第6章（潘）模拟集成电路.ppt

第六章集成电路运算放大器
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。
集成电路运算放大器中的电流源
●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。
1、镜像电流源
精密镜像电流源
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。
2、微电流源
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
多路电流源
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。
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
3. 电流源用作有源负载
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。
差分放大电路
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
解决方法:
采用温度补偿
采用差分放大电路
差分放大电路
vi1
vi2
线性放
大电路
vo
差模电压增益
差分放大电路应仅对差模信号具有放大能力,对共模信号不予放大.
差模信号:是指在两个输入端加幅度相等,极性相反的信号。
vid = vid1 - vid2 ; vid1 = - vid2 = ½ vid
共模信号:是指在两个输入端加幅度相等,极性相同的信号。
vic = vic1 = vic2
放大两个输入信号之差
任意输入信号,幅度、极性都是任意的,它可以分解为一对差模信号和一对共模信号的组合。
共模电压增益

差分放大器由两个特性基本相同的三极管组成,电路参数对称相等。
差分放大电路的静态和动态计算方法与基本放大电路基本相同。
静态分析
动态分析
当输入信号为零时,即
当在电路两个输入端各加一个大小相等,极性相反的信号电压,
一管电流增加,另一管电流减小,所以
即在两个输出端有信号电压输出。