Op Amps for Everyone - The Repeater Builder's Technical ...
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Contents<br />
5.4 Bode Analysis of Feedback Circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-7<br />
5.5 Loop Gain Plots are the Key to Understanding Stability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-12<br />
5.6 <strong>The</strong> Second Order Equation and Ringing/Overshoot Predictions . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-15<br />
5.7 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-16<br />
6 Development of the Non Ideal <strong>Op</strong> Amp Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-1<br />
6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-1<br />
6.2 Review of the Canonical Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-2<br />
6.3 Noninverting <strong>Op</strong> <strong>Amps</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-5<br />
6.4 Inverting <strong>Op</strong> <strong>Amps</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-6<br />
6.5 Differential <strong>Op</strong> <strong>Amps</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-8<br />
7 Voltage-Feedback <strong>Op</strong> Amp Compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-1<br />
7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-1<br />
7.2 Internal Compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-2<br />
7.3 External Compensation, Stability, and Per<strong>for</strong>mance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-8<br />
7.4 Dominant-Pole Compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-9<br />
7.5 Gain Compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-12<br />
7.6 Lead Compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-13<br />
7.7 Compensated Attenuator Applied to <strong>Op</strong> Amp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-16<br />
7.8 Lead-Lag Compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-18<br />
7.9 Comparison of Compensation Schemes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-20<br />
7.10 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-21<br />
8 Current-Feedback <strong>Op</strong> Amp Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-1<br />
8.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-1<br />
8.2 CFA Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-1<br />
8.3 Development of the Stability Equation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-2<br />
8.4 <strong>The</strong> Noninverting CFA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-3<br />
8.5 <strong>The</strong> Inverting CFA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-5<br />
8.6 Stability Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-7<br />
8.7 Selection of the Feedback Resistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-9<br />
8.8 Stability and Input Capacitance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-11<br />
8.9 Stability and Feedback Capacitance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-12<br />
8.10 Compensation of CF and CG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-13<br />
8.11 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-14<br />
9 Voltage- and Current-Feedback <strong>Op</strong> Amp Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-1<br />
9.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-1<br />
9.2 Precision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-2<br />
9.3 Bandwidth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-3<br />
9.4 Stability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-6<br />
9.5 Impedance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-7<br />
9.6 Equation Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-8<br />
iv