6、模拟集成电路课件.pptVIP

T7 把整个电路中的元器件制作在一块硅基片上，构成特定功能的电子电路，称为集成电路(IC)}。它的体积小，而性能却很好。集成电路按其功能来分，有数字集成电路和模拟集成电路。 我们首先学习模拟集成电路中普遍使用的直流偏置技术，即用集成工艺制造的BJT或FET的各种电流源。接着学习，模拟集成电路的一个重要组成单元：差分式放大电路。最后学习两种集成运放的实际电路。 前面介绍的BJT和FET放大电路的静态工作点是利用外接电阻元件来建立的。在IC中制造一个三端器件比制造一个电阻所占用的面积小，也比较经济，因而用常BJT或FET制成电流源。制造的依据是利用三端器件BJT和FET的输出特性在放大区内均具有近似恒流的特性，动态输出电阻值高的特性。 直流偏置技术介绍BJT电流源电路和FET电流源两部分内容 1电路如图6. 1. la所示，T1、T2的参数完全相同，即β1= β2 ，ICEO1= ICEO2，两管具有相同的基-射极间电压(VBE1= VBE2），IE1=IE2 , IC1=IC2. 1 2当BJT的β较大时，基极电流IB可以忽略，所以T2的集电极电流 Ic2近似等于基准电流IREF，即2 当β2时，，IC2=IREF,两者是是镜像关系。 由2式可以看出，当R确定后，IREF就确定了，IC2也随之确定了。 电流源的动态输出电阻ro(图中未画出)，也称为小信号电阻。 6. 1. l (c) 为电流源的输出特性ic2 =f (vCE2) 。由图可知，输出特性的电流在一定范围内是恒定的，其斜率的倒数为动态输出电阻，即1 1镜像电流源电路适用于较大工作电流(毫安数量级)的场合。若需减少IC2的值(例如微安级)，必要求R的值很大，这在集成电路中难以实现。因此，需要研究改进型的电流源。 1 微电流源电路如图6.1.2所示，通过射极接入电阻Re2得到一个比基准电流小许多倍的微电流源，适用于微功耗的集成电路中。由图可得： 2 当 IREF 一定时， IC2可以这样确定：因为VBE1-VBE2=△VBE=IE2.RE2,所以（接2） 3用阻值不大的Re2可获得微小的工作电流，称为微电流源。IO IREF。因?VBE小，同时IO的稳定性也比IREF好。 3 4 微电流源的输出电阻为 ro , 参考射极偏置共射放大电路的输出电阻的计算方法4 1由于T1 、T2管构成镜像电流源，它的输出电阻串联在T3管的发射极，其作用与射极偏置工作点稳定电路中的Re相同，可使 lo (=IC3 )高度稳定。由于T1、T2电路的 输出电阻大，故该电路的动态输出电阻ro远比微电流源的动态输出电阻高。 1 图6.1.5中T1、T2是N沟道增强型MOSFET对管，该电路的结构与BJT镜像电流源类似。由于T1的漏d、栅g两极相连，只要VDDVT，它必然运行于饱和区。假设两管的特性完全相同，输出电压vo 足够大以至T2处于饱和区，则输出电流Io将与基准电流IREF近似相等，即1 当器件具有不同的宽长比时，借助宽长比这一参数可以近似地描述两器件电流之间关系，即2 电路的动态输出电阻ro=rds2=∞ 考虑沟道长度调制效应因子λ， λ=0表示不考虑沟道长度调制效应 下标2表示第二个管 1）电路组成 图6. 2. 1中的差分式放大电路，是用两个特性相同的三端器件(可以是BJT也可以是FET)T1、 T2所组成的，并在两器件下端公共接点e处连接一电流源Io。两器件的输入端I1 、I2分别接输入信号电压 vi1和 vi2 ，两输出端01和O2分别连接两只电阻值相等的R1和R2。电路由两个电源V+和V-供电。下面介绍有关的概念。 1）差模信号：幅度相等、极性相反的一对输入信号。通常为有用信号。 2）共模信号：幅度相等、极性相同的一对输入信号。通常为温漂和干扰信号。 3）差模电压放大倍数 Avd：( =差模信号产生的输出/差模信号), 描述电路放大差模信号的能力。 4）共模电压放大倍数 Avc：( =共模信号产生的输出/共模信号), 描述电路抑制共模信号的能力 。 对于线性放大电路来说，可借助叠加原理来求出总的输出电压 射极耦合差分式放大电路：两管射极连接在一起，并共同与一电流源相连，以便于直接传递信号。电路参数对称，电路由两个电源供电。该电路具有两个输入端和两个输出端，称为双端 输入双端输出电路。 1 当没有输入信号电压，即vi1=vi2=0,由于电路完全对称，RC1=RC2=RC，VBE1=VBE2=0.7V， 1 2 VE=VBE= -0.7V， vi1=vi2=0时，输出信号v0=0 1 温度变化和电源电压波动，都将使集电极电流产生变化。且变化趋势是相同的