模拟电子技术0CH06-1..

课件下载：[e-mail]密码：mndzjs200826.1模拟集成电路中的直流偏置技术6.3差分式放大电路的传输特性6.4集成电路运算放大器6.5实际集成运算放大器的主要参数和对应用电路的影响6.2差分式放大电路6.6*变跨导式模拟乘法器6.7*放大器中的噪声和干扰课件下载：[e-mail]密码：mndzjs20083主要内容·集成电路运算放大器中的电流源·差分式放大电路·集成电路运算放大器·集成运放应用中的实际问题学时数6课件下载：[e-mail]密码：mndzjs20084基本要求·了解各种电流源的工作原理、特点和主要用途(认出来）·掌握差模信号、共模信号、差模电压增益、共模电压增益和共模抑制比等基本概念（小重点）·了解差分放大电路的工作原理和特点·掌握差分放大电路的静态和动态指标的计算（小重点）·了解集成运算放大器的基本组成和主要参数·了解失调电压和失调电流对实际运放的影响及零漂的消除方法课件下载：[e-mail]密码：mndzjs200856.0模拟集成电路简介什么是集成电路？•采用半导体制造工艺•将大量晶体管、电阻和电容等电路元件及其导电线路集成在很小的半导体单晶硅片上•构成特定功能的电子电路不是所有的器件都能集成不能集成的，外接或替代课件下载：[e-mail]密码：mndzjs20086集成电路分类：数字模拟集成电路发展了四代通用运放：专用运放：高速型低温漂型低功耗型。。。。。集成运放功能化集成单片集成稳压器信号处理和信号发生电路等集成化功率放大器电压比较器模拟乘法器。。。。。课件下载：[e-mail]密码：mndzjs20087模拟集成电路？一种高放大倍数的直接耦合放大电路第一代：沿用分立放大电路的思想，采用了数字电路的制造工艺，利用少量横向PNP管，构成以恒流源做偏置电路的三级直接耦合放大电路。第二代：普遍采用有源负载，开环增益提高第三代：采用超管，减小热效应的影响，从而减小失调电压电流和温漂，增大共模抑制比。第四代：采用斩波稳零和动态稳零技术，各性能指标参数更加理想化。课件下载：[e-mail]密码：mndzjs20088模拟集成电路的结构特点：不能制作大电容，电路结构只能采用直接耦合方式集成运放的偏置电流通常较小，以降低电路的功耗。为克服直接耦合电路的温漂，采用差动放大电路。大量采用BJT或FET构成恒流源，代替大电阻。采用复合管提高性能。元件一致性好适合对称式结构电路。MOS器件体积小，功耗低，输入阻抗高，工艺简单，成本低—被广泛采用课件下载：[e-mail]密码：mndzjs20089直接耦合多级放大电路的零点漂移问题例如：100,=V1A若第一级漂了100uV，若第二级也漂了100uV，假设第一级或前几级是关键。1=100,=V3V2AA漂了100uV漂移10mV+100uV漂移1V+10mV漂移1V+10mV课件下载：[e-mail]密码：mndzjs2008106.1模拟集成电路中的直流偏置技术6.1.1BJT电流源电路6.1.2FET电流源1.镜像电流源2.微电流源3.高输出阻抗电流源4.组合电流源1.MOSFET镜像电流源2.MOSFET多路电流源3.JFET电流源课件下载：[e-mail]密码：mndzjs200812集成电路中遇到的问题：电阻占用面积比三端器件大电流源特性：电流源等效电路电子系统RSIS对其他电路呈现大电阻特性内阻Rs很大如何实现？电阻乃伏安特性的斜率1234UCE(V)36912IC(mA)BJT和FET的输出特性：放大区是恒流源特性：能否三端器件代替电阻课件下载：[e-mail]密码：mndzjs200813用三端器件构成恒流源－有较大的电阻特性称为有源负载集成电路中常用恒流源作为大电阻使用控制Vbe或VGS，使三端器件工作在放大区得以实现1234UCE(V)36912IC(mA)r=ΔV/ΔI在BJT放大区或FET饱和区ΔV有很大的变化，ΔI变化很小因而r=ΔV/ΔI很大呈现一种动态电阻课件下载：[e-mail]密码：mndzjs200814集成电路中恒流源的作用：为各级提供合适的静态电流做为有源负载替代高阻值电阻课件下载：[e-mail]密码：mndzjs2008156.1.1BJT电流源电路1.镜像电流源BE1BE2=VVE1E2=IIC1C2=IIT1、T2的参数全同即β1＝β2代表符号ICEO1＝ICEO2集电极-发射极反向饱和电流时如果电路工作在放大区，电路将具有恒流源特征R1变化时I0不变R1镜像电流源是一个单口网络课件下载：[e-mail]密码：mndzjs2008166.1.1BJT电流源电路1.镜像电流源•T1是一个共射极电路•发射结正偏，集电结微弱反偏•即VCE≥VBE•电路工作在放大区接近饱和区•T2也是一个共射极电路•能够完全工作在放大区•T2，T1均呈现恒流电路特征电路分析：课件下载：[e-mail]密码：mndzjs2008176.1.1BJT电流源电路1.镜像电流源•基极电流IB可以忽略Io＝IC2≈IREF＝IC1+2IB≈IC1()CCBEEECCEEREFVVVVVIRR•Io≈IREF是恒流源重要的特征参数•当BJT的β较大时•Io，IREF是互为相等，类似镜像•用R的大小控制恒流电流IC2是输出电流课件下载：[e-mail]密码：mndzjs2008186.1.1BJT电流源电路1.