CMOS模拟集成电路中的密勒补偿基本知识详解

一.基本概念

1.密勒近似

2.零点产生机制

3.共源共栅极点

4.主极点近似

5.零值时间常数法

6.单极OTA贡献一个低频极点

二.密勒补偿

可认为单级OTA具有一个低频极点，则多级OTA级联时，随着级数增加，低频极点个数增加。两级或者多级OTA应用在反馈系统中时，因为一个左半平面极点贡献-90°相移，多个极点可以使得负反馈变为正反馈，因此需要考虑环路稳定性。即使在两级OTA只有两个低频极点而不会有正反馈振荡的情况下，如果相位裕度太小(两极点距离太近)，在瞬态单位阶跃输入情况下，输出也会有振铃，稳定需要较长时间。因此也是需要保持一个合适的相位裕度，比如大于60°。

两级结构，可以通过降低一低频极点频率的方式增大相位裕度，但这使得开环-3dB带宽降低，进而闭环带宽也降低，降低了整个闭环的速度。也可以使用比较小的反馈系数，此时环路增益降低，但极点位置不变，因此相位裕度变大，此方式不可使用大的反馈系数限制了应用。

右半平面零点消除

右半平面零点使相移-90°，恶化了相位裕度。有三个方法降低或消除该右半平面零点对频率响应的影响。

①调零电阻

②SF+密勒补偿

输出端接源随器后再接密勒补偿电容，SF阻断了输入到输出的前馈通路。

③密勒补偿+共栅级

④cascode密勒补偿