La simulación muestra que mi amplificador operacional tiene una ganancia para un espectro de frecuencia infinito

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Yo (no podría) diseñé un amplificador operacional e hice la simulación de CA en LtSpice y vi que algo me molesta de la siguiente manera:

yaquíestáelesquema,unaestructuradeamplificadoroperacionalbastantebásica:

Como puede ver, al menos 10 dB de ganancia se ven a través del dominio de frecuencia (¡simulé hasta 100 GHz, igual!). ¿Cómo es esto posible? Aunque no pude diseñar el amplificador operacional bien, ¿no es esto imposible?

Yo uso estas directivas como se ve en el esquema:

.MODEL TestP PMOS (KP = 60u VT0 = -0.5 LAMBDA = 0.01) .MODEL TestN NMOS (KP = 120u VT0 = 0.5 LAMBDA = 0.01)

Y lo he probado, funciona bien. Pero no entiendo por qué estoy obteniendo un resultado como este. Es la primera vez para mí. Entonces, ¿puedes sugerir algo para solucionar este problema? Gracias.

    
pregunta Alper91

2 respuestas

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El modelo es demasiado simple. Más específicamente, los modelos MOSFET son demasiado simples. Los modelos de especias como estos no tienen ningún límite de ancho de banda incorporado (¿cómo podrían hacerlo?), A menos que los agregue. Los FET más realistas tendrán valores definidos para CGD0 y CGS0. Con aquellos en su lugar, encontrará postes de alta frecuencia para reducir la ganancia.

Pero, puedes aprender mucho con modelos simples como este. Incluso los modelos que son demasiado simples. Te permite ver los efectos de una sola cosa de forma aislada.

En este caso, hay una parte para limitar el ancho de banda, C1, el capacitor Miller. Entonces, pueden ver, de forma aislada, cómo funcionan los comentarios de Miller. La retroalimentación de Miller es el método más común para compensar un OpAmp.

Mirando el diagrama de Bode, puede ver el polo de baja frecuencia proporcionado por la retroalimentación de Miller. Pero, a aproximadamente 5 MHz, también ve un cero, lo que hace que la ganancia se aplane. Es un tipo especial de cero. ¿Qué tipo de cero causa pérdida de fase?

De todos modos, los simples comentarios de Miller como este son, siempre proporcionan un polo de baja frecuencia y ese cero de acción graciosa que hace que la OpAmp pierda la fase.

    
respondido por el gsills
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He utilizado Qucs para simular su circuito y aquí la ganancia sigue disminuyendo para frecuencias muy altas. Entonces, la pregunta era: ¿qué puede ser diferente al modelo utilizado por LTspice?

Resulta que Qucs calcula automáticamente una capacitancia de compuerta a partir de la longitud y el ancho de canal especificados, así como el espesor del óxido de compuerta. Si configuro la longitud y el ancho en 1 nm no realista, la capacitancia de la puerta sería muy baja. Después de simular de nuevo el circuito, la ganancia cae solo a 10 dB y luego se mantiene allí para frecuencias altas.

Por cierto, debe haber otra diferencia porque obtuve un voltaje de CC de alrededor de 0.2V en la salida, que es diferente a la VDD / 2 publicada en los comentarios.

    
respondido por el Martin Zabel

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