低频电子电路6 集成电路基础.ppt

线性电子电路 主要内容 引言 集成电路在结构上的特点 基于制造工艺流程的标准性，同一硅基片上相邻区域元器件的参数误差可以控制在较小范围内，即可以在设计中采用对称的电路设计理念。 集成器件的电容可以采用PN结的结电容，也可以采用二氧化硅绝缘方式得到；电阻则采用掺入一定杂质得到。为了避免占用较大的基片区域，大电容 ( 200 pF ) 和几十欧至几十千欧以上的电阻，可以采用电极外接分立元件方式完成，这样可以实现较精确参数选择和较理想的线性特性。此外，集成工艺不易实现电感。 复合管：由两个或三个以上的管子组合而成 6.1 集成增益器件又称集成运算放大器 集成增益器件，具体可分为双极型集成增益器件和MOS集成增益器件。 集成运算放大器具有高增益、高可靠性等优点。能作为通用增益器件，象晶体管一样，广泛运用于对模拟信号的运算处理和信号放大，以及比较判断等电路领域。 集成运放的电路符号及输入、输出的转移特性 电压型集成运放（本章简称集成运放）的电路符号如图6-1-2(a)、(b)所示，其中(a)为国内常用符号，(b)为国外常用符号。图中电位、分别与符号内的同相输入端“+”号和反相输入端“?”的电位相对应，电位代表输出电极的响应电位；输入与输出的信号转移关系如图6-1-2(c)所示。 6.1.1 双极型集成增益器件 双极型集成增益器件是在很小的硅片(例如1mm2)上，将成千上万个等效元器件连接成的电路整体，由于工艺上的原因，内部等效元器件具有如下特点： 元器件参数的绝对值不易控制，但对于多个对称元器件的参数则能做到较好的一致性。 限于工艺，内部单个等效 PNP 管的? 10，NPN管的? 可做得较大。利用超? 管技术，在集成电路中还可制造出? 1000以上的晶体管。 通用集成运放F007内部电路简介 （二）、识图步骤： 识图的具体步骤： 1、了解用途、找出通路： 简化电路图： 2、对照单元、化整为零： 其他单元电路 3、统观整体， 估算性能： 6.1.2 MOS集成增益器件 根据管子隔离的需要，以及MOS集成电路制造工艺水平的限制，其内部各MOS管的衬底不可能总具有相同的电位，即MOS管衬底不总是与相应的MOS管源极相连接。正因为如此，针对不同情况的放大单元电路，其电路结构也应有所不同，图6-1-6给出了常见的三种情况。图中，T1管为放大管，T2管为T1管的有源负载管。 SJ14573CMOS类程控集成放大器的原理图 在集成电路的分析与设计中，除了考虑衬底带来的影响外，我们或应该充分重视各级间，以及各PN结间的电容在高频应用时带来的影响。由于过多涉及集成内部的制造和技术问题，这里就不在叙述。 图6-1-9给出了SJ14573CMOS类程控集成放大器的原理图。 图中T6、T3和T8为偏置电路，分别为第一放大级和输出级提供工作电流IQ1,4和IQ8 。其中，T6和RRET电阻决定基础电流，即间接决定工作电流IQ1,4和IQ8的大小。 TLC2202CMOS集成放大器 6.1.3 集成增益器件的技术指标 一般来说，在应用集成增益器件的电路设计中，正确理解和运用其特性参数，是评价和选择集成增益器件所必需的。但由于集成增益器件的参数名目很多，以及各生产厂家给出的参数的不同，我们只能就一些未提及的基础参数讲解如下。 技术指标续 2、信号参数 该类参数包含差模开环增益Ad、开环共模增益Ac、共模抑制比KCMR、开环带宽BW、差模输入阻抗Zid、共模输入阻抗Zic和输出阻抗Zo 、等效输入噪声电压；以及输出峰-峰电压值Vopp、最大差模输入电压VidM和最大共模输入电压VicM 。 等效输入噪声电压。特指在屏蔽良好、无输入时，集成增益器件输出端产生的任何交流无规则的干扰电压按差模增益换算到输入端的等效电压。通常其值在10μV~20μV。 技术指标续 3、快速转换信号参数 转换速度 SR 、建立时间 ts 。该类参数强调的是电路反应时间，常用于开关应用领域，如开关电路、比较器应用等。 转换速度 SR。在特定的负载下，集成增益器件输入阶跃大信号时输出的最大变化率，如图6-1-11（a）所示。一般来说，集成增益器件的同相输入端和反向输入端的转换速率存在差异，输出波形的前沿和后沿的转换速率也存在差异。通常其值在 1μV/s，高速型集成增益器件转换速率会大于 10μV/s。 注意 我们必须指出：增益器件在使用时，应注意如下问题： （1）注意手册的指标是在一定条件下测量得出的，该测量条件并非是你的应用条件，因此手册的指标只具有参考意义。 （2）在实际中，器件的各种指标往往不能同时