Frequency Compensation Techniques for Low-Power Operational Amplifiers

تکنیک‌های جبران فرکانس برای تقویت‌کننده‌های عملیاتی کم‌مصرف برای طراحان حرفه‌ای تقویت‌کننده‌های یکپارچه، با تأکید بر راه‌حل‌های کم ولتاژ و کم مصرف در نظر گرفته شده است.
این کتاب شکاف بین نیازهای طراح حرفه ای و تکنیک های موجود برای جبران فرکانس را پر می کند. این کار را با توضیح تکنیک‌های موجود و معرفی چندین تکنیک جدید از جمله جبران‌سازی هیبریدی تودرتو میلر، لغو چند مسیری Miller Zero و جبران چند مسیری شرطی پایدار انجام می‌دهد. تمام تکنیک‌های جبران‌سازی به ترتیبی مبتنی بر شماره مرحله انجام می‌شوند و از یک ترانزیستور به مدارهایی با شش مرحله یا بیشتر می‌روند. جدا از بحث در مورد مبانی ریاضی روش‌های جبران، این کتاب اطلاعات واقعی مورد نیاز برای تمرین طراحی تقویت‌کننده‌های بازخورد یکپارچه و نمونه‌های کار شده بسیاری را در اختیار خواننده قرار می‌دهد. علاوه بر این، بسیاری از تقویت‌کننده‌های عملیاتی دوقطبی و CMOS، همراه با نتایج اندازه‌گیری آن‌ها، اثربخشی تکنیک‌های جبران را در مدارهای واقعی ثابت می‌کنند.
متن بر تقویت‌کننده‌های یکپارچه کم ولتاژ و کم مصرف تمرکز دارد. بسیاری از مدارهای دوقطبی ارائه شده در ولتاژهای تغذیه کمتر از 1 ولت کار می کنند، در حالی که چندین تقویت کننده CMOS که درست کمی بالاتر از این ولتاژ کار می کنند نشان داده شده است. کمترین مصرف انرژی اندازه گیری شده برای opAmp کلاس AB CMOS با بهره 120 دسی بل به 17 مگاوات می رسد. با وجود این توجه به ولتاژ پایین و توان کم، استراتژی های جبران فرکانس ارائه شده به طور جهانی قابل اجرا هستند. رویکرد اساسی دنبال شده منجر به استراتژی‌های جبران کارآمدی می‌شود که به خوبی در برابر تغییرات پارامتر ذاتی در ساخت انبوه مدارهای مجتمع محافظت می‌شوند.
خواندن این کتاب برای تمرین مهندسان طراحی آنالوگ و محققان در این زمینه ضروری است. همچنین به عنوان متنی برای دوره های پیشرفته در این زمینه مناسب است.

Frequency Compensation Techniques for Low-Power OperationalAmplifiers is intended for professional designers of integrated amplifiers, emphasizing low-voltage and low-power solutions.
The book bridges the gap between the professional designer's needs and available techniques for frequency compensation. It does so by explaining existing techniques and introducing several new techniques including Hybrid Nested Miller compensation, Multipath Miller Zero cancellation and Multipath Conditionally Stable compensation. All compensation techniques are treated in a stage-number-based order, progressing from a single transistor to circuits with six stages and more. Apart from discussing the mathematical basis of the compensation methods, the book provides the reader with the factual information that is required for practicing the design of integrated feedback amplifiers and many worked out examples. What is more, many bipolar and CMOS operational amplifier realizations, along with their measurement results, prove the effectiveness of the compensation techniques in real-life circuits.
The text focuses on low-voltage, low-power integrated amplifiers. Many of the presented bipolar circuits operate at supply voltages down to 1V, while several CMOS amplifiers that function correctly just slightly above this voltage are demonstrated. The lowest measured power consumption amounts to 17muW for a class AB CMOS opAmp with 120dB gain. Despite this attention to low voltage and low power, the frequency compensation strategies provided are universally applicable. The fundamental approach followed leads to efficient compensation strategies that are well guarded against the parameter variations inherent to the mass-fabrication of integrated circuits.
The book is essential reading for practicing analog design engineers and researchers in the field. It is also suitable as a text for an advanced course on the subject.