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1、模电模拟集成电路康华光1第1页，此课件共59页哦6.1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直流偏置直流偏置提供恒定工作点电流提供恒定工作点电流(恒流源恒流源)一一.BJT电流源电路电流源电路1.镜像电流源镜像电流源(1)电路组成电路组成T1,T2参数相同参数相同,包括包括 1 2VBE1VBE2 IB1IB2 ,IC1IC2Io(2)镜像电流源的作用镜像电流源的作用作用作用1:静态时可作为恒流源静态时可作为恒流源当当 较大时较大时,IB可以忽略可以忽略:IoIC2IREF VCC-VEET1T2RIREF2IBIC2=IoIC1当VCC,VEE,R 恒定时,输出电流Io 恒
2、定外电路外电路2第2页，此课件共59页哦作用作用2:动态时可作为动态电阻动态时可作为动态电阻静态恒流静态恒流 T1 T2输出特性稳定输出特性稳定:T2的的c e两端表现出的动态电阻数值两端表现出的动态电阻数值:rce2ro vCE/Ic较大较大,一般一般ro在几百千欧以上。在几百千欧以上。IBiCvCE vCE iCVCC-VEET1T2RIREF2IBIC2=IoIC1外电路外电路3第3页，此课件共59页哦2.微电流源微电流源由于由于VBE很小很小,所以所以IoIC2也很小。也很小。作用作用2动态时可作为动态电阻动态时可作为动态电阻VCC-VEET1T2RRe2IoIC2IE2 作用作用1静
3、态时可作为恒流源静态时可作为恒流源IREFIB1+IB2IC2=IoIC1+VBE1-+VBE2-ro很大外电路外电路4第4页，此课件共59页哦vo=rce2(io-ib2)(io+ib2)Re2 经整理得经整理得:ro 的推导过程：的推导过程：求求ro 的图如右下图所示。设从的图如右下图所示。设从T1基极看进去的电阻为基极看进去的电阻为R:rbe2ib2 ib2Re2 rce2R rce1 ib1ib1io+vo-rce2较大R05第5页，此课件共59页哦二二.FET电流源电路电流源电路1.MOSFET镜像电流源镜像电流源作用作用1:静态时可作为恒流源静态时可作为恒流源Io=ID2IREF=
4、当当VDD,VSS,VGS,R 恒定时恒定时,输出电流输出电流Io 恒定。恒定。作用作用2:动态时可作为大电阻动态时可作为大电阻rdsT1T2+VDD-VSST3MOSFET镜像电流源的改进T1T2+VDD-VSSRIREF=ID1ID2=Io+VGS-ID2=Io+VGS-Io=ID2=Kn2(VGS VT2)27第7页，此课件共59页哦T1T2+VDD-VSST3T3T4IREFID2+VGS-ID3ID42.MOSFET多路镜像电流源多路镜像电流源当当VDD,VSS,VGS 恒定时恒定时,各输出电流各输出电流 恒定。恒定。8第8页，此课件共59页哦3.JFET电流源电流源-VSSID=I
5、o作用作用1:静态时可作为恒流源静态时可作为恒流源VGS=0Io=ID=IDSS(1-VGS/Vp)2 =IDSS 恒流恒流作用作用2:动态时可作为大电阻动态时可作为大电阻rdsVGSiDvDS vds idds 两端表现出的动态电阻数值两端表现出的动态电阻数值:rdsro vds/id较大较大9第9页，此课件共59页哦6.2 差分式放大电路差分式放大电路集成电路的工艺特点：集成电路的工艺特点：(1)元元器器件件具具有有良良好好的的一一致致性性和和同同向向偏偏差差，因因而而特特别别有有利利于实现需要对称结构的电路。于实现需要对称结构的电路。(2)集集成成电电路路的的芯芯片片面面积积小小，集集成
6、成度度高高，所所以以功功耗耗很很小小，在在毫毫瓦以下。瓦以下。(3)不易制造大电阻不易制造大电阻,需要大电阻时需要大电阻时,往往使用有源负载。往往使用有源负载。(4)只只能能制制作作几几十十pF以以下下的的小小电电容容。如如需需大大电电容容，只只有有外外接。接。(5)不能制造电感不能制造电感,如需电感如需电感,也只能外接。也只能外接。因此因此,集成放大器等模拟集成电路都采用直接耦合方式。集成放大器等模拟集成电路都采用直接耦合方式。10第10页，此课件共59页哦直耦放大电路的特殊问题直耦放大电路的特殊问题零点漂移零点漂移1.零漂现象零漂现象2.产生零漂的原因产生零漂的原因由温度等变化引起的。由温
