康华光-电子技术基础(第六版)模拟部分ch07
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电子技术基础模拟部分(第六版) 康华光ch04
止工作状态。
15
华中科技大学 张林
3. I-V 特性曲线及大信号特性方程
（1）输出特性及大信号特性方程
i D f (v DS ) vGS const.
② 可变电阻区 vDS <（vGS－VTN）
2 iD Kn [2(vGS VTN ) vDS vDS ]
预夹断临界点轨迹 iD/mA vDS＝vGS－VTN(或 vGD＝vGS－vDS＝VTN) 3V 饱和区 1.5 2.5V 1 2V 0.5 0 vGS＝1.5V 2.5 5 7.5 10 截止区 vDS/V 可变电阻区 2 (非饱和区)
14
华中科技大学 张林
3. I-V 特性曲线及大信号特性方程
（1）输出特性及大信号特性方程
i D f (v DS ) vGS const.
① 截止区
当vGS＜VTN时，导电沟道 尚未形成， iD ＝ 0 ，为截
预夹断临界点轨迹 iD/mA vDS＝vGS－VTN(或 vGD＝vGS－vDS＝VTN) 3V 饱和区 1.5 2.5V 1 2V 0.5 0 vGS＝1.5V 2.5 5 7.5 10 截止区 vDS/V 可变电阻区 2 (非饱和区)
I-V 特性： iD Kn (vGS VTN )2
vGS K nV ( 1)2 VTN vGS I DO ( 1)2 VTN
2 TN
2 I DO KnVTN 是vGS＝2VTN时的iD
必 须 让 FET 工 作 在 饱 和 区 （放大区）才有放大作用。
18
华中科技大学 张林
由于vDS较小，可近似为
iD 2Kn ( vGS VTN ) vDS
rdso dv DS diD
电子技术基础模拟部分第六版康华光共74页文档
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
电子技术基础模拟部分第六版康华光
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士பைடு நூலகம்亚
谢谢！
电子技术基础模拟部分第六版康华光
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士பைடு நூலகம்亚
电子技术基础 模拟部分 课后复习思考题答案
4．一高输入电阻的桥式放大电 路 如 图 所 示 ， 试 写 出 v o = f ( δ ) 的 表 达 式 （ δ = Δ R / R ） 。
解：
Rvi v i 2 R R 2 R R2 R2 R v o 2 v o1 1 v o2 2 R1 R1 R1 R2 R1 4 2 v o1 v A v o2 v B
10Ω 10Ω 1V 6 1V 10 5 V 1MΩ 10Ω 10 Ω
在拾音头与扬声器之间接入放大电路后，使用电压放大电路模型，则等效电路如下图所示
2
Vi
Ri 1MΩ Vs 1V 0.5V Rs Ri 1MΩ 1MΩ RL 10Ω AvoVi 1 0.5V 0.25V RL Ro 10Ω 10Ω
扬声器上的电压 Vo
四、试说明为什么常选用频率可连续变化的正弦波信号发生器作为放大电路的实验、测试信号源。用它可 以测量放大电路的哪些性能指标？ 答：因为正弦波信号在幅值、频率、初相位均为已知常数时，信号中就不再含有任何未知信息。并且任何 信号都可以展开为傅里叶级数表达式，即正弦波信号各次谐波分量的组合。正因为如此，正弦波信号常作 为标准信号用来对模拟电子电路进行测试。用它可以测量放大电路的输入电阻、输出电阻、增益、频率响 应和非线性失真。 五、在某放大电路输入端测量到输入正弦信号电流和电压的峰—峰值分别为 10μA 和 25mV，输出端接 4kΩ 电阻负载，测量到正弦电压信号的峰—峰值 1V。试计算该放大电路的电压增益 Av、电流增益 Ai、功率增益 Ap，并分别换算成 dB 数表示。 解：
