談?wù)劽桌昭a償兩級放大器的由來

本來想寫一點針對設(shè)計采用米勒補償兩級放大器的總結(jié)，比如在最小化功耗的條件下，在最大化增益的條件下，甚至是最小化面積的條件下，遇到的問題和各種tradeoff，但是發(fā)現(xiàn)整理起來內(nèi)容比較多又有點無從下手，所以先從它的由來開始吧。

我們知道，采用米勒補償后的兩級放大器相較于普通的兩級放大器可以明顯改善它的UGF和PM，從而使放大器可以工作在更寬的頻率范圍，同時穩(wěn)定性也更好。

簡單來說，可以通過對比它倆的傳輸函數(shù)Figure 1和Figure 2看出來，采用米勒補償之后系統(tǒng)的兩個極點一個向低頻移動，另一個向高頻移動，讓高頻極點移動到UGF之后。

Figure 1

Figure 2

（Figure 2的傳輸函數(shù)是在Gm2*Ro2>>1, CL>>C1和Cm，Rm<

但是可以看到，同時也引入了一個右半平面的零點，它的作用類似于一個左半平面的極點，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性是不利的。

所以，可以采取的方法之一可以是增加Gm2，這樣一來不僅UGF增加了，所需的補償電容Cm也減小了，從而引入的零點還能移動到更高頻率的位置以此來減小對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，但是tradeoff就是要么功耗增大，要么W增大，從而可能帶來一些偏置電壓偏移和寄生電容的問題。

可以采取的另一種方法是引入一個電阻，目的是把這個零點去掉，或者變成左半平面的零點，這樣對穩(wěn)定性還反而起到了提高的作用。

Figure 3

只要Rm大于1/Gm2就可以了，比較常見的做法是放于頻率略微高于第二個極點的位置，至于具體的參數(shù)，這也需要在功耗和面積之間做一個小小的tradeoff。

最后補充一點的是，還有一種補償方法叫主極點補償，當(dāng)負(fù)載端的電容增大之后，第一個極點的頻率也相應(yīng)減小了，并且第二個極點的位置保持不變，目的是讓UGF處于兩個極點之間，這樣一來PM也就大大的增加了。

但是帶來的問題一個是UGF會變得很小，也就是可以正常工作的帶寬變窄了，另一個是增加的電容會帶來相當(dāng)大面積的增加，也會帶來很大的耦合噪聲，以及降低瞬態(tài)響應(yīng)。