模擬集成電路中的直流偏置技術(shù)

1、,6.1 模擬集成電路中的直流偏置技術(shù),6.1.1 BJT電流源電路,6.1.2 FET電流源,1. 鏡像電流源,2. 微電流源,3. 高輸出阻抗電流源,4. 組合電流源,1. MOSFET鏡像電流源,2. MOSFET多路電流源,3. JFET電流源,把整個(gè)電路中的元器件制作在一塊 硅基片 上，構(gòu)成特定功能的電子電路。,1 . 就集成度分：小規(guī)模中規(guī)模 大規(guī)模 超大規(guī)模 （每塊芯 片上可有上億個(gè)元件）,2. 就導(dǎo)電類型分：雙極型 單極型 兩者兼容型,3. 就功能分：數(shù)字集成電路模擬集成電路,集成電路：,分類：,由于制造工藝上的原因，模擬集成電路與分立元件電路相比有以下特點(diǎn)：,（1）電阻和電容

2、的值不宜做得太大，電路結(jié)構(gòu)上采用 直接耦合方式,由于集成電路中，電阻是利用NPN管的基區(qū)體電阻構(gòu)成， 電阻值的范圍一般為幾十歐10千歐左右，阻值范圍不大，且阻值精度不易控制，誤差可達(dá)10%20%。所以，若需要高阻值電阻，可用BJT或FET等組成的恒流源代替，或采用外接電阻的方法。,電容則采用PN結(jié)的結(jié)電容構(gòu)成，約在100PF以下，誤差也較大，因此電路結(jié)構(gòu)只能采用直接耦合方式。電感的制造則更加困難。,集成電路的特點(diǎn),（2）為克服直接耦合電路的溫度漂移，常采用差分式放大電路 作為輸入級(jí),（3）盡量采用BJT（或FET）代替電阻電容和二極管等元件,在集成電路制造工藝中，制造三極管（特別是NPN管）比

3、制造其他元件容易，且占用面積小，性能好。因此常用BJT（或FET）構(gòu)成恒流源作偏置電阻；將BJT的基極和集電極短接構(gòu)成二極管穩(wěn)壓管等；用復(fù)合管共射共基共集共基等組合電阻來(lái)改善單管電路的性能。,6.1.1 BJT電流源電路,1. 鏡像電流源,T1、T2的參數(shù)全同,即12，ICEO1ICEO2,當(dāng)BJT的較大時(shí)，基極電流IB可以忽略,IoIC2IREF,代表符號(hào),IC2相當(dāng)于基準(zhǔn)電流IREF的鏡像,存在問(wèn)題：當(dāng)不夠大時(shí)， IC2與IREF 差異較大,6.1.1 BJT電流源電路,1. 鏡像電流源,動(dòng)態(tài)電阻,一般ro在幾百千歐以上,IC2 IREF,IC2與IREF互為鏡像,改進(jìn)：帶緩沖的鏡像電流源

4、：,鏡像電流源電路適合用于較大工作電流（mA級(jí)）的場(chǎng)合，若需要IC2 R ，在集成電路中不易實(shí)現(xiàn)。,IREF =,利用T3的電流放大作用，減小IB 對(duì)I RFE的分流作用，提高IC3 與I RFE 互成鏡像的精度,R,2.比例恒流源電路,在鏡象恒流源電路的基礎(chǔ)上，增加兩個(gè)發(fā)射極電阻，使兩個(gè)發(fā)射極電阻中的電流成一定的比例關(guān)系，即可構(gòu)成比例恒流源。其電路如圖6.3所示。,圖 比例恒流源,IE2Re2 = V BE1VBE2,IE2Re2+ VBE2= VBE1（KVL方程）,IE2 =（V BE1VBE2 ）/ Re2 = V BE / Re2 IC2, V BE的數(shù)值很小, IC2亦很小，故稱為

5、微電流源,IREF Vcc+VEE / R,當(dāng)電源變化時(shí) IREF變化 V BE變化很小 IC2變化很?。ㄟh(yuǎn) 小于IREF的變化） IC2較穩(wěn)定,3. 微電流源,A1和A3分別是T1和T3的相對(duì)結(jié)面積,動(dòng)態(tài)輸出電阻ro遠(yuǎn)比微電流源的動(dòng)態(tài)輸出電阻為高,6.1.1 BJT電流源電路,4. 高輸出阻抗電流源,6.1.1 BJT電流源電路,5. 組合電流源,T1、R1 和T4支路產(chǎn)生基準(zhǔn)電流IREF,T1和T2、T4和T5構(gòu)成鏡像電流源,T1和T3，T4和T6構(gòu)成了微電流源,6. 電流源作有源負(fù)載,共射電路的電壓增益為：,對(duì)于此電路Rc就是鏡像電流源的交流電阻，一般在幾百千歐以上,因此增益為,比用電阻Rc作負(fù)載時(shí)提高了。,放大管,6.1.2 FET電流源,1. MOSFET鏡像電流源,當(dāng)器件具有不同的寬長(zhǎng)比時(shí),（=0）,ro= rds2,MOSFET基本鏡像電路流,6.1.2 FET電流源,1. MOSFET鏡像電流源,用T3代替R，T1T3特性相同，且工作在放大區(qū)，當(dāng)=