Pole-Splitting

[Johannes B. (jopi)]

Hallo,

ich entwerfe aktuell einen OPV.
Nachdem ich den Amplituden- und Phasengang mit LTspice aufgenommen habe, 
möchte ich ein "pole-splitting" durchführen. Somit soll die Stabilität 
des Verstärkers verbessert werden. Mit dem Vorgehen vom "Tietze-Schenk" 
erziele ich aktuell noch keine Erfolge.
Die Transitfrequenz bleibt trotz verändertem Kompensationskondensator 
bei ca. 100MHz. Theoretisch möchte ich die Transitfrequenz aber 
verschieben.
Hat jemand so etwas schon einmal durchgeführt und kann Tipps geeben?
Vielen Dank!

[ArnoR (Gast)]

Johannes B. schrieb:
> Hat jemand so etwas schon einmal durchgeführt und kann Tipps geeben?

Wie soll man den ohne die Schaltung Tipps geben? Was man tun kann hängt 
von der konkreten Schaltung ab. Ich kann nur sagen, daß deine Bastelei 
mit den Nullstellen und zu vielen Polen schon mal keine gute 
Ausgangslage ist.

[Johannes B. (jopi)]

> Wie soll man den ohne die Schaltung Tipps geben? Was man tun kann hängt
> von der konkreten Schaltung ab. Ich kann nur sagen, daß deine Bastelei
> mit den Nullstellen und zu vielen Polen schon mal keine gute
> Ausgangslage ist.

Das stimmt. Was heißt Bastelei...ist fürs Studium.
In Der Praxis müssen die Hersteller ja ihre Baugruppen auch 
dimensioneren?

[ArnoR (Gast)]

Hast du denn den Cc mal an Gate/Drain des M5 angeschlossen? 1pF finde 
ich auch unverhältnismäßig wenig, kenne aber die Mosfets nicht.

Der erste Pol sollte an M2/M4 durch die Millerkapazität des M5 entstehen 
und der zweite Pol an Drain M5/M6. Später dann der Stromspiegel M3/M4 
und der Diff M1/M2. Ist das so?

[Johannes B. (jopi)]

Ja, habe ich gemacht. Ich habe zwar die Korrekturkapaziät so klein 
berechnet, jedoch auch mal mit 500pF simuliert. Bei den beiden Fällen 
ändert sich meine Phasenreserve bei Transitfrequenz nicht, das wundert 
mich. Wahrscheinlich habe ich einen Denkfehler dabei.

Der Differenzverstärker macht den ersten Pol. Die anderen kann ich auch 
noch nicht exakt zuordnen.

Prinzipiell möchte ich mit Cc + Millerkapazität meinen dominanten 
Tiefpass 1. Ordnung schaffen, um die Stabilität zu verbessern.

[ArnoR (Gast)]

Johannes B. schrieb:
> Der Differenzverstärker macht den ersten Pol.

Das kann nicht sein. Der Punkt Drains M2/M4 ist hochohmig und wird mit 
der Millerkapazität von M5 belastet. Da entsteht der erste Pol. Das ist 
aber nicht der Pol des Diff, sein Pol ist die abfallende Steilheit.

Die 500pF machen wohl eine Überbrückung der VAS M5, deswegen fällt die 
Verstärkung nicht weiter (kann ja auch nur bis 1 fallen) und die Phase 
geht zurück.

[Johannes B. (jopi)]

> Die 500pF machen wohl eine Überbrückung der VAS M5, deswegen fällt die
> Verstärkung nicht weiter (kann ja auch nur bis 1 fallen) und die Phase
> geht zurück.

Alles klar.
Haben Sie eine Idee, wie ich vorgehen kann?
Eventuell einen dominierenden Pol am Ausgang als "Last" (RC-Tiefpass)?

[udok (Gast)]

Johannes B. schrieb:
> Das stimmt. Was heißt Bastelei...ist fürs Studium.
> In Der Praxis müssen die Hersteller ja ihre Baugruppen auch
> dimensioneren?

Nimm Kleinsignal Mosfet Modelle, oder besser bipolare Transistoren.
Die AO3414/15 sind Schaltmosfet für mehrere Ampere mit über 1nF 
Eingangskapazität...
Muss man denn heute keine Datenblätter mehr lesen?

(Off Topic: Besser als LTSpice wäre Bleistift und Papier,
da geht das Simulieren nicht so schnell, und du hast noch mehr Zeit zum 
Nachdenken)

Pole Splitting funktioniert nur wenn genug Gain da ist.  Bau eine 
Kaskode
in den Eingangsverstärker ein.

Vergiss die AC Simulation, die ist ohne genaue Modelle UND passendem 
Arbeitspunkt Wahrsagerei.

gutes Gelingen,
Udo

[Johannes B. (jopi)]

> (Off Topic: Besser als LTSpice wäre Bleistift und Papier,
> da geht das Simulieren nicht so schnell, und du hast noch mehr Zeit zum
> Nachdenken)

Also jeden Part einzeln berechnen? Eingangsstufe, Verstärker, und 
Ausgngsstufe?
Mit den ESB der MOSFETS´s dann die Grenzfrequenzen ermitteln?

Danke.

[my2ct (Gast)]

Johannes B. schrieb:
> ich entwerfe aktuell einen OPV

Operationsverstärker gibt es hunderte von diversen 
Halbleiterherstellern. Da gibt es alles mögliche und es sollte auch für 
dich etwas dabei sein. Um selber einen OPV entwerfen zu müssen, solltest 
du schon sehr besondere Gründe haben.

[udok (Gast)]

Johannes B. schrieb:
> Also jeden Part einzeln berechnen? Eingangsstufe, Verstärker, und
> Ausgngsstufe?
> Mit den ESB der MOSFETS´s dann die Grenzfrequenzen ermitteln?

Ja, wie denn sonst?

Als Leitfaden die Pole-Splitting Berechnung für den 741 (aus Gray 4th 
Edition), die kannst du 1:1 auf deine mittlere Stufe übernehmen.
Ist keine große Sache.

Gruss,
Udo

[Johannes B. (jopi)]

> Ja, wie denn sonst?

Ich kenne derzeit auch keine andere Methode...:)

Ich versuche mal mein Glück...
Vielen Dank