7、度等变化引起的。当温度变化使第一级放大器当温度变化使第一级放大器的静态值发生微小变化时的静态值发生微小变化时,这种变化量会被后面的电路这种变化量会被后面的电路逐级放大逐级放大,最终在输出端产最终在输出端产生较大的电压漂移。因而零生较大的电压漂移。因而零点漂移也叫点漂移也叫温漂温漂。输入输入vi=0时时,输出有缓慢变化的电压产生。输出有缓慢变化的电压产生。11第11页，此课件共59页哦3.3.零点漂移的危害零点漂移的危害零点漂移的危害零点漂移的危害 直接影响对输入信号测量的准确程度和分辨能力。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严重时，
8、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。还是漂移电压。4.减小零漂的措施减小零漂的措施 减少第一级零漂是关键。减少第一级零漂是关键。只有输入端的等效漂移电压比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。出来。减小零漂的措施：减小零漂的措施：采用差动放大电路。采用差动放大电路。差动放大电路是抑制零点漂移最有效的电路结构。差动放大电路是抑制零点漂移最有效的电路结构。12第12页，此课件共59页哦一一.基本差动放大电路基本差动放大电路 1.电路组成电路组成两管特性及元件两管特性及元件的参数值相等
9、的参数值相等,静静态工作点相同。态工作点相同。有两个输入端、两有两个输入端、两个输出端。个输出端。2.2.抑制零点漂移原理抑制零点漂移原理抑制零点漂移原理抑制零点漂移原理静态时静态时,vi1=vi2=0,vo=VC1VC2=0当温度升高时当温度升高时IC VC1,VC1 (两管变化量相等两管变化量相等)vo=(VC1+VC1)(VC2+VC2)=0对称差动放大电路对两管的漂移有抑制作用。对称差动放大电路对两管的漂移有抑制作用。对称差动放大电路对两管的漂移有抑制作用。对称差动放大电路对两管的漂移有抑制作用。利用对称性利用对称性抑制抑制抑制抑制零漂零漂+VCCRCRB2T1RB1RCRB2RB1T
10、2+vo+vi1 vi2 +vo1-+vo2-IC1IC214第14页，此课件共59页哦(2)差动放大电路的输入方式差动放大电路的输入方式双端输入双端输入:需放大的信号需放大的信号vi可从两输入端之间输入可从两输入端之间输入;单端输入单端输入:vi可从一个输入端对地输入可从一个输入端对地输入,另一输入端接地另一输入端接地;比较输入比较输入:vi1vi2,分别从两输入端输入信号。分别从两输入端输入信号。(3)差模输入信号与共模输入信号差模输入信号与共模输入信号 任意两个输入信号任意两个输入信号vi1、vi2均可分解为均可分解为:vi1=vic+vid/2 vi2=vic-vid/23.差动放大电
11、路几个基本概念差动放大电路几个基本概念(1)差动放大电路的输差动放大电路的输出方式出方式双端输出双端输出从两管从两管集电极输出电压集电极输出电压;单端输出单端输出从从T1(或或T2)集电极对地输集电极对地输出电压出电压;+VCC+vo+vi1 vi2 +RCRB2T1RB1RCRB2RB1T2+vo1-+vo2-15第15页，此课件共59页哦vi1=vic+vid/2vi2=vic-vid/2其中其中:vic=(vi1+vi2)/2共模输入信号共模输入信号vid=(vi1-vi2)差模输入信号差模输入信号可见可见,相对相对vi1、vi2而言而言:vic 是一对是一对大小相等、相位相同的信号。大
12、小相等、相位相同的信号。大小相等、相位相同的信号。大小相等、相位相同的信号。零漂信号即以此形式输入。因为零漂信号即以此形式输入。因为零漂信号即以此形式输入。因为零漂信号即以此形式输入。因为当温度变化时当温度变化时:将使两管将使两管集电极电流产生变化集电极电流产生变化,且两管变化趋势是相同的且两管变化趋势是相同的,其效果相其效果相当于在两个输入端加入了共模信号。当于在两个输入端加入了共模信号。vid 是一对是一对大小相等、相位相反的信号。有用信号以此形式大小相等、相位相反的信号。有用信号以此形式大小相等、相位相反的信号。有用信号以此形式大小相等、相位相反的信号。有用信号以此形式输入。输入。输入。
