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1、第第6章章 模拟集成电路模拟集成电路基本要求：基本要求：1、掌握各类电流源的组成、工作原理及应用；、掌握各类电流源的组成、工作原理及应用；2、掌握差分式放大电路的组成、抑制零漂的原理和、掌握差分式放大电路的组成、抑制零漂的原理和分析计算；分析计算；3、了解集成运算放大器的组成和主要参数。、了解集成运算放大器的组成和主要参数。1集成电路：集成电路：将数十个甚至更多的将数十个甚至更多的BJT、FET及及电阻等集中电阻等集中制作在一块硅片上，能完成某种功能的电子电路。制作在一块硅片上，能完成某种功能的电子电路。与分立元件模拟电路相比，与分立元件模拟电路相比，模拟集成电路模拟集成电路特点：特点：（1）
2、电路结构和元件参数具有对称性；电路结构和元件参数具有对称性；元件参数具有同向的偏差，温度对同一类元件影元件参数具有同向的偏差，温度对同一类元件影 响相同响相同（2）用有源器件代替无源器件用有源器件代替无源器件集成电路电阻多用集成电路电阻多用BJT的体电阻实现的体电阻实现高阻值电阻多用由高阻值电阻多用由BJT或或FET组成的有源器件组成的有源器件电流源代替；电流源代替；外型分双列直插式和金属圆壳式。外型分双列直插式和金属圆壳式。分为分为数字集成电路数字集成电路、模拟集成电路模拟集成电路。数字集成电路数字集成电路基本单元是逻辑门，输入、输出为二值逻辑量基本单元是逻辑门，输入、输出为二值逻辑量模拟集
3、成电路模拟集成电路是对模拟信号的放大、运算、变换、处理是对模拟信号的放大、运算、变换、处理2（4）级间采用直接耦合方式级间采用直接耦合方式（因为电容常用（因为电容常用PN结结电容结结电容实现；电容不够大）；实现；电容不够大）；RC耦合方式：各级静态点之间无影响耦合方式：各级静态点之间无影响 直接耦合方式：各级静态点之间有影响直接耦合方式：各级静态点之间有影响（3）多）多采用复合管采用复合管 大、大、ri大，性能好；且集成电路复合管容易实现大，性能好；且集成电路复合管容易实现（5）集成电路中的二极管集成电路中的二极管多用作温度补偿和电平移动，多用作温度补偿和电平移动，由由BJT的发射结构成。的发
4、射结构成。基本单元电路：电流源、差分式放大器。基本单元电路：电流源、差分式放大器。集成运放是模拟集成电路的一种集成运放是模拟集成电路的一种由于最早是通过加外部反馈实现模拟信号的算术运算的由于最早是通过加外部反馈实现模拟信号的算术运算的集成运算放大器集成运算放大器36.1 模拟集成电路中的直流偏置技术模拟集成电路中的直流偏置技术电流源在模拟集成电路中的作用电流源在模拟集成电路中的作用:向各级放大电路提供偏置电流，或作为放大电路的有源负载向各级放大电路提供偏置电流，或作为放大电路的有源负载6.1.1 BJT电流源电路电流源电路6.1.2 FET电流源电流源1.镜像电流源镜像电流源2.微电流源微电流
5、源3.高输出阻抗电流源高输出阻抗电流源4.组合电流源组合电流源1.MOSFET镜像电流源镜像电流源2.MOSFET多路电流源多路电流源3.JFET电流源电流源46.1.1 BJT电流源电路电流源电路T T1 1、T T2 2的参数全同的参数全同 即即12，ICEO1ICEO2 当当BJT的的较大时，基极电流较大时，基极电流IB可以忽略可以忽略 IoIC2 IC1 IREF 代表符号代表符号当当R确确定定后后，IREF就就确确定定了了，而而Io也也随随之之确确定定，并并且且与所接负载无关，与所接负载无关，IC2可看作可看作IC1的镜象，故称之。的镜象，故称之。一、镜一、镜像电流源像电流源56.1