8．设 计 一 反 相 放 大 器 ，电 路 如 图 所 示 ，要 求 电 压 增 益 A v = v o / v i =- 10 ，当 输 入 电 压 v i =- 1V 时 ， 流 过 R 1 和 R 2 的 电 流 小 于 2m A ， 求 R 1 和 R 2 的 最 小 值 。
解：
Rvi v i 2 R R 2 R R2 R2 R v o 2 v o1 1 v o2 2 R1 R1 R1 R2 R1 4 2 v o1 v A v o2 v B
10Ω 10Ω 1V 6 1V 10 5 V 1MΩ 10Ω 10 Ω
在拾音头与扬声器之间接入放大电路后，使用电压放大电路模型，则等效电路如下图所示
2
Vi
Ri 1MΩ Vs 1V 0.5V Rs Ri 1MΩ 1MΩ RL 10Ω AvoVi 1 0.5V 0.25V RL Ro 10Ω 10Ω
扬声器上的电压 Vo
四、试说明为什么常选用频率可连续变化的正弦波信号发生器作为放大电路的实验、测试信号源。用它可 以测量放大电路的哪些性能指标？ 答：因为正弦波信号在幅值、频率、初相位均为已知常数时，信号中就不再含有任何未知信息。并且任何 信号都可以展开为傅里叶级数表达式，即正弦波信号各次谐波分量的组合。正因为如此，正弦波信号常作 为标准信号用来对模拟电子电路进行测试。用它可以测量放大电路的输入电阻、输出电阻、增益、频率响 应和非线性失真。 五、在某放大电路输入端测量到输入正弦信号电流和电压的峰—峰值分别为 10μA 和 25mV，输出端接 4kΩ 电阻负载，测量到正弦电压信号的峰—峰值 1V。试计算该放大电路的电压增益 Av、电流增益 Ai、功率增益 Ap，并分别换算成 dB 数表示。 解：
8．设 计 一 反 相 放 大 器 ，电 路 如 图 所 示 ，要 求 电 压 增 益 A v = v o / v i =- 10 ，当 输 入 电 压 v i =- 1V 时 ， 流 过 R 1 和 R 2 的 电 流 小 于 2m A ， 求 R 1 和 R 2 的 最 小 值 。
华中科技大学《模拟电子技术基础》——CH07-1
+VDD IREF d1 + VDS1 T1 g T2 + VGS R NMOS d2
ID2=IO EF
两臂电流互相相等。 称为电流源是因为工作在饱和区
-VSS
iD2=iO ID2 1 斜率＝ ro 击穿
2.为什么采用这样的结构？
用T1管为T2提供稳定的VGS电压使 T2管工作在饱和区。
Rd ID2=IO + VDS2 -
(VGS2 VTN2 )2 ID2 (W2 / L2 )Kn2 (VGS1 VTN1 )2 IREF (W1 / L1 )Kn1
-VSS
iD2=iO 1 斜率＝ ro 击穿
IO I D2 W2 / L2 I REF I D1 W1 / L1
I B 2 rce
i C 2 1 ro ( ) vCE 2
R c1 T1
2IB c2 b1 b2
IC1
iC2=IC2 = IO= IREF T2 vCE
一般ro在几百千欧以上
－VEE
33
华中科技大学 刘勃
7.1.2 BJT电流源电路
1. 镜像电流源
其他形式
＋VCC IREF IC1 T1 R c1
24
可用范围
0
VGS-VTN
VDS
VBR
vDS2
华中科技大学 刘勃
7.1.1 FET电流源电路
1. MOSFET镜像电流源
I O I D2 I REF VDD VSS VGS R
2
+VDD IREF d1 + VDS1 T1 g T2 + VGS R NMOS d2 d2
Rd ID2=IO ID2=IO + VDS2 -
ID2=IO EF
两臂电流互相相等。 称为电流源是因为工作在饱和区
-VSS
iD2=iO ID2 1 斜率＝ ro 击穿
2.为什么采用这样的结构？
用T1管为T2提供稳定的VGS电压使 T2管工作在饱和区。
