模拟电路第二章知识点总结

2 F
2 F
) 2
5.MOS 电流源
在 MOS 模拟集成电路中，电流源的形式与 BJT 电流源相似。
MOS 镜像电流源：
Ir
IO
T1
T2
图 简单镜像电流源 MOS 镜像电流源的电路和原理、等效电路、电流与输出电阻
ro1 vgs
gm2vgs
ro 2
Ir Io Io Ir ro1gm2 ro1 ro2
差动输入，双端输出：差模放大倍数 Ad A1
差动输入，单端输出： Ad
1 2
A1
EC
Rb
Rc +
Vo
Rs
T1
-
Rc
Rb
T2
+ Vi -2
+ Vi
I
-2
Rs
EE
单端输入，双端输出： Ad A1
Rs
+ V
-
Rb T1
Rc
Rc
+ Vo -
IC1
IC2
ห้องสมุดไป่ตู้T2
Ve I
单端输入，单端输出： Ad
1 2
A1
(3)甲乙类工作状态：它是介于甲类和乙类之间的一种工作状态，即发射结 处于正向运用的时间超过半个周期，但小于一个周期，即导通角大于 小于 。甲 乙类工作状态又称为 AB 类工作状态。
(4)丙类工作状态：发射结处于正向运用的时间小于半个周期，集电极电流 流通的时间还不到半个周期，即导通角小于 90º。丙类工作状态又称为 C 类工作 状态。
RL
100k
vO
+
RG2 RS
16k 2k
Cs
100 F
-
其微变等效电路为：
G
+
i+
RG
vi
vgs
RG1 / / RG2
-
Ri
-
Ri'
gm vgs
S
id
io
D
+
rds RD vo RL
-
Ro'
Ro
三、集成电路中的电流源 1.镜像电流源
镜像电流源的电路和原理、等效电路、电流与输出电阻
VCC
II R
IO IC2
MOS 比例电流源：
VDD IR
IO2
IO3
W1 L1
W2
W3
L2
L3
T1
VGS
T2
T3
IO2
W2 W1
/ /
L2 L1
IR
，
IO3
W3 W1
/ /
L3 L1
IR
威尔逊电流源：
VDD
IR
IO
T1
T2
T3
IO IR 改进型威尔逊电流源：
VDD
IR
IO
T4
T1
T2
T3
IO IR
五、差动放大电路的特性与分析（课上总结过表格，可与第 五章结合）
VDD
八、推挽输出级放大电路
功率放大器根据功放管导通时间的长短（或集电极电流流通时间的长短或导 通角大小），分为以下 4 个工组状态：
(1)甲类工作状态：在整个周期内晶体管的发射结都处于正向运用，集电极 电流始终是流通的，即导通角等于 180º。甲类工作状态又称为 A 类工作状态。
(2)乙类工作状态：晶体管的发射结在输入信号的半个周期内正向运用，另 外半个周期反向运用，晶体管半周导电半周截止。集电极电流只在半周内随信号 变化，而在另外半个周期截止，即导通角等于 90º。乙类工作状态又称 B 类工作 状态。
第二章 基本单元电路和输出级
一、基本单管放大器
1.共射组态（多级串联）
发射结正偏，集电结反偏。 基本电路：
VCC
RC
Ib
Vi
Ic
Vo
小信号等效电路：
ii
vi
v1
r
gmv1
ro
io
RC
vo
输入电阻：
Ri
vi ii
r
o gm
输出电阻：
Ro
vo io
vi 0
RC
// ro
2.共基组态
基本电路：
vi
基本电路： VDD
RL
M1 VB
vin
VOUT
小信号等效电路：
vgs
gmvgs
RS vin
g v mb bs
ro
RL vout
输入电阻：
rin
vin iin
(gm
RL ro gmb )ro
1
特点：输入电阻随负载电阻变化
二、放大电路的分析方法
1.图解分析法
在晶体三极管伏安特性曲线上作描述管外电路的负载线。 直流分析：
T1
T2
2.比例电流源
IO
II
VCC R
II T1
IC2 T2
R1 IE1 IE2
R2 Ic2 R1 I I R2
3.微电流源
II T1
I E1
IC2 T2
IE2
R2
IC2
VT R
ln
II IC2
4.威尔逊电流源
VCC
I B1 T1
IC1
IB2 T2
IE3
T3
II
IB3
IC3
2
IC3
Ir (1
VCE
iC
ic
Q
ICQ
VCEQ
VCC vCE o
t
vce
vCE
t
2.等效电路分析法
根据交流通路并利用小信号等效电路，画出微变等效电路。 以共源放大电路为例：
VCC(24V)
RG1
RD
100k
4.7k+ C2
+
0.1 F
vG
