第6章(潘)模拟集成电路.ppt

第六章 集成电路运算放大器 6.1 集成电路运算放大器中的电流源 1、镜像电流源 精密镜像电流源 2、微电流源 多路电流源 3. 电流源用作有源负载 6.2 差分放大电路 6.2 差分放大电路 6.2.1基本差分放大电路 2. 抑制零点漂移的原理 3、计算 单端输入时的差模电压增益： 差模输入电阻输出电阻 ： （2）共模电压增益 Avc （3）共模抑制比 KCMR ： 例2： 例2： 例2： 例2： 例2： 集成电路运算放大器 集成运算放大器符号 本章结束 理想运算放大器的条件 理想运算放大器的特性 动画8-2 零点漂移——动画6-1 零点漂移——动画6-2 例1：试求理想运算放大器的输出电压和电压放大倍数的表达式。 电压增益 Avf= Vo /Vi =－Rf /R1 反相比例运算电路 根据虚断 I-= I+ ?0 解： I- I+ 根据虚短 V+? V- ?0 Ii = (Vi－ V-)/R1 ?Vi/R1 If = (V-－ Vo )/Rf ?-Vo/Rf ∵Ii ? If ∴ Vi/R1=-Vo/Rf 电压并联负反馈 例2：试求理想运算放大器的输出电压和电压放大倍数的表达式。 电压增益 同相比例运算电路 根据虚断 I-= I+ ?0 解： 根据虚短 V+? V- ?Vi 电压串联负反馈 它体积小，性能好。 2、按功能分类：数字集成和模拟集成电路。 3、常用模拟集成电路： 运算放大器、宽频带放大器、 功率 放大器、模拟乘法器、模拟琐相环、模数和数模转换器 、及其他模拟电路等。 4、模拟集成电路的特点： 1）电路结构与元件参数具有对称性（温度均一、特性对称） 2）无源器件用有源器件代替（电阻、电容用PN结实现） 3）采用复合结构的电路（用复合管等组合电路） 4）级间采用直接耦合方式 5）用晶体管的发射结构成二极管，作为温度补偿元件等。 1、集成电路： 把整个电路中的元件都制作在一块硅基片上， 构成特定功能的电子电路。 ●电流源电路的特点：输出电流恒定。具有很高的输出电阻。 ●电流源电路的用途： 1、给直接耦合放大器的各级电路提供直流偏置电流，使Q点稳定。 2、作各种放大器的有源负载，以提高增益、增大动态范围。 3、由电流源给电容充电，可获得随时间线性增长的电压输出。 4、电流源还可单独制成稳流电源使用。 4、用PN结的温度特性，对电流源电路进行温度补偿，温度影响小。 3、电流源电路一般都加有电流负反馈。 2、常用的电流源电路有：镜像电流源、精密电流源、微电流源等 1、BJT、FET工作在放大状态时，其输出电流都是具有恒流特性受 控电流源；由它们都可构成电流源电路。 三极管 T1 、 T2 匹配， 镜像电流源 其中：基准电流 是稳定的，故输出电流 也是稳定的。 IC2和IR是镜像关系。 精密镜像电流源和普通镜像电流源相比，其镜像精度提高了? 倍。 精密电流源 电路中增加了T3 管， IB3 比镜像电流源的2IB小β3倍。因此IC2和IREF之间的镜像精度提高了 倍。 微电流源电路,接入Re2电阻得到一个比基准电流小许多倍的微电流源，适用微功耗的集成电路和集成放大器的前置级中。 微电流源 IC2 远小于IREF , 当R取 几k? 时， IREF 为mA量级，而IC2可降至?A量级的微电流源。且IC2 的稳定性也比IREF 的稳定性好。 ΔVBE很小 通过一个基准电流源IREF稳定多个三极管的工作点电流IC1、IC2?，即可构成多路电流源。 例6.1.1 已知各BJT的参数β、VBE数值相同，求多路电流源电路中的各电流源IC1 、 IC2 、 IC3 与基准电流 IREF的关系式。 解： 当IREF确定后，改变各Re的阻值，就能获得不同比例的输出电流。 当β较大时， 由于各管的β、VBE相同， IB0=IE0/β=ΣIB/ β IREF 利用电流源的静态电阻小，动态电阻很大的特点。 1）静态电阻小： 易配置静态工作点。 2）动态电阻很大： 可提高放大器的大倍数。 ② 零点漂移问题 零点漂移：指输入信号电压为零时， 输出电压发生缓慢地、 无规则地变化的现象。 uo t O 产生的原因：晶体管参数随温度变化、电源电压波动、 电路元件参数的变化。 2. 直接耦合带来的两个问题： ① 前后级静态工作点相互影响,需统一考虑 放大电路的直接耦合及零点漂移问题的解决 1. 问题的提出： 直流信号、 直接耦合、 直流放大器 解决方