模拟电子技术基础第15讲恒流源和差分放大电路

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1、6.1集成电路运算放大器中的电流源6.2差分式放大电路6.3集成电路运算放大器6.4集成电路运算放大器的主要参数6集成电路运算放大器小结作业学习指导概述6.5专用型集成电路运算放大器学习指导在半导体制造工艺的基础上，将整个电路中的元器件制作在一块硅基片上，构成特定功能的电子电路，称为集成电路。其体积小，而性能却很好。集成电路按其功能分，有模拟集成电路和数字集成电路。模拟集成电路的种类繁多，其中集成运算放大器（简称集成运放）是应用极为广泛的一种。主要内容:(1)集成运放中的电流源;(2)差分式放大电路;(3)集成运放及主要参数。基本要求:(1)正确理解镜像电流源、

2、微电流源的工作原理、特点和主要用途；(2)重点掌握差分放大电路的工作原理和各项指标的计算；(3)正确理解运放的基本组成和工作原理。学习目标：1.了解电流源的构成、恒流特性及其在放大电路中的作用。2.正确理解直接耦合放大电路中零点漂移（简称零漂）产生的原因，以及零漂指标的定义方法。3.熟练掌握差模信号、共模信号、差模增益、共模增益和共模抑制比的基本概念。4.熟练掌握差分放大电路的组成、工作原理以及抑制零点漂移的原理。5.熟练掌握差分放大电路的静态工作点和动态指标的计算，以及输出与输入之间的相位关系。6.了解集成运放的内部结构及各部分功能、特点。7.了解集成运放主要

3、参数的定义，以及它们对运放性能的影响。概述集成电路组件将有源器件、无源器件电阻电容及电路连线等都集中在一块半导体基片上，并封装在一个外壳内便形成一个完整的电路和系统。集成元器件的特点1.电路结构与元件参数具有对称性电路中各元件在同一基片上，又是通过相同工艺过程制造的，容易制成特性相同的管子。通常同一块基片上相邻的元件具有同相偏差，它们的比值误差较小，匹配性好，对称性也好，因此集成电路中大量采用比值电路和对称电路。2.三极管是集成化元器件中最容易制造的、最基本的元件，二极管大多由三极管的发射结构成。3.用有源器件代替无源器件。(1)电阻元件由半导体的体电阻构成

4、，阻值越大，占用面积越大，其范围几十-20k；高阻值的电阻多用三极管等有源元件代替或外接。(2)电容元件一般由PN结的结电容或MOS管电容来制作，一般的容量小于200PF。不易制造大电容和电感元件，故集成电路中常采用直接耦合方式。集成运算放大器集成运算放大器是用集成电路工艺制成的具有很高电压放大倍数的多级直接耦合放大电路。1、要放大缓慢变化的信号2、便于集成运放的基本单元电路1、电流源2、差分式放大电路6.1集成电路运算放大器中的恒流源镜像电流源多路电流源电流源作有源负载微电流源在模拟集成电路中，广泛地使用电流源，为放大电路提供稳定的偏置电流，或作

5、为放大电路的有源负载。1.镜像电流源电路组成T1、T2的参数完全相同，即---参考电流---输出电流当1.镜像电流源恒流特性无论Rc的值如何，IC2的电流值将保持不变。把IC2看作是IREF的镜像，故称为镜像电流源。当不够大时，二者就存在一定的差别，故引入T0。精度更高的镜像电流源所以1.镜像电流源交流电阻由于T2的集电极电流基本不变。所以交流量一般Ro在几百千欧以上优点：（1）从结构上来看，T1对T2有温度补偿作用，IC2的温度稳定性较好；（2）可以得到较大的工作电流（mA级）。要想减小IC2，就要增大R，不利于集成，所以引入微电流源。缺点：2.微电流源由于

6、很小，所以IC2也很小数千欧故称为微电流源3.多路电流源当IREF确定后，改变各电流源的射极电阻，可以获得不同比例的输出电流。4.电流源作有源负载共射电路的电压增益为：对于此电路Rc就是镜像电流源的交流电阻，因此增益为表明集电极动态电流几乎全部流向负载电阻，即用电流源取代共射极电路的集电极电阻RC。放大管镜像电流源镜像电流源镜像电流源6.2差分式放大电路直接耦合放大电路零点漂移长尾差分式放大电路组合差放6.2.0概述6.2.1差分式放大电路差分式放大电路中的一般概念恒流源差分放大电路共模负反馈差放6.2.0概述1.直接耦合放大电路可以放大直流信号2

7、.直接耦合放大电路的零点漂移零漂：主要原因：温漂指标：#为什么一般的集成运算放大器都要采用直接耦合方式？外因：温度变化（温漂）；电源电压的波动输入短路时，输出仍有缓慢变化的电压产生。温度每升高1度时，输出漂移电压按电压增益折算到输入端的等效输入漂移电压值。（1）阻容耦合方式适用于（20Hz~200KHz）的交流信号，但在实际应用中，待放大的信号频率可能低于20Hz，或者是变化比较缓慢的，此时耦合电容的容抗会增加，增大了信号的衰减，阻碍了信号的传输；（2）在集成电路中制造电容比较困难，比如制造一个10pF的电容，所占用的硅片面积是制造10个三极管所占用的硅片面积，

8、不利于集成。内因：直接耦