T 10F
+ C1
RS
+
vi
vs
-
RG
10M
iD
5 1
vGS 2
2
vs
2Ree
1
Rb
1 VEE VBE 2 Ree
Rb
vI 2
2.基本共射差放理想对称时的微变等效分析
半边差模微变等效电路：
Rb
Rb
vid
v1 r
2
差模输入电阻：
gmv1
RL'
vod 2
RL'
Re
//
1 2
RL
Rid 2(Rb rbe ) 差模输出电阻：
Rod Rc Rc 2Rc 单端输出时： Rod Rc 共模电压增益：
NMOS
小信号等效电路：
vin
g v m1 in
ro
RL vout
输入电阻：无穷大 输出电阻： rout ro // RL
5.共漏组态（源极跟随器） 了解
基本电路： VDD
VB
M2
I2
M1和M
工作
2
在饱和区
VOUT
VIN
M1
I1
RL
I3
输入电阻：无穷大 特点：能驱动较重负载，静态功耗较低。
6.共栅组态 了解
用二极管提供偏置的甲乙类互补功率放大电路：
R
D1
+ D2
ui
-
R
VCC
T1
+
T2
RL
uO -
VCC
EC Rb
Rs
EE EC
Rs
+ V
-
Rb
Rc +
T1
Vo -
Rc T2
Rb Rs
I EE
1.差放的偏置、输入和输出信号及连接方式
VCC
Rc
RL
Rc
C1
C2
vO1 vO2
T1
EE Rb
vI1
I EE
Rcm
其中 IEE IC1 IC2 2IC 差放的偏置电流：
T2 VEE
IC
VEE VBE
1.乙类推挽输出级放大电路的组成与工作原理
原理电路：
+VCC
UI
波形图： iC 2
V1 iC1 iC2
V2
VEE
iL
RL UO
o
t
iC 2
o
t
iL iC1 iC 2
o
t
交越失真：
iC1
iO
U BE 2
o
U BE1 o
t
iC 2
o
Ui
t 消除交越失真的方法：提供偏压。
2.甲乙类互补推挽输出级放大电路的组成与工作原理
RS
ii
vs
vi
Ri
v1 r
gmv1 0ii
ro
io
Ro
RL
vo
输入电阻：
Ri
vt it
r
(0 1)(RL // ro )
输出电阻：
Ro
vt it
(
RS r 0 1
)
//
r0
特点：输入电阻大，输出电阻小，电压增益近似为 1。
4.共源组态
基本电路（NMOS）：
VDD
RL VOut
VIn
Acc
Rb
gmr Rc rbe 2(1
)Rcm
共模输入电阻：
Ric
vic iic
vic ib
3.MOS 共源差放微变等效分析
MOS 共源差分放大器： VDD
RD Vout1
Vin1
RD
M1
M2
VN
I
Vout 2 Vin 2
小信号等效电路：
RD
RD
v v out1
out 2
vin1
g v m1 gs1 gm2vgs2 vgs1
共集—共射组态： VCC VOut
VIn
Q1
Q2
I BIAS
共集—共集组态：
VCC
VIn
Q1
Q2
I BIAS
VOut
达林顿组态： Cc
Bc
Q1
Q2
I BIAS
Ec
2.串接组态
双极型晶体管串接组态：
Q2
Ro
Q1
R Vo
Vi
VBIAS
VDD
MOS 晶体管串接组态：
Ro
M2
R Vo
M1
VBIAS
Vi
vgs 2
vin 2
vn
差分增益：
vout vin
vout1 vout 2 vin1 vin2
(gmv)RD (gmv)RD v (v)
2( gm v ) RD 2v
gmRD
差分输入电阻：无穷大
差分输出电阻：rout=rout1+rout2=2RD
六、多级放大器
1.共集-共射，共集-共集及达林顿组态
IB
VBB
RB
I BQ
Q
O
VBEQ
交流分析：
VCC IC RL
ICQ 1 arctan RB
VBB VBE
O
iB
Q
iB ib
I BQ
VCC iC RC
o o VBEQ t
VBB VIN VBB
vBE vbe
vBE VBB VIN o
v
t
O
O
Q IB IBQ
VCEQ
arctan 1 RL
VCC
VCC
RC
vo
小信号等效电路（忽略 rb 、 ro 和 r ）：
vi
re ve
gmve
RC
vo
输入电阻： Ri re 输出电阻： Ro RC 特点：输入电阻小，输出电阻大，不放大电流，高频特性好。
3.共集组态（射随器）
基本电路：
VCC
RS
ii
vs
偏置电源
io
vo
RL
VEE 小信号等效电路：