今天我們來學習電容對運放穩(wěn)定性的影響，這是最后一部分內(nèi)容，之后還有兩次總結和回顧就結束了運放提高課的全部內(nèi)容，感覺還有點意猶未盡。下面我們先來看一下輸出電容對穩(wěn)定性影響，上節(jié)課提到，當運放接成跟隨器的形式的時候，其相應的相角裕度將會比較小，穩(wěn)定性比較差，如果輸出端再接一個100pF或50pF的電容將會使運放的穩(wěn)定性變差，由于運放內(nèi)部是由三級構成，輸入級、放大級和驅(qū)動級，這里每一級的輸出都會經(jīng)電阻和電容的并聯(lián)接地，根據(jù)第二十集的內(nèi)容我們知道，電阻和電容的并聯(lián)會產(chǎn)生一個極點，所以輸入級、放大級和驅(qū)動級的電阻和電容都會引入一個極點，其中放大級極點為低頻極點，輸入級極點為高頻極點，驅(qū)動級極點介于兩者之間，而運放輸出端再接一個電容時，就會使得驅(qū)動級極點頻率降低，從而使得相角提前到達-180度，使得相角裕度變小，從而使得穩(wěn)定性變差。

而相應的解決辦法有兩種，一是通過與輸出電容并聯(lián)一個電阻來解決，通過并聯(lián)電阻使得驅(qū)動級極點頻率增加，但是這里有一個問題，并聯(lián)電阻將成為負載要分得一部分電流。另一種方法，如下圖所示，輸出經(jīng)過電阻再經(jīng)電容接地，這同樣會帶來問題，會有電流流過該電阻使得電阻將分得一部分電壓使得運放輸出端和電容電壓不同，需要電阻的阻值很小。

至于為什么串聯(lián)電阻會解決該問題，這要回到我們之前學過的內(nèi)容，它雖然沒有改變該極點，但是它又引入了一個零點，從而會抵消該極點的作用，使得相位在沒有到達-180度之前再回到-90度。

接下來再看一下輸入級電容對運放穩(wěn)定性的影響，下圖為同相放大器，并在反相輸入端經(jīng)電容接地。

再對反饋環(huán)節(jié)進行分析，得到其反饋環(huán)節(jié)為一階系統(tǒng)，之前提到過，運放可以等效為理想一階系統(tǒng)，這樣整個系統(tǒng)就為二階系統(tǒng)，二階系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差，由于電容的引入，將會使得系統(tǒng)穩(wěn)定性變差，當R2很大時，此極點頻率將比較低，這樣對穩(wěn)定性影響比較大，當有時需要將該電路接成跟隨器的形式的時候，往往在PCB板上只焊上R2，而不焊上R1，這樣只要R2足夠大，不需要很大的C1就會產(chǎn)生一個頻率比較低的極點，而且有的時候板子上可能并沒有這個電容，只是由于R2的一端距離反相輸入端比較遠，走線和平面上的鋪銅間會有寄生電容的存在，這個電容和大的R2進行組合，也會給環(huán)路的穩(wěn)定性帶來不好的影響，改善方法為，第一種可以通過降低反饋電阻，這樣該極點的頻率不至于過低，

第二種是在R2端通過合理并聯(lián)電容使得反饋環(huán)節(jié)不為一階系統(tǒng)，這樣就抵消了輸入電容的影響。

再回顧一下上集的穩(wěn)定性判據(jù)，相位裕度為環(huán)路增益為1時的相位再加上180度，當然，1/B越大，環(huán)路穩(wěn)定性越好，當然最差情況是接成跟隨器的形式。運放為了能夠等效為理想一階系統(tǒng)，它是利用電容在內(nèi)部對其進行補償，使得主極點頻率比較低，而次極點在0dB之外，但也使帶寬減小。所以，對于某些運放來說，datasheet中會規(guī)定在大于某個增益環(huán)路才是穩(wěn)定的。再來說一下比較器，從根本上來說，其結構與運放有區(qū)別，比較器通常不需要電容在內(nèi)部進行補償，這樣它的主極點可以在頻率比較高的地方，使帶寬增加，比較器通常用于開環(huán)狀態(tài)，比較器相對于運放來說，帶寬更大，速度更快，運放其實也可以當做比較器來用，只要其速度足夠快，而比較器往往不能當做運放來用，當然如果接成跟隨器的形式，往往是不穩(wěn)定的，但是當接成一定放大倍數(shù)的時候就要再具體分析了。