Rd ID2=IO + VDS2 -
(VGS2 VTN2 )2 ID2 (W2 / L2 )Kn2 (VGS1 VTN1 )2 IREF (W1 / L1 )Kn1
-VSS
iD2=iO 1 斜率＝ ro 击穿
IO I D2 W2 / L2 I REF I D1 W1 / L1
I B 2 rce
i C 2 1 ro ( ) vCE 2
R c1 T1
2IB c2 b1 b2
IC1
iC2=IC2 = IO= IREF T2 vCE
一般ro在几百千欧以上
－VEE
33
华中科技大学 刘勃
7.1.2 BJT电流源电路
1. 镜像电流源
其他形式
＋VCC IREF IC1 T1 R c1
24
可用范围
0
VGS-VTN
VDS
VBR
vDS2
华中科技大学 刘勃
7.1.1 FET电流源电路
1. MOSFET镜像电流源
I O I D2 I REF VDD VSS VGS R
2
+VDD IREF d1 + VDS1 T1 g T2 + VGS R NMOS d2 d2
Rd ID2=IO ID2=IO + VDS2 -
电子技术基础数字部分第六版答案完整版
电子技术基础数字部分第六版答案完整版
康华光《电子技术基础-数字部分》（第5版）笔记和课后习题（含考
研真题）详解
第1章 数字逻辑概论
1.1 复习笔记
一、模拟信号与数字信号
1．模拟信号和数字信号
（1）模拟信号
在时间上连续变化，幅值上也连续取值的物理量称为模拟量，幅值上也连续取值的物理量称为模拟量，表示模表示模
拟量的信号称为模拟信号，处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。
（2）数字信号
与模拟量相对应，在一系列离散的时刻取值，取值的大小和每次的增减都是量化单位的整数倍，即时间离散、数值也离散的信号。
表示数字量的信号称为数字信号，工作于数字信号下的电子电路称为数字电路。
（3）模拟量的数字表示
①对模拟信号取样，通过取样电路后变成时间离散、通过取样电路后变成时间离散、幅值连续的取样幅值连续的取样信号；
②对取样信号进行量化即数字化；
③对得到的数字量进行编码，生成用0和1表示的数字信号。
2．数字信号的描述方法
（1）二值数字逻辑和逻辑电平
在数字电路中，可以用0和1组成的二进制数表示数量的大小，也可以用0和1表示两种不同的逻辑状态。
在电路中，当信号电压在3.5～5 V 范围内表示高电平；在0～1.5 V 范围内表示低电平。
以高、低电平分别表示逻辑1和0两种状态。
（2）数字波形
①数字波形的两种类型 非归零码：在一个时间拍内用高电平代表1，低电平代表0。
归零码：在一个时间拍内有脉冲代表1，无脉冲代表0。
②周期性和非周期性
周期性数字波形常用周期T 和频率f 来描述。
脉冲波形的脉冲宽度用。
电子技术基础数字部分第六版康华光
模数转换的实现
模拟信号 3V
模数转换器
00000011 数字输出
1.1.4 数字信号的描述方法
1、二值数字逻辑和逻辑电平 二值数字逻辑
0、1数码---表示数量时称二进制数
表示方式
---表示事物状态时称二值逻辑
a 、在电路中用低、高电平表示0、1两种逻辑状态
逻辑电平与电压值的关系（正逻辑）
电压(V) 二值逻辑
3、数字电路的分析、设计与测试
(1)数字电路的分析方法 数字电路的分析:根据电路确定电路输出与输入之间的逻辑关系。 分析工具：逻辑代数。 电路逻辑功能主要用真值表、功能表、逻辑表达式和波形图。
(2) 数字电路的设计方法 数字电路的设计:从给定的逻辑功能要求出发，选择适当的 逻辑器件，设计出符合要求的逻辑电路。 设计方式:分为传统的设计方式和基于EDA软件的设计方式。
1.8万个电子管
保存80个字节
晶体管时代
器件
电流控制器件 —半导体技术
半导体二极管、三极管
半导体集成电路
电路设计方法伴随器件变化从传统走向现代
