及零点
    2. 2.2 运算放大器型号稳定性验证的要求
    3. 2.3 基于控制环路型号的稳定性定义
    4. 2.4 基于 AOL 及 1/β 绘制环路增益图形
    5. 2.5 闭合稳定性测试速率
    6. 2.6 间接（无创）稳定性测试
  6. 3开环稳定性测试仿真
    1. 3.1 以错误的方式断开循环
    2. 3.2 使用 LC 测试电路来断开环路
    3. 3.3 差分环路断路测试
  7. 4电容负载的稳定性校正
    1. 4.1 隔离电阻器 (RISO) 方法
    2. 4.2 双反馈方法
      1. 4.2.1 RISO 具有 RL 的双反馈
      2. 4.2.2 采用 RFX 方法的双反馈
    3. 4.3 用于补偿功率放大器及基准驱动的缓冲器电路
    4. 4.4 用于稳定性补偿的噪声增益
    5. 4.5 反馈电容器 (CF) 电容负载补偿
  8. 5反相节点上电容的稳定性校正
    1. 5.1 由于 1/β 内为零造成的输入电容不稳定性
    2. 5.2 反馈电容器可以解决反相节点上电容的稳定性问题
    3. 5.3 最小、平衡及最大反馈电容
    4. 5.4 互阻抗案例
  9. 6复杂开环及闭环输出阻抗
    1. 6.1 将开环输出阻抗转换成闭环输出阻抗
    2. 6.2 开环及闭环型号测试
    3. 6.3 由于复数输出阻抗的谐振而导致不稳定
    4. 6.4 内部运算放大器拓扑对输出阻抗及频率间的影响
    5. 6.5 影响输出阻抗的其他因素
  10. 7AOL 对稳定性的影响
    1. 7.1 AOL 次级极点及零点
    2. 7.2 对 AOL 次级极点与零点以及输入电容进行建模
    3. 7.3 解补偿运算放大器及稳定性
    4. 7.4 闭环增益对稳定性的影响
  11. 8稳定性分析中的常见问题
  12. 9参考资料

1.2 可能存在稳定性问题的电路

分析及补偿稳定性问题是模拟系统设计人员颇具挑战性的学科之一。虽然深入了解稳定性主题需要时间和精力，但通过简单的电路检查来发现潜在的稳定性问题相对容易。对于不熟悉稳定性分析的工程师，确定问题是重要的第一步。幸运的是，本文档可以帮助新工程师补偿放大器来解决稳定性问题，并且有许多其他资源可提供支持和帮助来解决这些类型的问题（例如，德州仪器 (TI) E2E™ 社区）。

图 1-3 至图 1-5 示出了由于运算放大器输出端的负载电容 (CL) 而导致稳定性问题的电路示例。由于内部开环输出电阻 ROCL 所添加的 RC 时间常数导致的延迟，该负载电容会在反馈信号中产生延迟。图 1-3 显示了一个常见应用，其中运算放大器用于缓冲驱动模数转换器的电压基准。此应用中的问题是输出电容器 C3 和 C4 直接连接到放大器输出，这通常会导致稳定性问题。图 1-4 显示了一条驱动长电缆的运算放大器电路。电缆的每单位长度可能具有很大的电容，通常会引入稳定性问题。图 1-5 示出了驱动功率 MOSFET 的运算放大器。这是一个常见的应用，因为功率 MOSFET 的栅极电容可能很大。在每种情况下，问题在于连接到运算放大器输出端的电容过大。针对此类问题的常见校正方法是在运算放大器输出端及负载电容之间使用隔离电阻器。本文档的后面部分将介绍选择该电阻器的方法（请参阅隔离电阻器 (RISO) 方法）。

OPA187 OPA202 OPA320 OPA192 基准缓冲器电容负载问题图 1-3 基准缓冲器电容负载问题
OPA187 OPA202 OPA320 OPA192 电缆驱动电容负载问题图 1-4 电缆驱动电容负载问题
OPA187 OPA202 OPA320 OPA192 MOSFET 栅极驱动电容负载问题图 1-5 MOSFET 栅极驱动电容负载问题

图 1-6 至图 1-8 示出了由于运算放大器反相节点上的电容或大反馈电阻器而导致稳定性问题的电路示例。导致不稳定的反馈延迟来自 RFCIN 的 RC 时间常数。图 1-6 示出了一个光电二极管互阻抗放大器。光电二极管可能具有很大的寄生电容，这些电路通常使用大型反馈电阻器来实现高互阻抗增益。与互阻抗电路类似，输入保护二极管可以具有高电容（请参阅图 1-7）。此外，低功耗电路通常使用大反馈电阻器来更大限度地降低功耗。在这种情况下，即使输入电容相对较低，较大的反馈元件也会导致不稳定（请参阅图 1-8）。与反相节点上电容相关的稳定性问题可通过添加反馈电容器进行纠正。本文档的后面部分将介绍选择该电容器背后的详细信息（请参阅反相节点上电容的稳定性校正）。

OPA187 OPA202 OPA320 OPA192 光电二极管互阻抗放大器向反相节点添加电容图 1-6 光电二极管互阻抗放大器向反相节点添加电容
OPA187 OPA202 OPA320 OPA192 输入保护二极管会向反相节点添加电容图 1-7 输入保护二极管会向反相节点添加电容
OPA187 OPA202 OPA320 OPA192 反馈较大的低功耗电路，受反相节点上电容的影响图 1-8 反馈较大的低功耗电路，受反相节点上电容的影响