模电第06章模拟集成电路(康华光)

双入双出：
差模电 压增益:
Avd=vo/vi
=
βRC
//
RL 2
(rbe
RB2 )RB1 RB 2
rbe
差模输入电阻:Rid=2(RB1 +RB2 //rbe)
输出电阻:Ro=2RC
双入单出——请自己分析！
差模电 压增益:
Avd=vo/vi
=
1 2
RC // RL
(rbe
RB2 )RB1 RB 2
– +
ib
ib vo1 RC -
vo2 - RC
ib
RB1 ii
rbe RB2
差模电 压增益:
Avd=vo/vi
= [ βRC
//
RL ] /[ (rbe 2
RB2 )RB1 RB 2
rbe ]
差模输入电阻:
Rid=2(RB1 +RB2 //rbe) 输出电阻:
Ro=2RC
（1-21）
差模动态分析总结
RP作用: 保证两个电路的对称。 RP很小 。
（1-26）
2.抑制零点漂移原理 静态时(vi1=vi2 =0)：
RC RB IC1
vo1
1.零漂现象 ——输入vi=0时, 输出有缓慢变化的电压产生。
2.产生零漂的原因
由温度等变化引起的。
当温度变化使第一级放大
+ ui
器的静态值发生微小变化 —
时,这种变化量会被后面的
电路逐级放大,最终在输出
端产生较大的电压漂移。
因而零点漂移也叫温漂。
Rc1 Rb1
T1 Re1
u o
Re2
+ VCC
+u o T2
第六章 模拟集成电路
重点： 1.理解镜像电流源的组成及其分析方法； 2.掌握差分式放大电路的分析方法； 3.了解集成电路运算放大器的组成。
§6.1模拟集成电路中的直流偏置技术
直流偏置——提供恒定工作点电流(恒流源)
一 . BJT电流源电路
1. 镜像电流源
(1)电路组成
T1,T2参数相同,包括1＝2
与双入双出 相同
差模电 压增益:
Avd=vo/vi
=
1 2
RC // RL
(rbe
RB2 )RB1 RB 2
rbe
差模输入电阻:Rid=2(RB1 +RB2 //rbe) 输出电阻:Ro=RC
与双入单出 相同
（1-23）
(3)共模动态分析 2种:①双出;②单出 目的:求Avc ,KCMR 零漂信号相当于在
)RB1
rbe
（1-25）
二 . 典型差动放大电路
1. 电路组成
RC RB
vo1
vo2
RC +VCC RB
T1 RP T2
RE
vi1
-VEE
vi2
RE作用: 稳定Q点,限制每个管子的漂移,使电路既能双端 输出,又能单端输出。RE越大, 抑制零漂效果越好。
VEE作用: 补偿静态时RE上的压降,获得合适的Q点。
IB1＝IB2
RB2 RC RB1 IC1
IB1
+
vCE1 -
RC RB2+VCC
+
IC2
RB1
vCE2 -
IB2
VCC VBE1 VBE1
RB 2
RB1
IC1＝IC2＝ 1 IB1
VCE1＝VCE2＝ VCC －IC1 RC
(2)差模动态分析
四种:①双入双出;②双入单出;③单入双出;④单入单出。
共模电压增益: Avc=voc/vic ——越小越好
总输出电压: vo=vod+voc= Avdvid+ Avc vic
共模抑制比: KCMR =
Avd AvC
——反映抑制零漂能力,越大越好
（1-17）
4.基本差动放大电路的分析与计算
(1)静态分析 目的:求 IB, IC, VCE 直流通路如图：
单端输出时:
ib
=
ii
RB 2 rbe RB2
ii
=
ib
rbe RB2 RB 2
这种电路不 可单端输出
vic=ii·RB1+ib·rbe =
ib [ ( rbe
RB2 RB 2
)RB1
rbe ]
voc=voc1=voc2 =-ib·RC //RL
A VC
=
(rbe
βRC // RL
RB2 RB 2
任意两个输入信号vi1、vi2均可分解为:
vi1=vic+vid/2
vi2=vic-vid /2
（1-15）
vi1=vic+vid/2 vi2=vic-vid/2 其中: vic=(vi1+vi2)/2 ——共模输入信号 vid=(vi1-vi2) ——差模输入信号
