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1、第六章集成電路運算放大器6.1集成電路運算放大器中的電流源6.2差分式放大電路6.3集成電路運算放大器6.4集成電路運算放大器的主要參數(shù)把整個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。1.就集成度分：小規(guī)模﹑中規(guī)模﹑大規(guī)模﹑超大規(guī)模（每塊芯片上可有上億個元件）2.就導電類型分：雙極型﹑單極型﹑兩者兼容型3.就功能分：數(shù)字集成電路﹑模擬集成電路集成電路：由于制造工藝上的原因，模擬集成電路與分立元件電路相比有以下特點：（1）電阻和電容的值不宜做得太大電路結(jié)構(gòu)上采用直接耦合方式由于集成電路中，電阻是利用NPN管的基區(qū)體電阻構(gòu)成，電
2、阻值的范圍一般為幾十歐~10千歐左右，阻值范圍不大，且阻值精度不易控制，誤差可達10%~20%。所以，若需要高阻值電阻，可用BJT或FET等組成的恒流源代替，或采用外接電阻的方法。電容則采用PN結(jié)的結(jié)電容構(gòu)成，約在100pF以下，誤差也較大，因此電路結(jié)構(gòu)只能采用直接耦合方式。集成電路的特點電感的制造則更加困難。（2）為克服直接耦合電路的溫度漂移，常采用差分式放大電路作為輸入級（3）盡量采用BJT（或FET）代替電阻﹑電容和二極管等元件在集成電路制造工藝中，制造三極管（特別是NPN管）比制造其他元件容易，且占用面積小，性能好。因此常用BJT（
3、或FET）構(gòu)成恒流源作偏置電阻；將BJT的基極和集電極短接構(gòu)成二極管﹑穩(wěn)壓管等；用復合管﹑共射—共基﹑共集—共基等組合電阻來改善單管電路的性能。1.鏡像電流源2.微電流源3.流源用作有源負載6.1集成電路運算放大器中的電流源1.鏡像電流源設T1、T2參數(shù)完全相同：β1=β2，ICEO1=ICEO2，VBE1=VBE2IE1=IE2，IC1=IC2存在問題：當β不夠大時，IC2與IREF差異較大IC2＝IC1≈IREF＝（Vcc—VBE）/R≈Vcc/RRRcT1T2Vcc2IBIREFIC1IE1IC2IC2相當于基準電流IREF的鏡像無論
4、RC的值如何，IC2的電流值將保持不變。IREFIC1IC2IBIC2≈IREFIC2與IREF互為鏡像改進：帶緩沖的鏡像電流源：鏡像電流源電路適合用于較大工作電流（mA級）的場合，若需要IC2↓→R↑，在集成電路中不易實現(xiàn)。故推出微電流源（μA級）IREF=利用T3的電流放大作用，減小IB對IRFE的分流作用，提高IC3與IRFE互成鏡像的精度T1T2RVccT3IB2IB1R2.微電流源IREFIC1IE2IC2RRe22IBT1T2Vcc∴IE2Re2=VBE1－VBE2∵IE2Re2+VBE2=VBE1（KVL方程）IE2=（VBE
5、1－VBE2）/Re2=⊿VBE/Re2≈IC2∵⊿VBE的數(shù)值很小∴IC2亦很小，故稱為微電流源IREF＝(Vcc—VBE)/R≈Vcc/R當電源變化時→IREF變化→⊿VBE變化很小→IC2變化很小（遠小于IREF的變化）∴IC2較穩(wěn)定3.電流源作有源負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，一般在幾百千歐以上因此增益為比用電阻Rc作負載時提高了。放大管鏡像電流源鏡像電流源鏡像電流源?直接耦合放大電路?零點漂移?電路組成及工作原理?抑制零點漂移原理6.2.0概述6.2.1基本差分式放大電路6.2.2FET差分式放
6、大電路6.2.3差分式放大電路的傳輸特性?差分式放大電路中的一般概念?主要指標計算?幾種方式指標比較6.2差分式放大電路6.2.0概述1.直接耦合放大電路可以放大直流信號2.直接耦合放大電路的零點漂移零漂：主要原因：溫漂指標：#為什么一般的集成運算放大器都要采用直接耦合方式？溫度變化引起，也稱溫漂。輸入短路時，輸出仍有緩慢變化的電壓產(chǎn)生。溫度每升高1度時，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。電源電壓波動也是原因之一例如若第一級漂了100uV，則輸出漂移1V。若第二級也漂了100uV，則輸出漂移10mV。假設第一級是關(guān)鍵3
7、.減小零漂的措施用非線性元件進行溫度補償采用差分式放大電路漂了100uV漂移10mV+100uV漂移1V+10mV漂移1V+10mV共模抑制比反映抑制零漂能力的指標4.差分式放大電路中的一般概念根據(jù)1、2兩式又有差分式放大電路輸入輸出結(jié)構(gòu)示意圖+-vi1+-vi2+-vo1差放vo2+-+-vid+-vo差模信號共模信號差模電壓增益共模電壓增益總輸出電壓差模等效輸入方式差放+-vid差放+-vid(a)(b)共模等效輸入方式差放+-vic差模信號輸出共模信號輸出6.2.1基本差分式放大電路1.電路組成及工作原理靜態(tài)vi1=vi2=0動態(tài)僅輸
8、入差模信號，大小相等，相位相反。大小相等，信號被放大。相位相反。1.電路組成及工作原理2.抑制零點漂移溫度變化和電源電壓波動，都將使集電極電流產(chǎn)生變化。且變化趨勢是相同的，差分式