13、输入。+VCC+vo+vi1 vi2 +RCRB2T1RB1RCRB2RB1T2+vo1-+vo2-16第16页，此课件共59页哦(4)差模电压增益与共模电压增益差模电压增益与共模电压增益差模电压增益差模电压增益:Avd=vod/vid共模电压增益共模电压增益:Avc=voc/vic总输出电压总输出电压:vo=vod+voc=Avdvid+Avc vic 不管何种输入输不管何种输入输出形式出形式,若：若：vod差模输入信差模输入信号产生的输出号产生的输出voc共模输入信共模输入信号产生的输出号产生的输出则：则：共模抑制比共模抑制比:反映抑制零漂能力反映抑制零漂能力,越大越好越大越好越小越好越小
14、越好+VCC+vo+vi1 vi2 +RCRB2T1RB1RCRB2RB1T2+vo1-+vo2-17第17页，此课件共59页哦4.基本差动放大电路的分析与计算基本差动放大电路的分析与计算(1)静态分析静态分析目的目的:求求 IB,IC,VCE直流通路如图：直流通路如图：+VCCRCRB2RB1RCRB2RB1+vCE1-+vCE2-IB1IB2IC1IC2IC1IC2 1 IB1VCE1VCE2 VCC IC1 RC(2)差模动态分析差模动态分析四种四种:双入双出双入双出;双入单出双入单出;单入双出单入双出;单入单出。单入单出。目的目的:求求 Avd,Rid,Ro,KCMRIB1IB218第
15、18页，此课件共59页哦iiii+vi -RB1RB1RL+vo 差模动态分析差模动态分析(双入双出双入双出)+VCC+vi1 vi2 +RCRB2T1RB1RCRB2RB1T2vi 从两输入端之间从两输入端之间输入信号输入信号;vo从两管集电极输从两管集电极输出电压出电压;+vo RCRB2rbeib ibRCRB2ibrbe ibRL+vi 相当于相当于:vi1=-vi2=vi/2差模信号小信号电路：小信号电路：19第19页，此课件共59页哦RL+vo+vi -rbeiiib ibRB2RCRB1rbeiiib ibRB2RCRB1图中图中:即即:vi=2iiRB1+2ibrbe+vo1-
16、+vo2 -vo1=vo=vo1-vo2vo2=20第20页，此课件共59页哦RL+vo+vi -rbeiiib ibRB2RCRB1rbeiiib ibRB2RCRB1+vo1-+vo2 -差模输入电阻差模输入电阻:Rid=2(RB1+RB2/rbe)输出电阻输出电阻:Ro=2RC差模电差模电压增益压增益:Avd=vo/vi21第21页，此课件共59页哦双入双出：双入双出：差模电差模电压增益压增益:Avd=vo/vi差模输入电阻差模输入电阻:Rid=2(RB1+RB2/rbe)输出电阻输出电阻:Ro=2RC双入单出双入单出请自己分析！请自己分析！差模电差模电压增益压增益:Avd=vo/vi差
17、模输入电阻差模输入电阻:Rid=2(RB1+RB2/rbe)输出电阻输出电阻:Ro=RC差模动态分析总结差模动态分析总结22第22页，此课件共59页哦单入双出单入双出请自己分析！请自己分析！差模电差模电压增益压增益:Avd=vo/vi差模输入电阻差模输入电阻:Rid=2(RB1+RB2/rbe)输出电阻输出电阻:Ro=2RC单入单出单入单出请自己分析！请自己分析！差模电差模电压增益压增益:Avd=vo/vi差模输入电阻差模输入电阻:Rid=2(RB1+RB2/rbe)输出电阻输出电阻:Ro=RC与双入双出与双入双出相同相同与双入单出与双入单出相同相同23第23页，此课件共59页哦(3)共模动态