a)传统的设计方法： 采用自下而上的设计方法；由人工组装,经反复调试、验证、 修改完成。所用的元器件较多，电路可靠性差,设计周期长。
b)现代的设计方法： 现代EDA技术实现硬件设计软件化。采用从上到下设计方 法，电路设计、 分析、仿真 、修订 全通过计算机完成。
--数字电路可分为TTL 和 CMOS电路
从集成度不同 --数字集成电路可分为小规模、中规模、大规模、超
大规模和甚大规模五类。
集成度:每一芯片所包含的门个数
分类
小规模 中规模 大规模 超大规模
甚大规模
门的个数
典型集成电路
模拟信号 3V
模数转换器
00000011 数字输出
1.1.4 数字信号的描述方法
1、二值数字逻辑和逻辑电平 二值数字逻辑
0、1数码---表示数量时称二进制数
表示方式
---表示事物状态时称二值逻辑
a 、在电路中用低、高电平表示0、1两种逻辑状态
逻辑电平与电压值的关系（正逻辑）
电压(V) 二值逻辑
3、数字电路的分析、设计与测试
(1)数字电路的分析方法 数字电路的分析:根据电路确定电路输出与输入之间的逻辑关系。 分析工具：逻辑代数。 电路逻辑功能主要用真值表、功能表、逻辑表达式和波形图。
(2) 数字电路的设计方法 数字电路的设计:从给定的逻辑功能要求出发，选择适当的 逻辑器件，设计出符合要求的逻辑电路。 设计方式:分为传统的设计方式和基于EDA软件的设计方式。
1.8万个电子管
保存80个字节
晶体管时代
器件
电流控制器件 —半导体技术
半导体二极管、三极管
半导体集成电路
电路设计方法伴随器件变化从传统走向现代
a)传统的设计方法： 采用自下而上的设计方法；由人工组装,经反复调试、验证、 修改完成。所用的元器件较多，电路可靠性差,设计周期长。
b)现代的设计方法： 现代EDA技术实现硬件设计软件化。采用从上到下设计方 法，电路设计、 分析、仿真 、修订 全通过计算机完成。
--数字电路可分为TTL 和 CMOS电路
从集成度不同 --数字集成电路可分为小规模、中规模、大规模、超
大规模和甚大规模五类。
集成度:每一芯片所包含的门个数
分类
小规模 中规模 大规模 超大规模
甚大规模
门的个数
典型集成电路
模电 康华光 第六版
＋
vs
－
vn －
Rsi
vp ＋
100k ip
信号
＋
RL 1k
vo
－
负载
有电压跟随器时 根据虚短和虚断 ip≈0，vp＝vs vo＝vn≈ vp＝ vs
2.3.2 反相放大电路
1. 基本电路
i2= i1 R2
vi
R1
ii=0 vn＋ －
ii
vp
＋
i1 R1
N i2
R2 O
虚短
＋
＋
vn≈vp＝0
vo
vi －
2.3.1 同相放大电路
1. 基本电路
vp ＋
＋
＋
v－id －
vi －
R2
vn
R1
vo
＋
vi
vp
ip →
＋
vid=0
－
→in
＋ －
－
Avo(vp－vn)
＋
vo
－
iR R2
vn= vi R1
iR
vn R1
vi R1
（a）电路图
（b）小信号电路模型
2.3.1 同相放大电路
2. 几项技术指标的近似计算
N
i1
i4
vo
2.4.1 求差电路
一种高输入电阻的差分电路 如何提高输入电阻？
vi2
＋
A2
vi2
R2 P
R3
－
i2 vp
i3 +
vo
A3
vn
-
vi1
＋
R1
R4
A1
vi1
－
N
i1
i4
2.4.2 仪用放大器
《电子技术基础模拟部分》考研康华光版2021考研复习笔记
《电子技术基础模拟部分》考研康华光版2021考研
复习笔记
第1章绪论
1.1 复习笔记
作为绪论，本章主要介绍电子电路的一些基本概念和放大电路的基础知识，主要包括信号的分类、信号的频谱、四种放大电路模型的基本概念及增益表达式、放大电路的主要性能指标等内容，其中重点为放大电路模型增益表达式推导和主要的性能指标的定义。
绪论部分虽然知识点少，内容简单，但也要掌握，为后续的学习提供强有力的背景知识。
一、电子系统与信号