6、.1 BJT电流源电路电流源电路动态输出电阻动态输出电阻 一般一般ro在几百千欧以上在几百千欧以上一、镜一、镜像电流源像电流源66.1.1 BJT电流源电路电流源电路一、镜一、镜像电流源像电流源T1对对T2有有温度补偿作用，温度补偿作用，IC2 的温度稳定性好。但的温度稳定性好。但 IREF 受受+VCC、-VEE 波动的影响较明显。波动的影响较明显。T IC2 IC1 IC2 IR VR VB IB2 此电流源的工作电流此电流源的工作电流mA级，若要求级，若要求A级，必须级，必须R很大，在集成电路中难于实现。很大，在集成电路中难于实现。71、电路组成和原理：、电路组成和原理：在镜象电流源的基
7、础上接一个在镜象电流源的基础上接一个Re2，则有则有由由得得二、微电流源二、微电流源由于由于很小，很小，IC2的的值很小，值很小，达达A级级VBE1-VBE2 IREFIE2 VT ln往往往往几十几十mVRe2一般一般数数 K为为 IE2 的一个超越方程的一个超越方程8*T1对对T2仍有温度补偿作用，仍有温度补偿作用，又又T2本身射极电阻本身射极电阻 Re2 的存在的存在 IC2 的温度稳定性更好。的温度稳定性更好。2、说明：说明：9三、比例电流源：三、比例电流源：此电路改变了镜象电流源中此电路改变了镜象电流源中 IC2IREF 的关系，使的关系，使IC2可大可大于或小于于或小于IREF，I
8、C2 与与 IREF 成比例关系。成比例关系。两管参数相同，有两管参数相同，有若若则则其中其中*IB1+IB2IREFIC1T1IB1IE1Re1IB2IE2Re2T2IC210基于比例电流源的多路电流源基于比例电流源的多路电流源Re3IC3T3Re2IC2T2Re1IC1T1ReTIBT0RIREFVcc.IC11若各管的若各管的VBE相同，则相同，则当当IREF确定后，改变各射极确定后，改变各射极电阻电阻，即可获得不同比例即可获得不同比例的输出电流。的输出电流。*为集成运放的各级放大电路提供偏置电流为集成运放的各级放大电路提供偏置电流Re3IC3T3Re2IC2T2Re1IC1T1ReTI
9、BT0RIREFVcc.IC12补充：其它形式补充：其它形式电流源电流源射极偏置电路作电流源射极偏置电路作电流源T1：工作管，构成射极跟随器；工作管，构成射极跟随器；T2：分压式射极偏置电路构成恒流源，为：分压式射极偏置电路构成恒流源，为T1管提供静态电流管提供静态电流 IE1使射极跟随器的电压增益更接使射极跟随器的电压增益更接近近1、输入电阻非常大、输入电阻非常大同时充当同时充当T1的射极有源负载的射极有源负载136.1.2 FET电流源电流源1.MOSFET镜像电流源镜像电流源MOSFET基本镜像电路流基本镜像电路流 T1管的管的g、d相连相连饱和饱和T1、T2完全相同对管完全相同对管14
10、MOSFET基本镜像电路流基本镜像电路流 当器件具有不同的宽长比时当器件具有不同的宽长比时156.1.2 FET电流源电流源1.MOSFET镜像电流源镜像电流源 用用T3代替代替R，T1T3特性相同，特性相同，且工作在放大区，且工作在放大区，常用的镜像电流源常用的镜像电流源 得得 ID1=ID3=IREF 的值的值166.1.2 FET电流源电流源2.MOSFET多路电流源多路电流源IREF 值的求法同值的求法同实用镜像电流源实用镜像电流源176.1.2 FET电流源电流源3.JFET电流源电流源18共射电路的电压增益为：共射电路的电压增益为：电流源作有源负载电流源作有源负载T1组成共射电路组成共射电路电流源输出电阻电流源输出电阻充当充当T1的集电极的集电极电阻电阻Rc，作为作为有源负载有源负载T2、T3组成的组成的镜像电流源镜像电流源为共射为共射电路提供电路提供直流偏置电流直流偏置电流放大管放大管19作业：作业：P314 6.1.1 6.1.420