chapter6模电课件演示文稿.ppt

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1、Welcometous!第六章集成电路运算放大器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：把整个电路中的元器件制作在一快硅基片上，构成特定的功能的电子电路。1就集成度分：小规模﹑中规模﹑大规模﹑超大规模（每块芯片上可有上亿个元件）2就导电类型分：双极型﹑单极型﹑两种兼容型3就功能分：数字集成电路﹑模拟集成电路﹑运算放大电路﹑功率放大电路等集成电路分类：由于制造工艺上的原因，模拟集成电路与分立元件电路相比有以下特点：（1）电阻和电容的值不宜做得太大，电路结构上采用直接藕合方式由于集成电路中，电阻是利用NPN管的基区体

2、电阻构成，电阻值的范围一般为几十欧~10千欧左右，阻值范围不大，且阻值精度不易控制，误差可达10%~20%。所以，若需要高阻值电阻，可用BJT或FET等组成的恒流源代替，或采用外接电阻的方法。电容则采用PN结的结电容构成，约在100PF以下，误差也较大，因此电路结构只能采用直接耦合方式。电感的制造则更加困难。集成电路的特点（2）为克服直接耦合电路的温度漂移，常采用差分式放大电路（3）尽量采用BJT（或FET）代替电阻﹑电容和二极管等元件在集成电路制造工艺中，制造三极管（特别是NPN管）比制造其他元件容易，且占用面积小，性能好。因此常用BJT（或FET）构成恒流源作偏置电阻；将BJT的基

3、极和集电极短接构成二极管﹑稳压管等；用复合管﹑共射—共基﹑共集—共基等组合电阻来改善单管电路的性能。让我们开始学习吧！1.镜像电流源2.微电流源3.电流源用作有源负载6.1集成电路运算放大器中的电流源IC2相当于IREF的镜像1.镜像电流源IC2≈IREF＝（Vcc—VBE）/R≈Vcc/R∴IC1＝IREF–2IB≈IREF设T1﹑T2参数完全相同。β1=β2，ICEO1=ICEO2，VBE1=VBE2，IE1=IE2，IC1=IC2存在问题：当β不够大时，IC2与IREF差异较大改进∵β较大，IB=IC/β＜＜IC，IC1≈IC2RRcT1T2Vcc2IBIREFIC1IE1IC2

4、IREFIC1IC2IBT1T2RVccT3IB2IB1IC2≈IREFIC2与IREF互为镜像镜像电流源改进电路：镜像电流源电路适合用于较大工作电流（mA级）的场合，若需要IC2↓→R↑，在集成电路中不易实现。故推出微电流源（μA级）2.微电流源IREFIC1IE2IC2RRe22IBT1T2Vcc∴IE2Re2=VBE1－VBE2∵IE2Re2+VBE2=VBE1（KVL方程）IE2=（VBE1－VBE2）/Re2IC2≈IE2∵⊿VBE的数值很小∴IC2亦很小，故称为微电流源IREF＝（Vcc—VBE）/R≈Vcc/R当电流变化时→IREF变化→⊿VBE变化很小→IC2变化很小（

5、远小于IREF的变化）∴IC2较稳定3.电流源用作有源负载RT2VccT1T3VOVIIREF特点：直流电阻小，交流电阻很大提高交流放大倍数而不影响静态工作点亦常用作射级负载电流源用作集电极负载6.2差分式放大电路线性放大vi1vi2vovo=AVD（vi1－vi2）差模电压增益基本差分式放大电路1.差模信号：vid=vi1－vi22.共模信号：vic=（vi1+vi2）/2可以看出：①差模信号是在两输入端各加入了一个大小相等，方向相反的信号。②共模信号是在两输入端各加入了一个大小相等，方向相同的信号。在差模共模信号同时存在的情况下（用叠加原理）vO=AVDvid+AVCvicAVD=

6、vod/vidAVC=voc/vic其中：称为差模电压增益称为共模电压增益vi1=vic+vid/2vi2=vic－vid/2iC1=iC2=IC=IO/2输入：vi1=vi2=0基本差分式放大电路1.静态分析（差、共摸相同）输出：vo=VC1－VC2=0输入信号电压vid=vi1－vi2=0输出亦为0VBE1=VBE2=0。7VVCE1=VCE2=VCC－ICRC+0。7V（VE=0。7V）IoiC2iC1C1C2eb1b2Rc1Rc2vo1T1T2+Vccvo2vE－VEEvi1vi2++－－rORc1Rc2T1T2iC2iC1C1C2b1b2vi1=vid/2++－－vi2=－v

7、id/2++－+vo1vo2－－vo2.动态分析①当vi1=-vi2=vid/2时称为差模输入一管电流将增加，一管电流将减小vo=vC1－vC2≠0输出为vid=vi1－vi2iC2iC1C1C2b1b2vi1++－－vi2++－+voc1voc2－－voc2.动态分析②当vi1=vi2=vic时称为共模输入两管电流将同时变化vo=vC1－vC2=0输出为0Rc1Rc2T1T22ro2ro3.主要技术指标的计算⑴差模电压增益*双端输入、双端输出