模拟集成电路(121)

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1、第6章模拟集成电路本章重点模拟集成电路中的直流偏置技术6.1差分式放大电路6.2差分式放大电路的传输特性6.3集成电路运算放大器6.4实际集成运算放大器的主要参数和对应用电路的影响6.5问题的引出引言集成运算放大器内部电路是怎样的？它的相关特性是怎样表现出来的？本章讨论的主要问题集成运算放大器内部电路的静态工作点是怎样设置的？集成运算放大器如何解决直接耦合方式产生的零点漂移问题？实际的集成运算放大器及主要参数是怎样的？实际运算放大器非理想参数对运算精度会产生怎样的影响？本章涉及的主要概念差模信号、共模信号、差模增益、共模增益、共模

2、抑制比教学基本要求◆了解各种电流源的工作原理、特点和主要用途◆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◆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◆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6.1模拟集成电路中的直流偏置技术6.1.1BJT电流源电路1.镜像电流源2.微电流源3.高输入阻抗电流源4.组合电流源6.1.2FET电流源1.MOSFET镜像电流源2.MOSFET多路电流源6.1.3电流源作有源负载6.1.1B

3、JT电流源电路1.镜像电流源镜像电流源的参数全同无论的值如何，的电流值将保持不变，反映出的恒流特性。动态电阻一般在几百千欧以上问题：电流源是双口网络还是单口网络？镜像电流源的其他形式2.微电流源由于很小，所以也很小。（参考射极偏置共射放大电路的输出电阻）3.高输出阻抗电流源4.组合电流源、和支路产生基准电流和、和构成镜像电流源和、和构成微电流源6.1.2FET电流源1.MOSFET镜像电流源当器件具有不同的宽长比时：输出电阻：用T3代替R,T1~T3特性相同，且工作在放大区，当时，输出电流为2.MOSFET多路电流源6.1.3电流

4、源作有源负载共射极电路的电压增益为：对于此电路就是镜像电流源的动态电阻，通常因此电压增益为：比用电阻作负载时电压增益提高了。6.2差分式放大电路6.2.0概述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6.2.0概述1.直接耦合放大电路级与级之间无隔直电容特点：（1）静态工作点相互关联（2）可以放大直流信号（3）存在零点漂移问题2.零点漂移定义：输入信号为零时，输出电压不为零且缓慢变化的现象。产生零漂的主要原因：（1）温度变化引起，也称温漂（2）电源电压波动温漂指标：温度每升高

5、1℃，输出电压按电压增益折算到输入端的等效输入漂移电压值。假设若第一级漂了则输出漂移若第二级漂了则输出漂移因此第一级是关键问题:已知两个放大器的输出漂移电压均为两个放大电路是否都可以放大的信号？电压增益电压增益输入端漂移电压为0.2mV输入端漂移电压为0.002mV输出漂移电压为200mV输出漂移电压为200mV所以A1不可以，A2可以。3.减小零漂的措施◆用非线性元件进行温度补偿◆调制解调方式。如“斩波稳零放大器”◆采用差分式放大电路6.2.1差分式放大电路的一般结构1.有关概念差模信号共模信号差模电压增益共模电压增益其中差模信

6、号产生的输出共模信号产生的输出总输出电压共模抑制比，反映抑制零漂能力的指标。根据有共模信号相当于两个输入端信号中相同的部分；差模信号相当于两个输入端信号中不同的部分；两输入端的共模信号大小相等，相位相同；差模信号大小相等，相位相反。2.用三端器件组成的差分式放大电路6.2.2射极耦合差分式放大电路1.电路组成及工作原理电路演变：单级共射放大电路基本差分式放大电路结构特点：对称共用Re采用双电源两个输入端两个输出端四种工作方式：双端输入，双端输出双端输入，单端输出单端输入，双端输出单端输入，单端输出静态分析动态分析：仅输入差模信号，

7、和大小相等，相位相反。和大小相等，相位相反。信号被放大。2.抑制零点漂移原理温度变化和电源电压波动，都将使两个集电极电流产生变化，且变化趋势相同。其效果相当于在两个输入端加入了共模信号。差分式放大电路对共模信号有很强抑制作用。这一过程类似于分压式射极偏置电路的温度稳定过程。所以，即使电路处于单端输出方式时，仍有较强的抑制零漂能力。3.主要指标计算1、双入、双出以双倍的元器件换取抑制零漂的能力。（1）差模情况交流通路：电源等效输入差模信号对发射极的影响交流通路接入负载时输入电阻输出电阻2、双入、单出接入负载时输入电阻输出电阻3、单端

8、输入只考虑差模信号时，单端输入等效于双端输入计算指标与双端输入相同1、双端输出共模信号的输入使两管集电极电压有相同的变化。所以：（2）共模情况共模增益输入电阻输出电阻2、单端输出共模增益输入电阻输出电阻抑制零漂能力增强（3）共模抑制比双端输出，理想