18、分析共模动态分析2种种:双出双出;单出单出目的目的:求求Avc,KCMR零漂信号零漂信号零漂信号零漂信号相当于在两相当于在两个输入端加入了共个输入端加入了共模信号。模信号。当有当有零漂时零漂时:vi1=vi2=vic+VCC+vi1 vi2 +RCRB2T1RB1RCRB2RB1T2这时共模电压增益？这时共模电压增益？共模小信号电路如图：共模小信号电路如图：+voc1-RCRB2+voc2-RCRB2+vic -iiRB1+vic -iiRB1+voc+vic -vic +rbeib ibrbeib ib24第24页，此课件共59页哦+vic -rbeiiib+voc1-ibRB2RCRB1+
19、vic -rbeiiib+voc2-ibRB2RCRB1+voc 图中：图中：voc1=voc2双端输出时双端输出时:voc=voc1-voc2=0共模电压增益共模电压增益:Avc=voc/vic=0(理想化理想化)单端输出时单端输出时:vic=iiRB1+ibrbe这种电路不可单端输出voc=voc1=voc2=-=-ibRC/RL25第25页，此课件共59页哦二二.典型差动放大电路典型差动放大电路 1.电路组成电路组成R RE作用作用作用作用:稳定稳定Q点点,限制每个管子的漂移限制每个管子的漂移,使电路既能双端使电路既能双端输出输出,又能单端输出又能单端输出。R RE越越大大,抑制抑制抑制
20、抑制零漂效果零漂效果零漂效果零漂效果越好。越好。VEEEE作用作用作用作用:补偿静态时补偿静态时RE上的压降上的压降,获得合适的获得合适的Q点。点。R RP P作用作用作用作用:保证两个电路的对称。保证两个电路的对称。R RP P很小很小。+VCCCCRCRPT1RBRC RERBT2 2-VEEvi1 vi2vo1vo226第26页，此课件共59页哦+VCCCCRCRPT1RBRC RERBT2 2-VEEvi1 vi2vo1vo2T IB1=IB2 VB1=VB2(=-IB RB)VBE1=VBE2 IE1=IE2 VE1=VE2 IB1=IB2 这一过程类似于分压式偏置电路的温度稳定过程
21、。即使电路这一过程类似于分压式偏置电路的温度稳定过程。即使电路处于单端输出方式处于单端输出方式,仍有较强的抑制零漂能力。仍有较强的抑制零漂能力。2.2.抑制零点漂移原理抑制零点漂移原理抑制零点漂移原理抑制零点漂移原理静态时静态时(vi1=vi2=0)：IB1IB2IC1IC2当温度变化时：当温度变化时：IC1=IC2 IC1=IC2 27第27页，此课件共59页哦3.典型差动放大电路的静态分析典型差动放大电路的静态分析直流通路如图：直流通路如图：0-(-VEE)=IBRB+VBE+IERP/2+2IERE ICIE IBVCEVCC+VEEIC RCIERP/22IE RE +VCCCCRCR
22、PT1RBRC RERBT2 2-VEEvi1 vi2vo1vo2IB1IB2IC1IC24.差模动态分析差模动态分析四种四种:双入双出双入双出;双入单出双入单出;单入双出单入双出;单入单出。单入单出。目的目的:求求 Avd,Rid,Ro,KCMR28第28页，此课件共59页哦RBRBiiii+vi -RL+vo+VCCCCRCRPT1RBRC RERBT2 2-VEEvi1 vi2vo1vo2(1)双入双出双入双出(差模动态分析差模动态分析)vo从两管集电极输出电压从两管集电极输出电压;vi 从两输入端之间输入信号从两输入端之间输入信号;+vi vi=vi1-vi2相当于对地而言相当于对地而
23、言:vi1=-vi2=vi/2差模信号小信号电路：小信号电路：+vo RCRCREi 0vi1vi2双入时RE相当于短路rbeib ibibrbe ibRLRP/2RP/229第29页，此课件共59页哦vi=2ib(RB+rbe)+(1+)ib(RP/2)vo=vo1-vo2差模电压增益差模电压增益:Avd=vo/vi输出电阻输出电阻:Ro=2RC差模输入电阻差模输入电阻:Rid=2RB+rbe+(1+)(RP/2)RL+vo+vi -rbeiiib ibRCRBrbeiiib ibRCRB+vo1-+vo2-RP/2RP/230第30页，此课件共59页哦(2)双入单出双入单出(差模动态分析差
