[管理学]模电第06章模拟集成电路康华光

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1、第六章模拟集成电路重点：1.理解镜像电流源的组成及其分析方法；2.掌握差分式放大电路的分析方法；3.了解集成电路运算放大器的组成。1§6.1模拟集成电路中的直流偏置技术直流偏置——提供恒定工作点电流(恒流源)一.BJT电流源电路1.镜像电流源(1)电路组成T1,T2参数相同,包括1＝2∵VBE1＝VBE2∴IB1＝IB2,IC1＝IC2＝Io(2)镜像电流源的作用作用1:静态时可作为恒流源∵当较大时,IB可以忽略:Io＝IC2≈IREF＝VCC-VEET1T2RIREF2IBIC2=IoIC1当VCC,

2、VEE,R恒定时,输出电流Io恒定外电路2作用2:动态时可作为动态电阻∵静态恒流∴T1T2输出特性稳定:T2的ce两端表现出的动态电阻数值:rce2＝ro＝vCE/Ic——较大,一般ro在几百千欧以上。IBiCvCEvCEiCVCC-VEET1T2RIREF2IBIC2=IoIC1外电路32.微电流源由于△VBE很小,所以Io＝IC2也很小。作用2——动态时可作为动态电阻VCC-VEET1T2RRe2Io＝IC2≈IE2作用1——静态时可作为恒流源IREFIB1+IB2IC2=IoIC1+VBE1-+

3、VBE2-ro很大外电路4vo=rce2(io-ib2)＋(io+ib2)Re2经整理得:ro的推导过程：求ro的图如右下图所示。设从T1基极看进去的电阻为R':rbe2ib2ib2Re2rce2Rrce1ib1ib1io+vo-rce2较大R'≈053.多路电流源——当VCC,R0,R1,R2……恒定时,各输出电流恒定。6二.FET电流源电路1.MOSFET镜像电流源作用1:静态时可作为恒流源Io=ID2≈IREF=——当VDD,VSS,VGS,R恒定时,输出电流Io恒定。作用2:动态时可作为大电阻r

4、dsT1T2+VDD-VSST3MOSFET镜像电流源的改进T1T2+VDD-VSSRIREF=ID1ID2=Io+VGS-ID2=Io+VGS-Io=ID2=Kn2(VGS–VT2)27T1T2+VDD-VSST3T3T4IREFID2+VGS-ID3ID42.MOSFET多路镜像电流源——当VDD,VSS,VGS恒定时,各输出电流恒定。83.JFET电流源-VSSID=Io作用1:静态时可作为恒流源VGS=0Io=ID=IDSS(1-VGS/Vp)2=IDSS——恒流作用2:动态时可作为大电阻rdsVGS

5、iDvDSvdsidds两端表现出的动态电阻数值:rds＝ro＝vds/id——较大9§6.2差分式放大电路集成电路的工艺特点：(1)元器件具有良好的一致性和同向偏差，因而特别有利于实现需要对称结构的电路。(2)集成电路的芯片面积小，集成度高，所以功耗很小，在毫瓦以下。(3)不易制造大电阻,需要大电阻时,往往使用有源负载。(4)只能制作几十pF以下的小电容。如需大电容，只有外接。(5)不能制造电感,如需电感,也只能外接。因此,集成放大器等模拟集成电路都采用直接耦合方式。10直耦放大电路的特殊问题——零

6、点漂移1.零漂现象2.产生零漂的原因由温度等变化引起的。当温度变化使第一级放大器的静态值发生微小变化时,这种变化量会被后面的电路逐级放大,最终在输出端产生较大的电压漂移。因而零点漂移也叫温漂。——输入vi=0时,输出有缓慢变化的电压产生。113.零点漂移的危害直接影响对输入信号测量的准确程度和分辨能力。严重时，可能淹没有效信号电压，无法分辨是有效信号电压还是漂移电压。4.减小零漂的措施减少第一级零漂是关键。只有输入端的等效漂移电压比输入信号小许多时，放大后的有用信号才能被很好地区分出来。减小零漂的措施：——采

7、用差动放大电路。差动放大电路是抑制零点漂移最有效的电路结构。12已知:VZ=4V,VBE=0.6V,1=2=50,温度升高前:IC1=2.3mA,Vo=7.75V若由于温度的升高IC1增加1%,试计算输出电压Vo变化了多少?IC1=2.31.01mA=2.323mA,VC1=VZ+VBE2=4+0.6=4.6V例1vZ–++VCCvoRC2500T2vi=0RC13kR1T1R2––++RDZIC2=2•IC2=500.147mA=7.35mAVo=8.325－7.75V=0.575V提高了7

8、.42%可见，当输入信号为零时，由于温度的变化，输出电压发生了变化即有零点漂移现象。13一.基本差动放大电路1.电路组成两管特性及元件的参数值相等,静态工作点相同。有两个输入端、两个输出端。2.抑制零点漂移原理静态时,vi1=vi2=0,vo=VC1－VC2=0当温度升高时ICVC1,VC1(两管变化量相等)vo=(VC1+VC1)－(VC2+VC2)=0——对称差动放大电路对两管的漂移