模电模拟集成电路课件.ppt

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1、电子技术基础A（模拟部分）6：模拟集成电路内容提要集成电路IC总论6.0集成电路OP中的电流源6.1差分式放大电路6.2集成电路运算放大器6.4集成电路OP的主要参数6.5复合管电路组合放大电路6.0.1集成电路的特点6.0.2集成电路中常用的电路组态参数具有对称性有源器件代替无源元件复合结构电路二极管作温度补偿元件和电平移动电路6.0.1集成电路的特点N+P+PPP+P+P+N+PPNNNN+N+Alceb二极管电阻三极管6.0.1集成电路的特点P+ISOP+ISOP+ISOP+ISOP+P+N+P+P+N+P+N+N+PSubstrate<111>P+Isolat

2、ion=20mAl/Si(1%)=11kAN+Emitter=2.5mN+BuriedLayer=4.5mN+BuriedLayer=4.5mNEPI=17mPBase=3mVerticalPNPLateralPNPNPNbeeeeecccbbcc6.0.1集成电路的特点N+PWellP-ChannelP+N+P+P+N+N+P+Tgox=900A2m10mImetal=2mN-ChannelSi3N4SO2=0.8mNSubstrateTrkldox=1.15mgdssgd集成电路(IC)中单个元器件精度不很高，参数随温度漂移较大，但在同一芯片上用相同工艺制造出的元器件性能一致

3、性好，芯片上同一类元器件温度特性也基本一致。如果做成对称电路或补偿回路，则电路的热稳定性相当好。6.0.1集成电路的特点1.电路结构与元器件参数具有对称性IC中由于用P或N型半导体材料作电阻，阻值有一定限制，一般几十W到几十kW之间，太高太低都会因占芯片面积过大而不易制造。常用占用面积小且性能好的MOS、BJT管等有源器件构成电流源替代大电阻。大电容也不易制造，常用PN结电容或SiO2绝缘层构成小电容，一般<100pF，故各级电路间大都采用直接耦合。电感则一般必须外接，有时通过巧妙设计电路结构来代替大电容和电感元件。6.0.1集成电路的特点2.用有源器件代替无源元件由于复合结构的

4、电路性能较佳而制作容易，因而集成电路中经常采用复合管(达林顿)、共集(CC)-共射(CE)、共射(CE)-共基(CB)、共集(CC)-共基(CB)等复合结构电路。6.0.1集成电路的特点3.采用复合结构电路IC中的二极管常用三极管的一个PN结构成，或将基极与集电极短路，再与发射极构成正向压降较低的二极管。常用来作恒压电路、偏置电路和温度补偿电路，这是因为这种二极管具有与三极管发射结相同的温度系数。6.0.1集成电路的特点4.用二极管作温度补偿元件和电平移动电路6.0.2集成电路中常用的电路组态1.复合管电路（达林顿管）TcebT2T1cebT2T1ceb6.0.2集成电路中常用的

5、电路组态1.复合管电路（达林顿管）TcebceT2T1bT2T1ceb6.0.2集成电路中常用的电路组态1.复合管电路（达林顿管）TcebT2T1ebT2cT2T1dsTdsg6.0.2集成电路中常用的电路组态2.组合放大电路Rb1+VCCRe1uiuoT2T1Re2Rc2+VCC电流跟随反相放大CC-CE电路CS-CB电路6.0.2集成电路中常用的电路组态2.组合放大电路CC-CB电路MOSFET镜像电流源MOSFET多路电流源6.1.1BJT电流源电路6.1.2FET电流源（自学）镜像电流源微电流源多路电流源电流源作有源负载JFET电流源6.1.0基本原理iC/

6、mAvCE饱和区放大区利用放大区的恒流特性恒流特性：VCC>>VBE,故IREF取决于VCC和R，6.1.1BJT电流源1.镜像电流源IC1的T不敏感性原理：Thb1hIC1hIREFhVBE1iIC1iIB1iIC1维持稳定！与PN结特性（T敏感）基本无关！IREF为恒定！恒流特性：IC2取决于VCC和R，与PN结的特性（T敏感）基本无关！6.1.1BJT电流源1.镜像电流源T镜像对称！思考：T2的Q点必须处于什么区域思考：如图所示电路IC2稳定性如何通过自动调节VBE获得稳定由于T2的集电极电流基本不变。所以交流量：实际上，一般ro在几百千欧以上6.1.1BJT电流源1.镜像

7、电流源交流电阻：镜像电流源的恒流特性要求：①交流电阻尽量大(Why)、②T稳定性高！由于增加T3，使IC3更接近kIREF6.1.1BJT电流源1.镜像电流源精度更高更稳的镜像电流源镜像电流源大交流电阻，对T3起射极偏置电阻作用（强反馈稳Q），当然输出交流电阻更高，恒流特性更好，温度稳定性更高！由于DVBE很小，故IC2也很小6.1.1BJT电流源2.微电流源6.1.1BJT电流源3.多路电流源试指出该电路的镜像电流源和微电流源。共射电路电压增益为：对于此电路Rc就是镜像电流源的