第六章 模擬集成電路

第六章集成運(yùn)算放大器信息工程學(xué)院電子技術(shù)基礎(chǔ)課程組6.集成運(yùn)算放大器集成電路運(yùn)算放大器中的電流源鏡像電流源微電流源電流源作有源負(fù)載高輸出阻抗電流源(WilsonCurrentMirror)組合電流源CurrentSourceandCurrentSink差分式放大電路集成電路運(yùn)算放大器及其主要參數(shù)康5版FET電流源(P260～261)多級(jí)放大電路的組成和耦合方式耦合方式：阻容、直接、變壓器、光電組成

3/11/2024模擬集成電路的組成輸入級(jí)中間級(jí)輸出級(jí)偏置電路外圍輔助電路+_vi+_vo輸入級(jí)：前置放大級(jí)，獲取輸入信號(hào)中間放大級(jí)：提高電壓放大倍數(shù)功率輸出級(jí)：降低輸出電阻，提高帶負(fù)載能力→BJT、FET差分放大電路→多級(jí)共源、共射放大電路，復(fù)合管結(jié)構(gòu)→（互補(bǔ)對(duì)稱）電壓跟隨器偏置電路：設(shè)置、穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)→恒流源外圍輔助電路→保護(hù)電路→電平偏移電路→高頻補(bǔ)償環(huán)節(jié)

3/11/2024多級(jí)放大電路的耦合方式多級(jí)放大電路中各級(jí)之間、放大電路和信號(hào)源以及負(fù)載之間的連接方式被稱為耦合方式阻容耦合：耦合電容→各級(jí)直流信號(hào)互相隔離、Q點(diǎn)相互獨(dú)立，靜態(tài)設(shè)計(jì)與調(diào)試方便→低頻特性差；不利于集成直接耦合：導(dǎo)線連接→低頻特性良好；便于集成→各級(jí)Q點(diǎn)相互影響，參數(shù)計(jì)算復(fù)雜、調(diào)試?yán)щy；零點(diǎn)漂移嚴(yán)重→差分輸入變壓器耦合：變壓器→各級(jí)直流信號(hào)互相隔離、Q點(diǎn)相互獨(dú)立，靜態(tài)設(shè)計(jì)與調(diào)試方便；匹配阻抗，實(shí)現(xiàn)最大功率轉(zhuǎn)移→低頻特性差；不利于集成→應(yīng)用于大功率和高頻信號(hào)的放大光電耦合：光電耦合器→電—光—電轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)隔離耦合，輸入輸出在電氣上是絕緣的→共模抑制比高→有傳輸延遲

3/11/2024T3鏡像電（恒）流源IBIB2IB1RT1T2VCCIREFIC1IC2IC2

=IC1=IREF－IB≈IREFIC2與IREF互為鏡像若需要IC2↓→R↑，在集成電路中不易實(shí)現(xiàn)。故推出微電流源（μA級(jí)）

IREF

=改進(jìn)：帶緩沖的鏡像電流源應(yīng)用范圍：較大工作電流（mA級(jí)）

IREF

=

3/11/2024微電（恒）流源IBIB2IB1RT1T2VCCIREFIC1IC2Re2利用兩管基-射極電壓差△VBE控制輸出電流IC2?！鱒BE很小，Re2無需很大就可以獲得微小電流。

IC2

穩(wěn)定：T2的VBE很小，工作在輸出特性的彎曲部分，變化遠(yuǎn)小于IREF的變化；T1對(duì)T2有溫度補(bǔ)償作用。例6.1.1

3/11/2024充當(dāng)有源負(fù)載放大管鏡像電流源鏡像電流源鏡像電流源鏡像電流源的交流電阻，一般在幾百千歐以上

3/11/2024高輸出阻抗恒流源（Wilson）

3/11/2024組合電流源

3/11/2024差分式放大電路溫度漂移、溫漂指標(biāo)差分式放大電路抑制溫漂結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 電路對(duì)稱、恒流源提供偏置條件、正、負(fù)電源供電基本概念和術(shù)語： 四種工作模式、差模信號(hào)、共模信號(hào)、差模輸入方式、共模輸入方式、一、差分式放大電路二、FET差分式放大電路三、差分式放大電路的傳輸特性（P172圖6.2.10）

3/11/2024差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)1電路完全對(duì)稱：共模輸入方式：差模輸入方式：?jiǎn)味溯敵觯弘p端輸出：?jiǎn)味溯敵觯弘p端輸出：

3/11/2024單管共射極放大電路共射極放大電路工作原理靜態(tài)分析：無輸入信號(hào)時(shí)，基極接地動(dòng)態(tài)分析（微變等效電路）：

3/11/2024差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)2共模信號(hào)與差模信號(hào)：對(duì)任意的兩個(gè)輸入信號(hào)，定義單端輸出差模分量產(chǎn)生的輸出：雙端輸出共模分量產(chǎn)生的輸出：?jiǎn)味溯敵鲭p端輸出

3/11/2024差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)3特性指標(biāo)：電壓放大倍數(shù)總的輸出電壓各自疊加差模輸入電阻、共模輸入電阻、輸出電阻…

3/11/2024長(zhǎng)尾電路靜態(tài)分析：動(dòng)態(tài)分析：共模輸入方式下畫共模交流通路差模輸入方式下畫差模交流通路主要性能指標(biāo)的總結(jié)

3/11/2024共模交流通路電路完全對(duì)稱：電路等效為：共模增益：雙端輸出:單端輸出:

3/11/2024差模交流通路電路完全對(duì)稱：電路等效為：差模增益：雙端輸出:單端輸出:公共的發(fā)射極電位交流分量為0，地

3/11/2024基本差分式放大電路電路結(jié)構(gòu)工作原理靜態(tài)分析：顯然靜態(tài)時(shí)雙端輸出電壓為零動(dòng)態(tài)分析：

基本差分電路交流通路

差模交流通路

共模交流通路主要技術(shù)指標(biāo)的計(jì)算帶調(diào)零電阻的差分放大電路（P171圖6.2.9）

3/11/2024基本差分式放大電路交流通路

3/11/2024差模交流通路

3/11/2024共模交流通路

3/11/2024主要技術(shù)指標(biāo)的計(jì)算差模電壓增益雙端輸入，單端輸出雙端輸入，雙端輸出單端輸入，雙端輸出單端輸入，單端輸出共模電壓增益共模抑制比輸入電阻，輸出電阻，頻率響應(yīng)或例6.2.1

3/11/2024差模電壓增益

3/11/2024共模電壓增益

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