误差放大器
我们知道,反馈,放大和补偿,最关键的就是误差放大器,而误差放大器有以下两种:
1、普通放大器
2、跨导放大器
正是因为这两种误差放大器器的不同,所以才导致补偿电路的位置不同。
普通放大器
如下图,是普通的放大器做的放大和补偿:
因为电源系统线性化的条件,就有要求是交流小信号,我们只考虑小信号的话,根据放大器的虚短和虚短,就可以求得传递函数。
过程如下:
这个式子能看出什么?
1、分压电阻只有上面那个对环路有影响。
实际电路中,Z2和Rb一般是分压网络的上下两个电阻,可以看到,下面那个电阻Rb对于传递函数没有影响,也就是说它不影响环路稳定性。当然前提条件是误差放大器是普通放大器。
2、实际电路中的Z1
上面的框图用Z1符号,其实Z1可以由多个器件构成,而我们通常说的三种补偿电路,其实就是Z1的不同。
计算方法如下:
主极点补偿:Z1=Zc1
极零点补偿:Z1=Zr2+Zc1
双极点单零点补偿:Z1=Zc2//(Zr2+Zc1)
跨导放大器
普通放大器我们经常用,所以理解起来相对容易,跨导放大器比较陌生一点,但是其实也非常简单。
我们先来看下它的定义:
跨导放大器(operational transconductance amplifier, OTA)是一种将输入差分电压转换为输出电流的放大器,因而它是一种电压控制电流源(VCCS)。跨导放大器通常会有一个额外的电流输入端,用以控制放大器的跨导。高阻的差分输入级、可配合负反馈回路进行工作的特性,使得跨导放大器类似于常规运算放大器。
可以看到,跨导放大器最大的特点,就是输入是电压,输出是电流。另外,跨导放大器通常有额外的电流输入端,用以控制放大器的跨导gm。
跨导放大器的输入输出表达式如下:
很明显,跨导gm的单位是电流除以电压,也就是A/V,或者是uA/V。其实也有很多其它的单位,比如西门子S,mho,都是一个意思。从量纲上看,A/V=电流/电压=1/电阻Ω=导纳,导纳的单位就是西门子S。
不同厂家的手册,可能会用不同的单位符号表示。如果大家有注意的话,一些BUCK的手册会把gm这个参数给出来。
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