模拟集成电路的非线性应用.ppt

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对数器和指数器
01
对数器
02
指数器
03
集成化的对数器和指数器
04
对数器是实现输出电压与输入电压成对数关系的非线性模拟电路。
1
PN结的伏安特性
2
IdPN结的正向导通电流
3
ISPN结的反向饱和电流，它随温度变化
4
q电子电荷量，q = × 10-19 C
5
k玻尔兹曼常数，k = × 10-23 J/ ºC
6
T绝对温度
7
= 25 ºC 时，
8
Ud＞100mV
9
T以298代入
10
对数器和指数器
热力学温度
又叫热力学标温，符号T，单位K（开尔文，简称开）。 早在1787年法国物理学家查理（）就发现，在压力一定时，温度每升高1℃，一定量气体的体积的增加值（膨胀率）是一个定值，体积膨胀率与温度呈线性关系。
以绝对零度（0K）为最低温度，规定水的三相点的温度为 ，开定义为水三相点热力学温度的1/。
摄氏度为表示摄氏温度时代替开的一个专门名称。。因此热力学温度T与人们惯用的摄氏温度t的关系是T＝t＋。
2. 二极管对数放大器
由
得输出电压为
式中，
当 t=25 ºC 时，UT≈59mV。
图3-1-2 二极管对数器
的传输特性
图3-1-1 二极管对数器
Uk=RIS
要选体电阻小的二极管

图3-1-3 三极管对数放大电路
在理想运放的条件下
输出电压为
采用三极管作变换元件，可实现5～6个数量级的动态范围，而采用二极管可实现3～4个数量级的动态范围。
二极管和三极管对数器明显缺点是温度稳定性差。
Ui>0,使用NPN
Ui<0,使用PNP
保护VT不被反向击穿

此部分大都做在了集成电路内部
图3-1-4 补偿对放大器的实际电路
输出电压为
指数器
由 Uo=-IeR 和
得输出电压为
基本指数器
图3-1-5 基本指数器
图3-1-6 指数器的传输特性
具有温度补偿的实用指数器
选正温度系数的RT，可对环境温度引起的变化进行补偿。
图3-1-7 具有温度补偿的实用精密指数器
集成化的对数器和指数器
主要用于乘法、除法、平方、开方等运算及信号的压缩和放大电路中，还可用于产生锯齿波、阶梯波的电路中。
图3-1-8 8048型集成化对数放大器