模拟电子技术 第五章

Rc T2 Rb
+ u i1
－
A
R
_
e
V
EE
+ u i2 －
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差模信号共模信号
根据 vid=vi1vi2 差模信号
vi c=12(vi 1vi 2) 共模信号
有
vi1
=vic
vid 2
vi2
=vic
vid 2
共模信号相当于两个输入
共模信号大小相等，相
ro
1 2
b rce
动态输出电阻ro远比微电流源的动态输出电阻为高
电流稳定
A
12
有源负载电路
VCC
T1
IC1
vo
vi
T0
T2 R I REF
VCC
ro
IC1
vo
vi
T0
（a）共射极放大电路
（b）等效电路
图5-8 有源负载共射极放大电路
A
13
vi
T1
VCC = 15V
T0 vo
IE0 T2
VCC = 15V
第五章 集成运算放大器
1、电流源电路 2、差分放大电路 3、集成运算放大器
A
1
什么是集成运算放大器？
集成运算放大器——高增益的直接耦合的集成 的多级放大器。
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。
（2）集成电路的芯片面积小，集成度高，所以功耗很小，在毫 瓦以下。
4、电流源还可单独制成稳流电源使用。
A
5
一、镜象电流源
三极管T1 、T2 匹配，
b =b =b
1
2
VBE1 = VBE2 = VBE ,则
IREF = I C1 2IB = I C2 2IB
=
I C2(1
2
b
)
且 IREF
=VCC VBE R
，当b 2时,
镜象电流源
IC2 = IR ，IC2 和 IR 是镜象关系。
vi T0
I
E
vo
0
ro
IC1
VEE = 15V （a）共集放大电路
（b）等效电路
图5-9 有源负载共集极放大电路
A
14
5.3 差分式放大电路
1. 电路组成及工作原理
电路特点：T1、T2 所在的两边电路参数完全对称。
A
15
2. 抑制零点漂移原理
温度变化和电源电压波 动，都将使集电极电流产 生变化。且变化趋势是相 同的，
I V R
。
REF CC
当R取 几k 时， IREF 为mA量级，
而IC2可降至A量级的微电流源。且
IC2 的稳定性也比IREF 的稳定性好。
A
微电流源 10
比例式电流源
在镜象电流源电路的基础上，增加两个发射极电阻 ，使两个发射极电阻中的电流成一定的比例关系，即 可构成比例电流源。
因两三极管基极对地电位
其中：基准电流 I R 是稳定的，故输出电流 I C 2 也是稳定的。
A
6
一、镜象电流源
动态电阻
ro
=( iC2 )1 vC E2
IB2
= rce
一般ro在几百千欧以上
A
7
二、多路镜像电流源
通过一个基准电流源
稳定多个三极管的工作点
I REF
IC1
IC2
I CN
电流，即可构成多路电流
源。
图中一个基准电流IREF T
（3）不易制造大电阻。需要大电阻时，往往使用有源负载。
（4）只能制作几十pF以下的小电容。因此，集成放大器都采 用直接耦合方式。如需大电容，只有外接。
（5）不能制造电感，如需电感，A 也只能外接。
2
5.1. 直接耦合放大电路的零点漂移现象
一、直接耦合放大电路的零点漂移
零漂：输入短路时，输出仍有缓慢变化的电压产生。
A
17
二. 几个基本概念
1. 差动放大电路一般有两个输入端： 双端输入——从两输入端同时加信号。
单端输入——仅从一个输入端对地加信号。
2. 差动放大电路可以 有两个输出端。
双端输出——从C1 和 C2输出。
单端输出——从C1或 C2 对地输出。
+ V CC
Rc Rb T1
+
+
uo
-
+
u-o 1
u-o 2
因此IC2和IREF之间的镜象精
度提高了1b3倍。
改进型镜像电流源
A
9
微电流源
微电流源电路,接入Re2电阻得到一个比基准电流
小许多倍的微电流源，适用微功耗的集成电路和集成 放大器的前置级中。
V B 1 E V B2 E = V B= E IE 2 R e 2
IC2
IE2
=VBE Re2
IC2 远小于IREF ,
5.2、电流源电路
一、电流源电路的特点：这是输出电流恒定的电路。 它具有很高的输出电阻。
1、BJT、FET工作在放大状态时，其输出电流都是具有 恒流特性的受控电流源；由它们都可构成电流源电路。 2、在模拟集成电路中，常用的电流源电路有：
镜象电流源、微电流源、多路电流源等 3、电流源电路一般都加有电流负反馈，
4、电流源电路一般都利用PN结的温度特性，对电流 源电路进行温度补偿，以减小温度对电流的影响。
A
4
5.2、电流源电路
二、电流源电路的用途：
1、给直接耦合放大器的各级电路提供直流偏 置电流，以获得极其稳定的Q点。 2、作各种放大器的有源负载，以提高增益、 增大动态范围。 3、由电流源给电容充电，可获得随时间线性 增长的电压输出。
相等，于是有
VBE1 + I E1 Re1 =VBE2 + I E2 Re2
因 VBE1 VBE2
I E1 Re1 IE2 Re2
I E2 Re1 I E1 Re2
比例式电流源
A
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威尔逊电流源电路
IRE =F V CC V B3E R V BE 2 V EE
Io IC2 =
1
I REF
2
b(b 2)
其效果相当于在两个输 入端加入了共模信号。
A
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2. 抑制零点漂移原理
这一过程类似于分压式射极 偏置电路的温度稳定过程。所 以，即使电路处于单端输出方 式时，仍有较强的抑制零漂能 力。
温度
iC1 iC1 iE1
iC2 iE2 iC2
（ vB1、 vB v2E 不 变 ）vBE1和vBE2 iB1 和 iB1
主要原因：温度变化引起，也称温漂。电源电压波动、 元件老化等也会产生输出电压的漂移。
温漂指标：温度每升高1度时，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。
u
二、抑制零点漂移wenku.baidu.com方法
o
（1） 在电路中引入直流负反馈。 （2） 采用温度补偿。 （3） 采用差分式放大电路。
A
t
0
Next Hom3 e
可获得多个恒定电流
T1
T2
TN
IC2、IC3。
IC
=
IREF 1(N 1)/
b
（a）多路多镜路像镜电像流电源流电源路 图5-3 多路镜
A
8
三、改进型镜象电流源
精密镜象电流源和普通镜象电流源相比，其镜
象精度提高了b 倍。
电路中增加了T3 管，
IC2==IICR1E=F I2RIEBF I1B3b3
IB3 比镜象电流源的2IB小 β3倍。