RB2 RB1
RC + vo –
rbe
差模输入电阻:Rid=2(RB1 +RB2 //rbe)
输出电阻:Ro=RC
（1-22）
单入双出——请自己分析！
差模电 压增益:
Avd=vo/vi
=
βRC (rbe RB2
// RL 2
)RB1
差模输入电阻:Rid=2(RB1
+RRBB2
2
//rbe)
rbe
输出电阻:Ro=2RC
单入单出——请自己分析！
Io= ID2=Kn2 (VGS –VT2 )2
-VSS
（1-7）
2. MOSFET多路镜像电流源
+VDD
T3 IREF
T1
-VSS
ID2
T2 + V- GS
ID3 T3
ID4 T4
——当VDD ,VSS ,VGS 恒定时, 各输出电流 恒定。
（1-8）
3. JFET电流源
作用1:静态时可作为恒流源
——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。
（1-12）
一 . 基本差动放大电路
1. 电路组成
两管特性及元件 的参数值相等, 静 态工作点相同。
有两个输入端、 两个输出端。
RB2 RB1
RC
IC1
T1
+ vo –
+ vo1
+ vo2
T2
RC
IC2
--
RB2+VCC RB1
+
- VEE
t
0
（1-11）
3.零点漂移的危害 直接影响对输入信号测量的准确程度和分辨能力。
严重时，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。
4. 减小零漂的措施 减少第一级零漂是关键。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 地区分出来。
减小零漂的措施：
ro 的推导过程： 求ro 的图如右下图所示。设从T1基极看进去的电阻为R':
R
vbe1 ib2
vbe1
vbe1 vbe1 (1
) vbe1
R
//
rce1
//( rbe1
1
)
0
R rce1
rbe1
vo=rce2(io-ib2)＋(io+ib2)Re2
ib2
io
rbe2
Re2 R
Re2
vi1
––
vi2
+
2.抑制零点漂移原理 静态时,vi1= vi2 = 0, vo=VC1－VC2=0 当温度升高时IC VC1,VC1 (两管变化量相等) vo=(VC1+VC1)－(VC2+VC2)=0 ——利用对称性抑制零漂 ——对称差动放大电路对两管的漂移有抑制作用。
（1-14）
3.差动放大电路几个基本概念
ID=Io
-VSS
iD id
vds
VGS =0 Io= ID=IDSS (1-VGS/Vp )2
=IDSS ——恒流
作用2:动态时可作为大电阻rds
VGS vDS
ds 两端表现出的动态电阻数值:
rds＝ro＝vds/id ——较大
（1-9）
§6.2 差分式放大电路
集成电路的工艺特点：
(1)元器件具有良好的一致性和同向偏差，因而特别有利 于实现需要对称结构的电路。
RC
+ T1 vo1
-
+ vo2
T2
-
RB2+VCC RB1
+
vi1
––
vi2
+
可见, 相对vi1、vi2而言: ——vic 是一对大小相等、相位相同的信号。
零漂信号即以此形式输入。因为当温度变化时:将使 两管集电极电流产生变化,且两管变化趋势是相同的,其 效果相当于在两个输入端加入了共模信号。
—— vid 是一对大小相等、相位相反的信号。有用信号 以此形式输入。
（1-2）
作用2:动态时可作为动态电阻 ∵静态恒流 ∴ T1 T2输出特性稳定:
iC iC IB
vCE vCE
VCC
R IREF 2IB IC1
T1
外电路
IC2=Io
T2
-VEE
T2的c e两端表现出的动态电阻数值:
rce2＝ro＝vCE/Ic
——较大,一般ro在几百千欧以上。
（1-3）
2. 微电流源 作用1——静态时可作为恒流源
RC -
- RC
rbe RB2
vic -
（1-24）
ii RB1
ib
+