模拟电子技术康第五版第六章第一节.ppt

集成放大器的符号和外形 * 6.1 模拟集成电路中的直流偏置技术 6.3 差分式放大电路的传输特性 6.4 集成电路运算放大器 6.5 实际集成运算放大器的主要参数和对应用电路 的影响 6.2 差分式放大电路 6.6 变跨导式模拟乘法器 6.7 放大器中的噪声和干扰 集成电路的基本概念 ——是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构。它的体积小，而性能却很好。 集成电路：Integrated Circuit（IC） *集成电路按处理信号的类型可分为数字IC和模拟IC。 *模拟IC： 通用模拟IC和专用模拟IC。 *通用模拟IC：运算放大器、宽带放大器、功率放大器、 模拟乘法器、稳压器、锁相环等。 模拟IC的工艺特点(BJTLM741) EC -EC C1 C2 Ce Rb1 Rb2 Re RL RC RS uS EC + - + - uo 1．制造数十皮法以上的电容将占用很大的硅片面积，电路中使用电容非 常不合算，无法集成电感元件 ，所以集成运放都是采用直接耦合方式。 2．元器件参数精度差，但对称性好，所以大量采用对管结构。 4．电阻值越大，占用硅片面积越大，所以大电阻常用BJT或FET代替。 3．晶体管(BJT)按标准工艺制作，成本低且占用硅片面积小。二极管一般 都用BJT的一个PN结担任，不再用专门工艺生产。 原则：多用晶体管，少用电阻，尽量不用电容，不能使用电感。 集成运放及其基本组成 ——集成运放即集成运算放大器，是一个高性能的直接耦合多级放大器，是模拟电路中最重要的通用型集成电路。 输入级 中间级 输出级 偏置电路 u+ u- uO 集成运放的基本组成 偏置电路： 向各放大级提供偏置电流，采用电流源电路。 输 入 级： 应尽量减小零点漂移，采用差动放大电路； 中 间 级： 输 出 级： 主要承担电压放大作用，采用共射或共源放大电路； 应有较强的带负载能力，采用互补推挽功放电路。 集成运放中的电流源电路 集成运放中的BJT（FET）除了作为放大管外，还构成电流源电路，为各级提供合适的静态偏置；或作为有源负载取代高阻值的电阻，从而提高电路的放大能力。 (a) 国家标准符号 (b)原符号 运算放大器外形图 6.1 模拟集成电路中的直流偏置技术 6.1.1 BJT电流源电路 6.1.2 FET电流源 1. 镜像电流源 2. 微电流源 3. 高输出阻抗电流源 4. 组合电流源 1. MOSFET镜像电流源 2. MOSFET多路电流源 3. JFET电流源 6.1.1 BJT电流源电路 1. 镜像电流源 T1、T2的参数全同 即β1＝β2，ICEO1＝ICEO2 当BJT的β较大时，基极电流IB可以忽略 Io＝IC2≈IREF＝ 代表符号 6.1.1 BJT电流源电路 1. 镜像电流源 动态电阻 一般ro在几百千欧以上 输出电流与晶体管参数无关，稳定； 受电源影响较大，要求电源十分稳定。 2.比例电流源 设各个BJT的参数相同， EC R T1 T2 R1 R2 IR IC1 IC2 IB1+ IB2 IB2 IB1 IE1 IE2 输出电流与基准电流成比例关系。 实际中，为降低功耗，输入级要求微安级的偏置电流，基本镜像电流源和比例电流源所需的电阻将达兆欧数量级，在集成电路中 无法实现。 6.1.1 BJT电流源电路 3. 微电流源 由于 很小， 所以IC2也很小。 ro≈rce2（1＋ ） （参考射极偏置共射放大电路的输出电阻 ） 3、微电流源 只要几千欧的R2，就可以得到几十微安的微小输出电流。 EC R T1 T2 R1 R2 IR IC1 IC2 IB1+ IB2 IB2 IB1 IE1 IE2 很小，几十mV 定性分析： 定量分析： 根据需要的电流IC2和参考电流决定发射极电阻： 一般设计中： 微电流源可以提供较小的输出电流。 6.1.1 BJT电流源电路 4. 组合电流源 T1、R1 和T4支路产生基准电流IREF T1和T2、T4和T5构成镜像电流源 T1和T3，T4和T6构成了微电流源 6.1.2 FET电流源 1. MOSFET镜像电流源 当器件具有不同的宽长比时 （?=0） ro= rds2 MOSFET基本镜像电路流 *