电子系统指若干相互连接、相互作用的基本电路组成的具有特定功能的电路整体。
信号是信息的载体，按照时间和幅值的连续性及离散性可把信号分成4类，具体如表1-1-1所示。
表1-1-1 信号的分类
二、信号的频谱
任意满足狄利克雷条件的周期函数都可展开成傅里叶级数（含有直流分量、基波、高次谐波），从这种周期函数中可以取出所需要的频率信号，过滤掉不需要的频率信号，也可以过滤掉某些频率信号，保留其他频率信号。
幅度频谱：信号各频率分量的振幅随角频率变化的分布。
相位频谱：信号各频率分量的相位随角频率变化的分布。
三、放大电路模型
信号放大电路是最基本的模拟信号处理电路，所谓放大作用，其放大的对象是变化量，本质是实现信号的能量控制。
放大电路有以下4种类型，其模型与相应增益表达式见表1-1-2。
表1-1-2 四种放大电路模型及增益表达式
四、放大电路的主要性能指标
放大电路的主要性能指标如表1-1-3所示。
表1-1-3 放大电路的主要性能指标。
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vO2 d2 iD2
vS -VSS
T2
g2 vi2
s2
＋
－ VGS2
＋ -vid/2
－
＋
vic
－
25
7.2.2 FET差分式放大电路
2. 静态工作原理
静态
I D1Q
=
I D2Q
I DQ
1 2
IO
VGS1Q = VGS2Q = VGSQ
由 IDQ Kn (VGSQ VTN )2
可求得 VGSQ
T1
T2
g2 vi2
vO1
t vO2
t
＋
s1
＋
VGS1 －1
vS
s2
＋
－ VGS2
＋
VDQ
VDQ
vic －
IO
ro
vic －
t
t
-VSS
28
7.2.2 FET差分式放大电路
2. 工作原理
抑制零点漂移原理
温度变化和电源电压波动，都将使两个漏极电流产生变化，
iD2=iO
（ =0） IO ID2 (W / L)2
ID2
IREF ID1 (W / L)1
斜率＝ 1 ro
击穿
可用范围
+
VDS2 -
电流源是双口网络还是单口网络？
0 VGS-VTN VDS
7
VBR
vDS2
7.1.1 FET电流源电路
1. MOSFET镜像电流源
用T3代替R，T1~T3特性相同
动态电阻
ro
( iC2 )1 vCE2
IB2 rce
＋VCC
IREF
R 2IB
IC1 c1 b1
T1
c2 iC2=IC2 = IO= IREF
b2
T2 vCE
一般ro在几百千欧以上
－VEE
13
7.1.2 BJT电流源电路
1. 镜像电流源 其他形式
＋VCC
IREF
R 2IB
IC1 c1 b1
IREF R
d1
+ VDS1
-
NMOS
T1
g T2
+
VGS -
-VSS
IO
I D2
I REF
VDD
VSS R
VGS
d2 ID2=IO
+ VDS2 -
5
7.1.1 FET电流源电路
1. MOSFET镜像电流源
+VDD
IO
I D2
I REF
VDD
VSS R
VGS
再根据 IREF ID1 Kn VGS VTN 2
便可求出电流值
IO的电流值与Rd无关
Rd 的 值 在 一 定 范 围 内 变 化 时 （VDS2 > VGS-VTN），IO的电流值将 保持不变，反映出IO的恒流特性。
IREF R d1 + VDS1 -
-VSS
NMOS
T1
g T2
+
VGS -
d2 RIDd2=IO d2 ID2=IO
+
VDS2 -
Rd2 vO －
vO2 d2 iD2
vO1
t vO2
vi1 g1
T1
T2
g2 vi2
t ＋
+vid/2
＋
s1
VGS1 －1
vS
s2
＋
－ VGS2
＋ -vid/2
VDQ
VDQ
－
IO
－
t
t
-VSS
27
7.2.2 FET差分式放大电路
2. 工作原理
vi1和vi2大小相等，相位相同。vO1和vO2大小相等，
IC2＝IO
+
T2
VBE2 -