镜像电流源动态电阻2B12CE2Co)(Ivir一般ro在几百千欧以上cer在放大区ic2在vce较大的一段区域里是基本不变的，因此保持恒定。BJT输出曲线;ro是用于替代高阻值电阻的课件下载：[e-mail]密码：mndzjs200819NPN镜像电流源PNP镜像电流源课件下载：[e-mail]密码：mndzjs2008206.1.1BJT电流源电路2.微电流源（Widlar）e2BE2BE1RVVE2C2OIIIe2BERV由于很小，BEV所以IC2也很小。ro≈rce2（1＋）e2be2e2RrR（参考射极偏置共射放大电路的输出电阻）oR镜像电流源加了Re2电阻分走了VBE2的压降，因而Ic2降低，导致Io下降当需要小恒流源时，R不能制造的太大。+rbe1加入Re2课件下载：[e-mail]密码：mndzjs2008216.1.1BJT电流源电路3.高输出阻抗电流源（Wilson电流源）IC3是输出电流T2管的ce串联在T3的发射极，作用等同Re动态输出电阻ro比微电流源的动态输出电阻高β/2倍o(1/2)oRrCCBE3BE2EEREFVVVVIR课件下载：[e-mail]密码：mndzjs200822A1和A3分别是T1和T3的相对结面积开口问题6.1.1BJT电流源电路REFoIIREF13C2OIAAII恒流大小与PN结面积成正比用面积比可以调节电流大小如果三个管子特性完全相同,则：如果三个管子特性不完全相同,则：课件下载：[e-mail]密码：mndzjs2008236.1.1BJT电流源电路4.组合电流源T1、R1和T4支路产生基准电流1EB4BE1EECCREFRVVVVIT1和T2、T4和T5构成镜像电流源T1和T3，T4和T6构成了微电流源下方有时称为电流阱形成多个电流源PNP和NPN管组合课件下载：[e-mail]密码：mndzjs200824用射极电阻控制电流大小比例电流源：课件下载：[e-mail]密码：mndzjs2008266.1.2FET电流源1.MOSFET镜像电流源MOSFET基本镜像电路流N沟道增强型MOSFET对管T1和T2故T1工始终作于饱和区T1管漏栅相连VDD大于VT时VDS≥VGS-VTDDSSGSREFVVVIR2D222n2GS2T2(/)()IWLKVV211n1GS1T1(/)()WLKVV输出电流：课件下载：[e-mail]密码：mndzjs2008276.1.2FET电流源1.MOSFET镜像电流源当器件具有不同的宽长比时OD2REFIIIREF1122O//ILWLWI（=0）ro=rds2MOSFET基本镜像电路流恒流与宽度成正比，与长度成反比当器件特性相同时：输出电阻：课件下载：[e-mail]密码：mndzjs2008296.1.2FET电流源1.MOSFET镜像电流源2T2GS22n2T2GS22n2D2)()()/(VVKVVKLWI用T3代替R，T1~T3特性相同，且工作在放大区，当=0时，输出电流为常用的镜像电流源22D1n1GS2T2n2GS2T2()()IKVVKVV同样：课件下载：[e-mail]密码：mndzjs2008306.1.2FET电流源2.MOSFET多路电流源REF1122D2//ILWLWIREF1133D3//ILWLWIREF1144D4//ILWLWI2T0GS0n0D0REF)(VVKII用导电沟道的长宽比实现电流大小控制同时提供多个负载课件下载：[e-mail]密码：mndzjs2008316.1.2FET电流源3.JFET电流源(a)电路(b)输出特性课件下载：[e-mail]密码：mndzjs200832课件下载：[e-mail]密码：mndzjs2008346.2差分式放大电路6.2.1差分式放大电路的一般结构6.2.2射极耦合差分式放大电路6.2.3源极耦合差分式放大电路课件下载：[e-mail]密码：mndzjs200835单端信号的问题：信号与噪声共地！vivnvi+vn解决方案：信号与噪声不共地！课件下载：[e-mail]密码：mndzjs200836差分信号特点：•信号vi1vi2vi=vi1-vi2vi1vi2vnvi=vi1-vi2vi1+vinvnvi2+vinvi=（vi1+vin）-（vi2+vin）•干扰差分信号共模信号课件下载：[e-mail]密码：mndzjs200837差分信号（DifferentialSignal）特点：抗干扰能力强（电磁、温度、时间）•当外界存在噪声干扰时•几乎是同时被耦合到两条线上•而接收端关心的只是两信号的差值•所以外界的共模噪声可以被完全抵消•相邻两层耦合要求紧密•相对的是单端信号课件下载：[e-mail]密码：mndzjs2008396.2.1差分式放大电路的一般结构1.用三端器件组成的差分式放大电路两个特性相同的三端器件。射极连在一起电路完全对称共射接法双端输入双端出课件下载：[e-mail]密码：mndzjs2008406.2.1差分式放大电路的一般结构2.有关概念i2i1id=vvv差模信号:该信号与公共端没关系！差模信号等效于是在两端输入大小相等，相位相反的信号差模信号是加在输入两端的信号课件下载：[e-mail]密码：mndzjs2008416.2.1差分式放大电路的一般结构2.有关概念差模信号对电路的作用：id2v给T1加正压，使Ic1增加id2v给T2加负压，使Ic2减少差模信号总是大小相等方向相反分配给两个输入端Ic的一增一减，使Io保持不变i2i1id=vvv课件下