模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第15講恒流源和差分放大電路

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1、6.1集成電路運(yùn)算放大器中的電流源6.2差分式放大電路6.3集成電路運(yùn)算放大器6.4集成電路運(yùn)算放大器的主要參數(shù)6集成電路運(yùn)算放大器小結(jié)作業(yè)學(xué)習(xí)指導(dǎo)概述6.5專用型集成電路運(yùn)算放大器學(xué)習(xí)指導(dǎo)在半導(dǎo)體制造工藝的基礎(chǔ)上，將整個(gè)電路中的元器件制作在一塊硅基片上，構(gòu)成特定功能的電子電路，稱為集成電路。其體積小，而性能卻很好。集成電路按其功能分，有模擬集成電路和數(shù)字集成電路。模擬集成電路的種類繁多，其中集成運(yùn)算放大器（簡稱集成運(yùn)放）是應(yīng)用極為廣泛的一種。主要內(nèi)容:(1)集成運(yùn)放中的電流源;(2)差分式放大電路;(3)集成運(yùn)放及主要參數(shù)?；疽?(1)正確理解鏡像電流源、

2、微電流源的工作原理、特點(diǎn)和主要用途；(2)重點(diǎn)掌握差分放大電路的工作原理和各項(xiàng)指標(biāo)的計(jì)算；(3)正確理解運(yùn)放的基本組成和工作原理。學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解電流源的構(gòu)成、恒流特性及其在放大電路中的作用。2.正確理解直接耦合放大電路中零點(diǎn)漂移（簡稱零漂）產(chǎn)生的原因，以及零漂指標(biāo)的定義方法。3.熟練掌握差模信號、共模信號、差模增益、共模增益和共模抑制比的基本概念。4.熟練掌握差分放大電路的組成、工作原理以及抑制零點(diǎn)漂移的原理。5.熟練掌握差分放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)和動(dòng)態(tài)指標(biāo)的計(jì)算，以及輸出與輸入之間的相位關(guān)系。6.了解集成運(yùn)放的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及各部分功能、特點(diǎn)。7.了解集成運(yùn)放主要

3、參數(shù)的定義，以及它們對運(yùn)放性能的影響。概述?集成電路組件將有源器件、無源器件電阻電容及電路連線等都集中在一塊半導(dǎo)體基片上，并封裝在一個(gè)外殼內(nèi)便形成一個(gè)完整的電路和系統(tǒng)。?集成元器件的特點(diǎn)1.電路結(jié)構(gòu)與元件參數(shù)具有對稱性電路中各元件在同一基片上，又是通過相同工藝過程制造的，容易制成特性相同的管子。通常同一塊基片上相鄰的元件具有同相偏差，它們的比值誤差較小，匹配性好，對稱性也好，因此集成電路中大量采用比值電路和對稱電路。2.三極管是集成化元器件中最容易制造的、最基本的元件，二極管大多由三極管的發(fā)射結(jié)構(gòu)成。3.用有源器件代替無源器件。(1)電阻元件由半導(dǎo)體的體電阻構(gòu)成

4、，阻值越大，占用面積越大，其范圍幾十?-20k?；高阻值的電阻多用三極管等有源元件代替或外接。(2)電容元件一般由PN結(jié)的結(jié)電容或MOS管電容來制作，一般的容量小于200PF。不易制造大電容和電感元件，故集成電路中常采用直接耦合方式。?集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器是用集成電路工藝制成的具有很高電壓放大倍數(shù)的多級直接耦合放大電路。1、要放大緩慢變化的信號2、便于集成運(yùn)放的基本單元電路1、電流源2、差分式放大電路6.1集成電路運(yùn)算放大器中的恒流源?鏡像電流源?多路電流源?電流源作有源負(fù)載?微電流源在模擬集成電路中，廣泛地使用電流源，為放大電路提供穩(wěn)定的偏置電流，或作

5、為放大電路的有源負(fù)載。1.鏡像電流源電路組成T1、T2的參數(shù)完全相同，即---參考電流---輸出電流當(dāng)1.鏡像電流源恒流特性無論Rc的值如何，IC2的電流值將保持不變。把IC2看作是IREF的鏡像，故稱為鏡像電流源。當(dāng)不夠大時(shí)，二者就存在一定的差別，故引入T0。精度更高的鏡像電流源所以1.鏡像電流源交流電阻由于T2的集電極電流基本不變。所以交流量?一般Ro在幾百千歐以上優(yōu)點(diǎn)：（1）從結(jié)構(gòu)上來看，T1對T2有溫度補(bǔ)償作用，IC2的溫度穩(wěn)定性較好；（2）可以得到較大的工作電流（mA級）。要想減小IC2，就要增大R，不利于集成，所以引入微電流源。缺點(diǎn)：2.微電流源由于

6、很小，所以IC2也很小數(shù)千歐故稱為微電流源3.多路電流源當(dāng)IREF確定后，改變各電流源的射極電阻，可以獲得不同比例的輸出電流。4.電流源作有源負(fù)載共射電路的電壓增益為：對于此電路Rc就是鏡像電流源的交流電阻，因此增益為表明集電極動(dòng)態(tài)電流幾乎全部流向負(fù)載電阻，即用電流源取代共射極電路的集電極電阻RC。放大管鏡像電流源鏡像電流源鏡像電流源6.2差分式放大電路?直接耦合放大電路?零點(diǎn)漂移?長尾差分式放大電路?組合差放6.2.0概述6.2.1差分式放大電路?差分式放大電路中的一般概念?恒流源差分放大電路?共模負(fù)反饋差放6.2.0概述1.直接耦合放大電路可以放大直流信號2

7、.直接耦合放大電路的零點(diǎn)漂移零漂：主要原因：溫漂指標(biāo)：#為什么一般的集成運(yùn)算放大器都要采用直接耦合方式？外因：溫度變化（溫漂）；電源電壓的波動(dòng)輸入短路時(shí)，輸出仍有緩慢變化的電壓產(chǎn)生。溫度每升高1度時(shí)，輸出漂移電壓按電壓增益折算到輸入端的等效輸入漂移電壓值。（1）阻容耦合方式適用于（20Hz~200KHz）的交流信號，但在實(shí)際應(yīng)用中，待放大的信號頻率可能低于20Hz，或者是變化比較緩慢的，此時(shí)耦合電容的容抗會(huì)增加，增大了信號的衰減，阻礙了信號的傳輸；（2）在集成電路中制造電容比較困難，比如制造一個(gè)10pF的電容，所占用的硅片面積是制造10個(gè)三極管所占用的硅片面積，

8、不利于集成。內(nèi)因：直接耦