24、模动态分析)输出电阻输出电阻:Ro=RC差模输入电阻差模输入电阻:Rid=2RB+rbe+(1+)(RP/2)vi=2ib(RB+rbe)+(1+)ib(RP/2)vo=vo1=-=-ibRC/RL差模电压增益差模电压增益:Avd=vo/vi 或或:vo=vo2=+=+ib(RC/RL)+vi -rbeiiib ibRCRBrbeiiib ibRCRB+vo1-+vo2-RP/2RP/231第31页，此课件共59页哦+VCCCCRCRPT1RBRC RERBT2 2-VEEvi1 vi2vo1vo2(3)单入单出单入单出(差模动态分析差模动态分析)vo从从T1(或或T2)集电极对地集电极对地输
25、出电压输出电压;vi 从一个输入端对地输入从一个输入端对地输入,另一输入端接地另一输入端接地;相当于相当于:v=-v=vi/2差模信号小信号电路：小信号电路：+vi i 0单入时RE相当于断路vvRCRCREii+vi -iiRBRB+vo1-+vo2-vvrbeib ibrbeib ibRP/2RP/232第32页，此课件共59页哦与与双双入入单单出出相相同同+vi -rbeiiib ibRCRBrbeiiib ibRCRB+vo1-+vo2-RP/2RP/2输出电阻输出电阻:Ro=RC差模输入电阻差模输入电阻:Rid=2RB+rbe+(1+)(RP/2)vi=2ib(RB+rbe)+(1+
26、)ib(RP/2)vo=vo1=-=-ibRC/RL差模电压增益差模电压增益:Avd=vo/vi 或或:vo=vo2=+=+ib(RC/RL)33第33页，此课件共59页哦(4)单入双出单入双出(差模动态分析差模动态分析)与与双双入入双双出出相相同同RL+vo+vi -rbeiiib ibRCRBrbeiiib ibRCRB+vo1-+vo2-RP/2RP/2vi=2ib(RB+rbe)+(1+)ib(RP/2)vo=vo1-vo2差模电压增益差模电压增益:Avd=vo/vi输出电阻输出电阻:Ro=2RC差模输入电阻差模输入电阻:Rid=2RB+rbe+(1+)(RP/2)34第34页，此课件
27、共59页哦5.共模动态分析共模动态分析两种两种:双出双出;单出单出 零漂信号零漂信号相当于在两个输相当于在两个输入端加入了共模信号。入端加入了共模信号。当有当有零漂时零漂时:+VCCCCRCRPT1RBRC RERBT2 2-VEEvi1 vi2vo1vo2+vic -vic +vi1=vi2=vic这时共模电压增益？这时共模电压增益？共模小信号电路如图：共模小信号电路如图：voc1RCvoc2RC+voc REi=2(1+)ib RP/2RP/2+vic -RB+vic -RBrbe ibibrbe ibib35第35页，此课件共59页哦单端输出时单端输出时:voc=voc1=voc2=-=
28、-ib(RC/RL)RE,Avc,这种电路可单端输出双端输出时双端输出时:voc=voc1-voc2=0共模电压增益共模电压增益:Avc=voc/vic=0共模电共模电压增益压增益:共模抑制比共模抑制比:请自己求请自己求i=2(1+)ib+vic -rbeibvoc1 ibRCRB+vic -rbeibvoc2 ibRCRB+voc RERP/2RP/2vic=ib(rbe+RB)+(1+)ibRP/2+2(1+)ib RE36第36页，此课件共59页哦总结总结1.差模电压放大倍数差模电压放大倍数 与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关：与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关：双端
29、输出时：双端输出时：单端输出时：单端输出时：2.共模电压放大倍数共模电压放大倍数 与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关：与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关：双端输出时：双端输出时：单端输出时：单端输出时：Avc=037第37页，此课件共59页哦3.差模输入电阻差模输入电阻 差模输入电阻差模输入电阻Rid与输入输出方式无关，不论是单端输与输入输出方式无关，不论是单端输入还是双端输入：入还是双端输入：Rid=2RB+rbe+(1+)(RP/2)4.输出电阻输出电阻 与输出方式有关：与输出方式有关：单端输出时单端输出时:Ro=RC 双端输出时双端输出时:Ro=2RC5.共模抑制比共
