La compensación de frecuencia se agrega a los opamps para hacerlos 'unidad de ganancia estable'.
Los amplificadores compensados lentos (micro-potencia) pueden tener un GBW de 50 kHz. Los de compensación rápida están disponibles con GBW > 1GHz. Por lo tanto, el hecho de que se compense no se relaciona directamente con las opciones de velocidad.
Como tantas personas utilizan opamps como seguidores de voltaje, o en otros circuitos con ganancia baja o unitaria (integradores, detectores de picos), los fabricantes nos hacen el servicio de hacer que la mayoría de los opamps estén disponibles de forma estable si simplemente conecta la salida. De vuelta a la entrada -ve, por lo que son fáciles de usar sin hacer cálculos de estabilidad. Hay tantos opamps disponibles en este formulario, y muchos tipos solo disponibles en este formulario, que pocos usuarios se dan cuenta de que esta es una opción.
La compensación de frecuencia 'a prueba de bombas' que se agrega a los opamps se llama 'compensación de polo dominante', una constante de tiempo (para citar erróneamente a El Señor de los Anillos) para gobernarlos a todos. Esto les da una ganancia que cae a 6dB por octava, y por lo tanto un cambio de fase de 90 grados, hasta la ganancia de unidad abajo , antes de que otros polos empiecen a morder y aumente el cambio de fase. Por lo tanto, casi nada que el usuario pueda hacer accidentalmente al hacer un amplificador hará que oscilen (aún así puede hacer un oscilador deliberadamente si lo desea).
Esto le da a un amplificador compensado un producto GBW bien definido, con ancho de banda de ganancia. Si la ganancia cruza la unidad a 10MHz, entonces puede obtener una ganancia de 10 a 1MHz, una ganancia de 100 a 100kHz, etc.
Si se construye con un diseño 'natural', cualquier amplificador de ganancia alta de múltiples etapas dado tendrá una ganancia que desciende más rápido que 6dB por octava antes de cruzar la ganancia unitaria. A medida que los diversos dispositivos en él 'se quedan sin vapor' a alta frecuencia, cada uno contribuirá con su propio polo, y el cambio de fase de los varios polos aumentará más allá de los 180 grados, mientras que todavía hay una ganancia significativa. Este amplificador no es estable en ganancia unitaria y oscilará si está conectado como seguidor.
La compensación de un amplificador con un solo polo dominante restringe la ganancia y, por lo tanto, la velocidad de cualquier amplificador dado. Algunos amplificadores están disponibles sin compensación, para los usuarios que entienden las limitaciones de estabilidad y tienen la habilidad para trabajar con ellos. En general, se requiere una ganancia superior a la unidad para usar dicho amplificador.
Dados dos amplificadores en diferentes tecnologías, uno de ganancia de unidad rápida estable, y uno sin compensación más lento, el último puede hacer una ganancia de 10 amplificadores en el mismo ancho de banda con menos potencia que el anterior.
Dados dos amplificadores en la misma tecnología con diferentes grados de compensación, el no compensado tendrá una mayor velocidad de giro y más ganancia a altas frecuencias.
Consulte esta familia de opamps de alta velocidad que son idénticos excepto por su compensación interna por diferentes ganancias mínimas.