運算放大器或者說運放常被看做是模擬電路設計中的“老黃牛”。早在模擬電腦的年代，運放就長別用于模擬電壓的數學運算，也因此得名運算放大器。如今運放主要多用于電壓比較，差異化，積分和求和等。況且，運放電路加以調整后可以實現許多不同功能，但它仍有少量限制，會為你的設計帶來麻煩。
最主要的挑戰(zhàn)就是在大帶寬應用中提高運放的穩(wěn)定性。解決方法就是在頻率響應上補償運放，在運放兩端加入一個頻率補償電路。運放的穩(wěn)定性取決于不同的參數。本文就教大家理解頻率補償在設計中的重要性。
運放的簡單基礎
在我們直接接觸高級運放應用并了解如何使用頻率補償穩(wěn)定運放之前，我們先來了解一下運放的基礎。
運放可以被配置為開環(huán)和閉環(huán)。在開環(huán)中，是沒有反饋電路的。但在閉環(huán)中，放大器需要反饋才可以正常運作。運放可以加入負反饋或者正反饋。如果反饋網絡在運放的正引腳上，就被成為正反饋。反之，接在負引腳上則稱為負反饋。
運放中為何需要頻率補償
我們來看下面的放大器電路。這是一個簡單的負反饋同相運放電路。這種配置方式為單位增益跟隨器。
以上電路在電子設備中很常見。大家都知道，放大器的輸入阻抗非常高，并可以輸出合理量的電流。因此運放可以用低電平信號來驅動產生較高電流。
但驅動負載的最大運放安全輸出電流是多少呢？以上的電路用來驅動純電阻負載已經足夠，但如果我們在輸出端接入一個感性負載，運放就會變得不穩(wěn)定，根據負載的電感量，最糟的情況下，運放甚至會產生振蕩。
我們來探究為何感性負載連接到輸出時運放會變得不穩(wěn)定。以上電路可以以一個簡單公式表示：
Acl=A/ 1+Aβ
Acl是閉環(huán)增益。A是開環(huán)增益。β是反饋系數。這意味著輸出將回到運放的輸入端。因為放大器為單位增益放大器，所以反饋系數為1，因此所有的輸出都完整回到輸入。
至于Aβ的解釋，我們畫一個負反饋放大器來從不同角度解釋。
以上圖片是該等式和負反饋放大器電路的圖片展現形式。這和傳統的負反饋電路相同。他們都是AC輸入至正引腳，而反饋都在負引腳。其中的圓圈是相加點，它有著兩個輸入，一是輸入信號，而是反饋電路來的輸入。 |