Re2
由于 VBE 很小， 所以IC2也很小。
ro≈rce2（1＋
Re2 ）
rbe2 Re2
－VEE
（参考射极偏置共射放大电路的输出电阻 R）o
15
7.1.2 BJT电流源电路
3. 高输出阻抗电流源
＋VCC
I REF
VCC
VBE3
VBE2 R
VEE
g
vDS
－
s
iD IO
IDSS (1 vDS )
1
ro I DSS
－VSS (a)
1
ro= 斜率 可用范围
|VTP| (b)
耗尽型MOS管也可采用类似的方式构成电流源
vD
VBR
S
11
7.1.2 BJT电流源电路
1. 镜像电流源
＋VCC
T1、T2的参数全同
VBE2 = VBE1
IE2 = IE1
7.1 模拟集成电路中的直流偏置技术 7.2 差分式放大电路 7.3 差分式放大电路的传输特性 *7.4 带有源负载的差分放大电路 7.5 集成运算放大器 7.6 实际集成运算放大器的主要参数和对应用电
路的影响 7.7 变跨导式模拟乘法器 7.8 放大电路中的噪声与干扰
3
7.1 模拟集成电路中的 直流偏置技术
+VDD
Rd1
Rd2
iD1 g1
＋ d1 T1 vDS1
＋
s1 － vS
VGS1 －1
＋
vDS2
d2 T2
iD2 g2
－ s2
＋
－ VGS2
IO
VDS1 VDS2 Vd1 Vs1
-VSS
VDD IDQ Rd1 (VGSQ )
最后需要校验是否工作在饱和区
26
7.2.2 FET差分式放大电路
T1
c2 iC2=IC2 = IO= IREF
b2
T2 vCE
－VEE
＋VCC
T1
IC1
2IB
IREF R －VEE
T2 iC2
14
7.1.2 BJT电流源电路
＋VCC
2. 微电流源
IO IC2 IE2
VBE1 VBE2 Re2
VBE Re2
IREF
R 2IB
IC1
T1 + - VBE1
g4
T4 (W/L)4
－ VGS3 ＋ ＋ VGS4 －
ID1
ID2
VDS4 VGS4 VTN4
(W/L)1T1
T1
T2 (W/L)2
－ VSS
9
7.1.1 FET电流源电路
3. 组合电流源
除宽长比外，
＋VDD
ID0＝IREF
d0
T0
g0 NMOS
＋ ＋VGS0 －
I2 d2
－
VGS4
s4
＋ vi1
－
O1 T1
iic
＋ vO －
O2 I2
T2
＋
iid
vi2 －
e
Io
iic
V－
24
7.2.2 FET差分式放大电路原理分析
1. MOSFET电路组成
+VDD
T1、T2对称
源极共用电流
源支路
vi1
＋
+vid/2－ ＋
vic －
Rd1 ＋
iD1 d1 vO1
g1
T1
＋
s1
VGS1 －1
IO
Rd2 vO －
(W (W
/ /
L)5 L)4
I4
(W (W
/ /
L)5 L)4
I3
－VSS
需保证所有管子工作在饱和区
(W (W
/ /
L)5 L)4
(W (W
/ /
L)3 L)1
I REF
10
7.1.1 FET电流源电路
4. JFET电流源
JFET是耗尽型
iD＝IO
iD
管，所以VGS=0
d
时工作在饱和区
+
IO
21
VDD
差分放大器输出信号也可以分为共
RD
+ vo -
RD
模信号和差模信号。
vo1 voc vod / 2
vod vo1 vo2
T1
vo1 vo2
T2
vo2 voc vod / 2
voc (vo1 vo2 ) / 2
vo1
voc
vod
/
2
A vcvic
1 2
《电子技术基础》
模拟部分 （第六版）
电子技术基础模拟部分
1 绪论 2 运算放大器 3 二极管及其基本电路 4 场效应三极管及其放大电路 5 双极结型三极管及其放大电路 6 频率响应 7 模拟集成电路 8 反馈放大电路 9 功率放大电路 10 信号处理与信号产生电路 11 直流稳压电源
2
7 模拟集成电路
输入信号为零时，输出电压不为零且缓慢变化的现象。 产生零漂的主要原因：（1）温度变化引起，也称温漂
