Art. 9 BV (Strafprozess), hat sich ergeben: A.-Mit Strafurteil vom 9. April 1996 sprach das Bezirksgericht Hinwil (1. Abteilung) I._ der mehrfachen sexuellen Handlungen mit Kindern (Art. 187 Ziff. 1 Abs. 1 und 2 StGB) sowie der mehrfachen Schändung (Art. 191 StGB) schuldig. Es bestrafte den Verurteilten mit 30 Monaten Gefängnis und ordnete eine ambulante Massnahme (gemäss Art. 43 Ziff. 1 Abs. 1 StGB) während des Strafvollzuges an. B.-Eine gegen das Strafurteil erhobene Berufung wies das Obergericht (II. Strafkammer) des Kantons Zürich mit Entscheid vom 15. November 1996 ab. In rechtlicher Hinsicht präzisierte das Obergericht, dass die Verurteilung in Anwendung von Art. 187 Ziff. 1 Abs. 1 (ohne Abs. 2) sowie Art. 191 StGB erfolge. Es bestätigte die Strafe von 30 Monaten Gefängnis, sah aber von der Anordnung einer Massnahme ab. C.-Auf kantonale Nichtigkeitsbeschwerde des Verurteilten hin hob das Kassationsgericht des Kantons Zürich den Berufungsentscheid mit Beschluss vom 6. April 1998 auf. Es erwog, das Obergericht habe gegen gesetzliche Prozessformen verstossen, indem es die eingeholte psychiatrische Expertise trotz inhaltlicher Unklarheiten nicht habe ergänzen lassen. D.- Nach Beweisergänzungen (Einvernahme des psychiatrischen Gutachters als sachverständiger Zeuge und Einholung einer zusätzlichen Expertise) bestätige das Obergericht mit Entscheid vom 3. September 1999 sein (in lit. B genanntes) Erkenntnis. Die vom Verurteilten dagegen erhobene kantonale Nichtigkeitsbeschwerde wies das Kassationsgericht mit Beschluss vom 29. Oktober 2000 ab. E.-Gegen diesen Beschluss gelangte I._ mit staatsrechtlicher Beschwerde vom 6. Dezember 2000 an das Bundesgericht. Er rügt eine Verletzung von Art. 9 BV, Art. 32 Abs. 2 BV sowie Art. 6 Ziff. 3 lit. d EMRK, und er beantragt die Aufhebung des angefochtenen Entscheides. F.-Das Obergericht und das Kassationsgericht des Kantons Zürich haben auf eine Vernehmlassung je ausdrücklich verzichtet, während von der Staatsanwaltschaft des Kantons Zürich keine Stellungnahme eingetroffen ist. G.-Mit Verfügung des präsidierenden Mitglieds der I. öffentlichrechtlichen Abteilung des Bundesgerichtes vom 19. Januar 2001 wurde der Beschwerde die aufschiebende Wirkung zuerkannt.