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うひょひょ

オペアンプ OPAMPの位相補償 極分離例

ライター:mpcsp079さん(最終更新日時:2016/4/16)投稿日:2013/5/21    
    

 

    


       図1 OP AMPの位相位相補償部分

 

   図1のアンプで、極分離の様子を見てみました。アンプとして2つポールを持つものをやりたかったんですが、結果が3次になってしまい、解の公式がめんどくさいのでアンプは1次としました。

 

  Z1はアンプ入力インピーダンスでR、Z2は1/sCcである。これからiからvoまでの伝達特性を考える。

 

ve=i*Z1*Z2/(Z1+Z2) + vo*Z1/(Z1+Z2)

vo=-ve*B

 

 *********************

上のはじめの式は重ねの理で計算した。つまり

①vo=0 でvo点をGNDにショートし、 i のみ存在するときのveの値と、

②i=0でvoのみ存在する場合のveの値を

合計したものである。

 *********************

 

これらよりveを消去すると、

-vo/B=i*Z1*Z2/(Z1+Z2) + vo*Z1/(Z1+Z2)

 

-vo*(1/B+Z!/(Z1+Z2))=i*Z1*Z2/(Z1+Z2) 

vo=-i*Z1*Z2*B/(Z1+Z2+Z1*B)

=-i*(Z1*Z2/(Z1+Z2))*(B/(1+B*Z1/(Z1+Z2))      (1)

 

ここで、

 

B=c/((s+a)

とする。ポールは

p1=-a

 

である。(1)式より、

  

                                             (2)

(2)式のポールを考える。分母を展開すると、

 

s+s^2*Cc*R + a + sCc*R*a + sCc*c*R

=s^2*Cc*R +s(1 + Cc*R*a + Cc*c*R) + a

 

2次方程式の解の公式より、根p2、p3は、

 

   

                                               (3)

となる。 

 √(a+⊿b)≒√(a)+(1/(2√(a)))*⊿b

によりCc-->0のときの極限を求めると、

 

Cc-->0において、

p1,p2は -a , -1/(Cc*R) に近づく。

 

Cc-->大 で、

p1,p2は 0 、 -a-c  に近づく。

 

Ccの最低値はBJTのコレクターベース間容量Cobであるから、Ccを0にしても上の式ではCcとしてこの値を最低値としなければならない。

つまり、Ccを大きくすることで、これがないときのポール

 

-a , -1/(Cob*R) 

 

0 、 -a-c 

 

を極限として移動させることができる。