（2）电源电压波动 温漂指标： 温度每升高1ºC，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。
23
7.2.1 差分放大器概述
5. 三端器件组成的差分式放大电路
V+
R1 vO1
R2 vO2
I1
＋ g4
－
VGS5
g5 ＋
s5
T4
vS -VSS
T2
g2 vi2
s2
＋
－ VGS2
＋ -vid/2
－
＋
vic
－
25
7.2.2 FET差分式放大电路
2. 静态工作原理
静态
I D1Q
=
I D2Q
I DQ
1 2
IO
VGS1Q = VGS2Q = VGSQ
由 IDQ Kn (VGSQ VTN )2
可求得 VGSQ
T1
T2
g2 vi2
vO1
t vO2
t
＋
s1
＋
VGS1 －1
vS
s2
＋
－ VGS2
＋
VDQ
VDQ
vic －
IO
ro
vic －
t
t
-VSS
28
7.2.2 FET差分式放大电路
2. 工作原理
抑制零点漂移原理
温度变化和电源电压波动，都将使两个漏极电流产生变化，
iD2=iO
（ =0） IO ID2 (W / L)2
ID2
IREF ID1 (W / L)1
斜率＝ 1 ro
击穿
可用范围
+
VDS2 -
电流源是双口网络还是单口网络？
0 VGS-VTN VDS
7
VBR
vDS2
7.1.1 FET电流源电路
1. MOSFET镜像电流源
用T3代替R，T1~T3特性相同
动态电阻
ro
( iC2 )1 vCE2
IB2 rce
＋VCC
IREF
R 2IB
IC1 c1 b1
T1
c2 iC2=IC2 = IO= IREF
b2
T2 vCE
一般ro在几百千欧以上
－VEE
13
7.1.2 BJT电流源电路
1. 镜像电流源 其他形式
＋VCC
IREF
R 2IB
IC1 c1 b1
IREF R
d1
+ VDS1
-
NMOS
T1
g T2
+
VGS -
-VSS
IO
I D2
I REF
VDD
VSS R
VGS
d2 ID2=IO
+ VDS2 -
5
7.1.1 FET电流源电路
1. MOSFET镜像电流源
+VDD
IO
I D2
I REF
VDD
VSS R
VGS
再根据 IREF ID1 Kn VGS VTN 2
便可求出电流值
IO的电流值与Rd无关
Rd 的 值 在 一 定 范 围 内 变 化 时 （VDS2 > VGS-VTN），IO的电流值将 保持不变，反映出IO的恒流特性。
IREF R d1 + VDS1 -
-VSS
NMOS
T1
g T2
+
VGS -
d2 RIDd2=IO d2 ID2=IO
+
VDS2 -
Rd2 vO －
vO2 d2 iD2
vO1
t vO2
vi1 g1
T1
T2
g2 vi2
t ＋
+vid/2
＋
s1
VGS1 －1
vS
s2
＋
－ VGS2
＋ -vid/2
VDQ
VDQ
－
IO
－
t
t
-VSS
27
7.2.2 FET差分式放大电路
2. 工作原理
vi1和vi2大小相等，相位相同。vO1和vO2大小相等，
IC2＝IO
+
T2
VBE2 -
Re2
由于 VBE 很小， 所以IC2也很小。
ro≈rce2（1＋
Re2 ）
rbe2 Re2
－VEE
（参考射极偏置共射放大电路的输出电阻 R）o
15
7.1.2 BJT电流源电路
3. 高输出阻抗电流源
＋VCC
I REF
VCC
VBE3
VBE2 R
VEE
g
vDS
－
s
iD IO
IDSS (1 vDS )
1
ro I DSS
－VSS (a)
1
ro= 斜率 可用范围
|VTP| (b)
耗尽型MOS管也可采用类似的方式构成电流源
vD
VBR
S
11
7.1.2 BJT电流源电路
1. 镜像电流源
＋VCC
T1、T2的参数全同
VBE2 = VBE1
IE2 = IE1
