摘要：本文介绍了两种应用于驱动大电容负载的高速放大器的补偿枝术，即环外补偿和环内补偿，并举例说明了其优缺点。 关键词：电容负载；高速放大器；环外补偿；环内补偿
引言
当一个未经正确补偿的运算放大器被用来驱动大电容负载时，便会出现振荡及峰化。出现这种情况的另外一个原因则是较低的带宽和输出压摆率。影响运算放大器驱动能力的因素主要包括运算放大器的内部体系结构和闭环增益及输出电容器负载。
针对运用高速放大器驱动大电容器负载电路，本文将借助两个例子来探究两种普遍应用于这方面的补偿技术，分别为环外补偿及环内补偿，以下将进行逐一详解。
环外补偿技术
放大器的输出阻抗可被看成一个在较高频率下的电感，当它与负载电容(CL)一起工作时，会在放大器输出产生振荡或锋化。为了对这一效应作出补偿，需要在放大器的输出和负载电容之间串联一个隔离电阻器(RISO)，这就是环外补偿方法。这种技术同样适用于电压反馈和电流反馈放大器，而且不论是反向或非反向配置均适用。但在选择串联隔离电阻的阻值时，可确保稳定性的最小阻值会因个别器件而有所不同，而数据表通常都会提供这些数据。这种补偿方法有一系列缺点，如带宽、压摆率和电压摆幅等方面的损耗。对于一个驱动ADC输入的高速放大器来说，由于ADC的输入经常出现电容，放大器的建立时间及带宽会被降级。因此，放大器必须维持其建立时间和带宽性能，以使数据表中所推荐的串联隔离电阻能优化运算放大器的响应。
图1所示为一个采用LMH6611作为电压跟随器的环外补偿技术的例子。图中的LMH6611是一个345MHz的轨对轨输出电压反馈放大器，其压摆率和建立时间分别为460V／μs和100ns(0.01％)。图2所示为LMH6611在不同的RISO下驱动100pF负载电容时的小信号频率响应。从图中可看到，当RISO的最低限度阻值等于10Ω时，带宽和峰化便会增加，而当RISO等于30Ω时，带宽便会显著下降。
环内补偿技术
与环外补偿技术不同，环内补偿技术只适用于电压反馈放大器。这是由于反馈电容(CF)的积分连接并不能在电流反馈放大器中实现。
当驱动一个大电容负载时，隔离电阻(RISO)应以串联方式放置在运算放大器的输出和电容负载之间，以提供隔离并避免振荡。同时，一个小数值的电容器(CF)被安置在运算放大器的输出和反向输入之间，如图3所示。该电容器在较高的频率下会变成主要的AC反馈路径。这些元件的安排可允许驱动大电容的负载，同时可维持环路的稳定性。 表1所示为补偿电路于不同负载电容(CL)、串联电阻(RISO)和反馈电容器(CF)下的阶跃响应，其中增益为+2(RF=RG=604Ω)，而RL=2KΩ。
如图4所示，运算放大器所驱动的电容负载越大，带宽便会越低。因此，即使运算放大器可驱动高至1000pF的电容负载，其带宽则将下跌。
结语
通过这两种普遍的电容负载驱动技术，本文已明确指出在运算放大器的输出和电容负载之间加入串联隔离电阻可有助提供隔离和避免出现振荡，从而使运算放大器得以稳定运行。采用这两种补偿技术实现的高速放大器电路，在驱动大电容负载时均不会损失带宽或压摆率。此外，环外及环内补偿技术的优点还可为用户带来多方面的好处。