30、模抑制比 双端输出时双端输出时:单端输出时单端输出时:或：或：KCMR很大很大38第38页，此课件共59页哦+VCCCCRCT1RCT2-VEE+vi1-vo1vo2+vi2-IoI Io o作用作用作用作用:稳定稳定Q点点,限制每个管子限制每个管子的漂移的漂移,静态电阻很小静态电阻很小,所需补偿所需补偿压降小压降小,动态电阻很大动态电阻很大,抑制零抑制零漂效果好。漂效果好。V VEEEE作用作用作用作用:补偿静态时补偿静态时I Io o上的压上的压降降,获得合适的获得合适的Q点。点。2.2.抑制零点漂移原理抑制零点漂移原理抑制零点漂移原理抑制零点漂移原理三三.带恒流源的差动放大电路带恒流源的
31、差动放大电路1.电路组成电路组成IB1IB2IC1IC243第43页，此课件共59页哦3.静态分析静态分析直流通路如图：直流通路如图：IC=Io/2VCEVCCIC RCVE VCCIC RC+VBE+VCCCCRCT1RCT2-VEEvo1vo2IoIB1IB2IC1IC24.动态分析动态分析目的目的:求求Avd,Rid,Ro,Avc,KCMR 分析方法分析方法:与典型差放相同。与典型差放相同。设恒流源的动态电阻为设恒流源的动态电阻为ro(很大很大),用用ro替换替换 RE 即可即可,则：则：44第44页，此课件共59页哦(1)双入双出、单入双出、双入双出、单入双出、差模电压增益差模电压增益
32、:Avd=vo/vi差模输入电阻差模输入电阻:Rid=2rbe输出电阻输出电阻:Ro=2RC(2)双入单出、单入单出、双入单出、单入单出、差模电压增益差模电压增益:Avd=vo/vi差模输入电阻差模输入电阻:Rid=2rbe输出电阻输出电阻:Ro=RC(3)共模增益共模增益双端输出时：双端输出时：单端输出时：单端输出时：Avc=045第45页，此课件共59页哦四四.实际带恒流源的差动放大电路实际带恒流源的差动放大电路1.电路组成电路组成各部分作用与抑制零点各部分作用与抑制零点漂移原理同前述电路。漂移原理同前述电路。2.静态分析静态分析IC=IC3/2VCEVCC-IC RC-VEVCC-IC
33、RC-(-VBE-IBRb)48第48页，此课件共59页哦3.动态分析动态分析其余情况的分析方法与前述差放相同其余情况的分析方法与前述差放相同,用用R等效等效替换替换 RE 或或 ro 即可即可,在此不再赘述。在此不再赘述。设恒流源的动态设恒流源的动态电阻为电阻为R等效等效:49第49页，此课件共59页哦T3、T4组成镜像电流源，作组成镜像电流源，作T1、T2的负载。的负载。五五.带有源负载的射极耦合差分式放大电路带有源负载的射极耦合差分式放大电路(有源负载差动放大电路有源负载差动放大电路)1.原理电路原理电路各部分作用与各部分作用与抑制零点漂移原理抑制零点漂移原理同前述电路。同前述电路。静态
34、分析静态分析VCE1=VCC-VEB3-(-VBE1)VCCIC1IC3=IEE/250第50页，此课件共59页哦IE6 IREFIC5 IE5各部分作用与抑各部分作用与抑制零点漂移原理同前制零点漂移原理同前述电路。述电路。(1)静态分析静态分析2.实际电路实际电路VCE1VCCVEB3VE1IC1=IC5/2VCCVEB3(-VBE1)VCC51第51页，此课件共59页哦(2)动态分析动态分析T1T2T3T4交流通路(双端输入)rbeib ibrce1rbe ibrce2+vo1-+vo2-rberbe ib ibibibrce3rce4小信号电路(双端输入)单入时断路单入时断路52第52页
35、，此课件共59页哦单端输出的电单端输出的电压增益压增益双端输出的双端输出的电压增益。电压增益。双端或单端输入时双端或单端输入时:vi=2ibrbe单端输出时单端输出时:vo=2 ib(rce2/rce4/RL)或或vo=-2 ib(rce1/rce3/RL)双端输出时双端输出时:vo=-2 ibrce1/rce3/(RL/2)-2 ibrce2/rce4/(RL/2)rce1rce2rce3rce4 单端输出时单端输出时:vo2 ibRL双端输出时双端输出时:vo-2 ibRL差模电压增益差模电压增益:|Avd|=|vo/vi|=RL/rbe差模输入电阻差模输入电阻:Rid=2rbe输出电阻输