7.1 模拟集成电路中的直流偏置技术 7.2 差分式放大电路 7.3 差分式放大电路的传输特性 *7.4 带有源负载的差分放大电路 7.5 集成运算放大器 7.6 实际集成运算放大器的主要参数和对应用电
路的影响 7.7 变跨导式模拟乘法器 7.8 放大电路中的噪声与干扰
3
7.1 模拟集成电路中的 直流偏置技术
+VDD
Rd1
Rd2
iD1 g1
＋ d1 T1 vDS1
＋
s1 － vS
VGS1 －1
＋
vDS2
d2 T2
iD2 g2
－ s2
＋
－ VGS2
IO
VDS1 VDS2 Vd1 Vs1
-VSS
VDD IDQ Rd1 (VGSQ )
最后需要校验是否工作在饱和区
26
7.2.2 FET差分式放大电路
T1
c2 iC2=IC2 = IO= IREF
b2
T2 vCE
－VEE
＋VCC
T1
IC1
2IB
IREF R －VEE
T2 iC2
14
7.1.2 BJT电流源电路
＋VCC
2. 微电流源
IO IC2 IE2
VBE1 VBE2 Re2
VBE Re2
IREF
R 2IB
IC1
T1 + - VBE1
g4
T4 (W/L)4
－ VGS3 ＋ ＋ VGS4 －
ID1
ID2
VDS4 VGS4 VTN4
(W/L)1T1
T1
T2 (W/L)2
－ VSS
9
7.1.1 FET电流源电路
3. 组合电流源
除宽长比外，
＋VDD
ID0＝IREF
d0
T0
g0 NMOS
＋ ＋VGS0 －
I2 d2
－
VGS4
s4
＋ vi1
－
O1 T1
iic
＋ vO －
O2 I2
T2
＋
iid
vi2 －
e
Io
iic
V－
24
7.2.2 FET差分式放大电路原理分析
1. MOSFET电路组成
+VDD
T1、T2对称
源极共用电流
源支路
vi1
＋
+vid/2－ ＋
vic －
Rd1 ＋
iD1 d1 vO1
g1
T1
＋
s1
VGS1 －1
IO
Rd2 vO －
(W (W
/ /
L)5 L)4
I4
(W (W
/ /
L)5 L)4
I3
－VSS
需保证所有管子工作在饱和区
(W (W
/ /
L)5 L)4
(W (W
/ /
L)3 L)1
I REF
10
7.1.1 FET电流源电路
4. JFET电流源
JFET是耗尽型
iD＝IO
iD
管，所以VGS=0
d
时工作在饱和区
+
IO
21
VDD
差分放大器输出信号也可以分为共
RD
+ vo -
RD
模信号和差模信号。
vo1 voc vod / 2
vod vo1 vo2
T1
vo1 vo2
T2
vo2 voc vod / 2
voc (vo1 vo2 ) / 2
vo1
voc
vod
/
2
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模拟部分 （第六版）
电子技术基础模拟部分
1 绪论 2 运算放大器 3 二极管及其基本电路 4 场效应三极管及其放大电路 5 双极结型三极管及其放大电路 6 频率响应 7 模拟集成电路 8 反馈放大电路 9 功率放大电路 10 信号处理与信号产生电路 11 直流稳压电源
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7 模拟集成电路
输入信号为零时，输出电压不为零且缓慢变化的现象。 产生零漂的主要原因：（1）温度变化引起，也称温漂
（2）电源电压波动 温漂指标： 温度每升高1ºC，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。
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7.2.1 差分放大器概述
5. 三端器件组成的差分式放大电路
V+
R1 vO1
R2 vO2
I1
＋ g4
－
VGS5
g5 ＋
s5
T4