模电模拟集成电路PPT课件

47k
20V
C4
电
流
Rb1
+VCC
10μ
跟
Vo 随
Rc2 T1
C2
47μ
R b2
47k
d
g
T2
ui
uo
Re1 Re2
Rs 4 7 k
V s
C 1 .4 7 μ
s
Vi
Rg
Rs
4.7M 4 .7 k
反
相
C3
放 大
47μ
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6.0 集成电路(IC)总论
6.0.2 集成电路中常用的电路组态
2. 组合放大电路
一定限制，一般几十W到几十kW之间，太高太低都 会因占芯片面积过大而不易制造。常用占用面积小 且性能好的MOS、BJT管等有源器件构成电流源替 代大电阻。大电容也不易制造，常用PN结电容或 SiO2绝缘层构成小电容，一般<100pF，故各级电路 间大都采用直接耦合。电感则一般必须外接，有时 通过巧妙设计电路结构来代替大电容和电感元件。
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6.1 集成电路运算放大器中的恒流源
6.1.0 基本原理
利用放大区的恒流特性
iC/mA
4 IC
3
2
1
O
2
4
100m
80m
60m
40m
IB 20m
IB 0
6
8 vCE
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6.1 集成电路运算放大器中的恒流源
6.1.1 BJT电流源
1. 镜像电流源
恒流特性：
IC1的 T 不敏感性原理：
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6.0 集成电路(IC)总论
6.0.1 集成电路的特点
• 参数具有对称性 • 有源器件代替无源元件 • 复合结构电路 • 二极管作温度补偿元件和电平移动电路
6.0.2 集成电路中常用的电路组态
• 复合管电路 • 组合放大电路
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6.0 集成电路(IC)总论
6.0.1 集成电路的特点
Guilin University of Electronic Technology
电子技术基础 A（模拟部分）
6：模拟集成电路
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6.0 集成电路IC总论 6.1 集成电路OP中的电流源 6.2 差分式放大电路 6.4 集成电路运算放大器 6.5 集成电路OP的主要参数
电阻
P+
P
N
二极管
三极管
be c
Al
P+
N+ P
P+
N+ P
N+ P+
N
N
P
N+
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6.0 集成电路(IC)总论
6.0.1 集成电路的特点
NPN
N+ Emitter=2.5m
be c
P+
c P+ N+
N+
P+
ISO
ISO
N+ Buried Layer=4.5m
P Base=3m
Lateral PNP ee e b
V cc
T1
CC-CB电路
V i C Rb
T2 Rc
Vo
V i
T2
T1
Rc
Voห้องสมุดไป่ตู้
V cc
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6.1 集成电路运算放大器中的恒流源
6.1.1 BJT电流源电路
• 镜像电流源 • 微电流源 • 多路电流源 • 电流源作有源负载
6.1.2 FET电流源（自学）
• MOSFET镜像电流源 • MOSFET多路电流源 • JFET电流源
温度漂移较大，但在同一芯片上用相同工艺制造出 的元器件性能一致性好，芯片上同一类元器件温度 特性也基本一致。如果做成对称电路或补偿回路， 则电路的热稳定性相当好。
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6.0 集成电路(IC)总论
6.0.1 集成电路的特点
2. 用有源器件代替无源元件 IC中由于用 P 或 N 型半导体材料作电阻，阻值有
6.0.1 集成电路的特点
4. 用二极管作温度补偿元件和电平移动电路 IC 中的二极管常用三极管的一个 PN 结构成，或
将基极与集电极短路，再与发射极构成正向压降较 低的二极管。常用来作恒压电路、偏置电路和温度 补偿电路，这是因为这种二极管具有与三极管发射 结相同的温度系数。
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6.0 集成电路(IC)总论
6.1.1 BJT电流源
1. 镜像电流源
I REF
恒流特性：
VBE2 =VBE1 IE2 =IE1
IREF=VCCR VBE
VCC R
I REF
R
2 IB IC1
T1
V cc
Rc
IC2
IB
T2
VCC >>VBE , 故 IREF 取决于VCC和R，
与PN结特性（T 敏感）基本无关！ IREF为恒定！
Th 1h IC1h
IREFh
VBE1i
IC1i
IB1i
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6.1 集成电路运算放大器中的恒流源
N-Channel
Trkldox=1.15m
sg d
P+
N+
N+
P Well
Si3N4SO2=0.8m
P+
N+
2m
Tgox=900A 10m
P-Channel
s gd
P+
P+
N+
N Substrate
Imetal=2m
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6.0 集成电路(IC)总论
6.0.1 集成电路的特点
1. 电路结构与元器件参数具有对称性 集成电路(IC)中单个元器件精度不很高，参数随
6.0.2 集成电路中常用的电路组态
c
1. 复合管电路（达林顿管）
b
T
c
c
1ib ib
12ib
e
b
T1
b
T1
(1 1) ib
T2
T2
e
e
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6.0 集成电路(IC)总论
6.0.2 集成电路中常用的电路组态
c
1. 复合管电路（达林顿管）
b
T
c
c
e
b
T1
T2
b T2
T1
e
e
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Vertical PNP
Al/Si(1%)=11kA
cc e b
P+
P+
P+
N+
N+ Buried Layer=4.5m
P+
P+
N+ P+
ISO
N EPI=17m ISO
cP Substrate<111>
P+ Isolation=20m
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6.0 集成电路(IC)总论
6.0.1 集成电路的特点
6.0 集成电路(IC)总论
6.0.2 集成电路中常用的电路组态
c
1. 复合管电路（达林顿管）
b
T
c
T2
T2
b
T1
g
e
d
T1 T2 s
e d
g
T
s
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6.0 集成电路(IC)总论
6.0.2 集成电路中常用的电路组态 CS-CB电路
2. 组合放大电路
+VCC
CC-CE电路
R b1
Rc
20k
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6.0 集成电路(IC)总论
6.0.1 集成电路的特点
3. 采用复合结构电路 由于复合结构的电路性能较佳而制作容易，因而
集成电路中经常采用复合管(达林顿)、共集(CC)-共 射(CE)、共射(CE)-共基(CB)、共集(CC)-共基(CB) 等复合结构电路。
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6.0 集成电路(IC)总论