36、出电阻(单端输出时单端输出时):Ro=rce1/rce3(或或rce2/rce4)输出电阻输出电阻(双端输出时双端输出时):Ro=rce1/rce3+rce2/rce4 rbeib ibrce1rbe ibrce2+vo1-+vo2-rberbe ib ibibibrce3rce453第53页，此课件共59页哦6.4 集成电路运算放大器集成电路运算放大器一一.集成运放的总体结构集成运放的总体结构v+v-vo输入级输入级:输入电阻高，能减小零点漂移和抑制干扰信号，一般采用带恒流源输入电阻高，能减小零点漂移和抑制干扰信号，一般采用带恒流源的差放的差放。中间级中间级:电压放大倍数高电压放大倍数高,通
37、常由多级放大器构成。通常由多级放大器构成。输出级输出级:与负载相接与负载相接,输出电阻低输出电阻低,带负载能力强带负载能力强,常由互补对称电路或常由互补对称电路或射极输出器构成。射极输出器构成。偏置电路偏置电路:为上述各级电路提供稳定合适的静态工作点为上述各级电路提供稳定合适的静态工作点,由各种恒流源电路组由各种恒流源电路组成。成。54第54页，此课件共59页哦AB二、集成运算放大器二、集成运算放大器741(通用型集成运放通用型集成运放F007)1.电路组成电路组成输入级偏置电路中间级输出级55第55页，此课件共59页哦2.工作原理分析工作原理分析(1)输入级输入级T1 T6为主体组成的电路为
38、主体组成的电路 T1、T2和和 T3、T4管组成共集一共基复合差动输入电路。管组成共集一共基复合差动输入电路。其中其中T1和和T2管作为射极输出器，输入电阻高。管作为射极输出器，输入电阻高。T3 和和T4管是横向管是横向PNP管，发射结反向击穿电压高，可使管，发射结反向击穿电压高，可使输入差模信号达到输入差模信号达到30V以上。以上。T5、T6、T7 和和R1、R2、R3组组成成具具有有基基极极补补偿偿作作用用的的镜镜象象电电流流源源，作作为为差差动动输输入入级级的的有有源源负负载载，可可以以提提高高输输入入级级的的增益。增益。它们同时还有单端输出转换为双端增益的功能。它们同时还有单端输出转换
39、为双端增益的功能。56第56页，此课件共59页哦(2)偏置电路偏置电路T8 T13为主体组成的电路为主体组成的电路T12、R5和和T11构成了主偏置电路，产生基准电流：构成了主偏置电路，产生基准电流：其他偏置电流都与基准电流有关。其他偏置电流都与基准电流有关。T10、T11和和R4组组成成微微电电流流源源，通通过过T8和和T9组组成成的的镜镜象象电电流流源源为差动输入级提供偏置电流。为差动输入级提供偏置电流。T12和和T13管管构构成成多多支支路路电电流流源源。T13管管是是多多集集电电极极三三极极管管，其其集集电电极极电电流流和和的的大大小小比比例例为为3:1。B路路作作为为中中间间级级的的
40、有有源负载。源负载。A路为输出级提供偏置。路为输出级提供偏置。57第57页，此课件共59页哦(3)中间级中间级T16 T17为主体组成的电路为主体组成的电路T16和和T17是复合管组成的共射放大电路，是复合管组成的共射放大电路，T13B作这一级的集作这一级的集电级有源负载。电级有源负载。(4)输出级输出级T14 T15、T18 T23为主体组成的电路为主体组成的电路T14和和T20管管组组成成互互补补对对称称输输出出级级，T18、T19和和 R8为为其其提提供供静静态态偏置以克服交越失真。偏置以克服交越失真。T15和和 R9保保护护T14管管，使使其其在在正正向向电电流流过过大大时时不不致致烧烧坏坏。T21、T23、T22管和管和 R10保护保护 T20管在负向电流过大时不致烧坏。管在负向电流过大时不致烧坏。(5)相位分析相位分析 用用“瞬瞬时时极极性性法法”判判定定，3号号腿腿为为同同相相端端；2号号腿腿为为反反相相端。端。58第58页，此课件共59页哦第六章第六章模拟集成电路模拟集成电路结结 束束59第59页，此课件共59页哦