电子技术模拟部分ch7
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第七章差分电路与模拟集成电路§7.1 集成化元器件及其特点§7.2 集成差分放大电路§7.3 电流模电路§7.4 集成运算放大电路小结§7.1 集成化元器件的特点♦集成电路组件将有源器件,无源器件电阻电容及电路连线等都集中在一块半导体基片上,然后封装在一个外壳内便形成一个完整的电路和系统♦集成元器件的特点1. 电路中各元件在同一基片上,又是通过相同工艺过程制造的,较容易制成特性相同的管子。
2. 集成化元器件中最容易制造的是三极管,是最基本的元件,二极管多用做温度补偿元件或电平移动元件,大多是有三极管的发射结构成。
集成化元器件的特点3. 电阻元件由半导体的体电阻构成,阻值越大,占用的硅片面积越大。
通常的电阻范围几十Ω~20kΩ,高阻值的电阻多用半导体三极管等有源元件代替或外接。
4. 电容元件一般有PN结的结电容或MOS管电容来制作,一般的容量小于200PF。
不能制造大电容和电感元件,因此在集成电路中通常采用直接耦合方式,不采用阻容耦合、变压器耦合方式。
5. 集成元器件的参数公差大,温度特性较差,通常同一块基片上相邻的元件具有同相偏差,它们的比值误差较小,匹配性好,对称性也好,因此集成电路大量采用比值电路和对称电路。
§7.2 集成差分放大电路差分放大电路的工作原理差分放大电路的工作原理差分电路的组成由对称的两个结构完全对称的共射放大电路组成,通过射极公共电阻R ee 耦合构成的。
对称两个三极管的特性一致,电路参数对应相等。
即:h fe 1=h fe 2=h feU BE1=U BE2=U BE h ie1=h ie2=h ieI CBO1=I CBO2=I CBO R C1=R C2=R C R b1=R b2=R b♦差分电路的输入输出方式输入方式i单端输入双端输入U i1U i2U o U oU o输出方式单端输出双端输出♦差模信号和共模信号+--+差模信号一对大小相等,极性相反的信号,用U id1、U id2表示,U id1= -U id2共模信号-+一对大小相等,极性相同的信号,用U ic1、U ic2表示,U = U1. 静态分析2I eQ由于电路结构对称,管子特性一致。
7.6 负反馈放大电路设计在放大电路中引入适当的负反馈,可以影响电路的许多性能,而且反馈的组态不同,所产生的影响也各不相同。
因此,在设计负反馈放大电路时,应根据实际需要和设计目标引入合适的负反馈。
7.6.1 设计负反馈放大电路的一般步骤1.选定需要的反馈类型选择反馈类型可参照下面的一些原则。
(1) 根据信号源的性质选择串联负反馈或并联负反馈。
当信号源为恒压源或内阻较小的电压源时,为了减小放大电路输入端对信号源的负载效应,即减小信号源的输出电流和其内阻上的电压降,使放大电路获得尽可能大的输入电压,必须增大放大电路的输入电阻,应引入串联负反馈。
当信号源为恒流源或内阻较大的电压源时,为了使放大电路获得尽可能大的输入电流,必须减小放大电路的输入电阻,应选择并联负反馈。
(2)根据对放大电路输出信号的要求,选择电压负反馈或电流负反馈。
当要求放大电路输出稳定的电压信号时,应选择电压负反馈。
而要求输出稳定的电流信号时,则应选择电流负反馈。
(3)根据表7.4.1中列出的四种反馈放大电路的功能,选择合适的反馈组态。
例如,若要求电路接近理想的电压放大电路,则应该选择电压串联负反馈放大电路;若要求将电压信号转换为电流信号,则应该选择电流串联负反馈放大电路等等。
上述原则是针对交流负反馈而言的,若要稳定放大电路的静态工作点,则应在电路中引入直流负反馈。
2.确定反馈系数的大小通常情况下,假设引入的是深度负反馈,由设计指标及的关系确定反馈系数F 的大小。
F A f 1 3. 适当选择反馈网络中的电阻阻值多数情况下,反馈网络由电阻或电阻和电容组成。
一个给定的反馈系数值,往往可由不同的电阻值组合获得。
为满足设计要求,必须适当选择反馈网络中的电阻值,以减小反馈网络对放大电路输入端和输出端的负载效应。
例如F V =R 1/(R 1+R 2)=0.1, R 1和R 2就有许多选择。
4.用SPICE (或MULTISIM)分析设计的电路,检验是否符合设计目标一般在串联(并联)负反馈中,反馈网络的输出电阻要小(要大),以减小反馈网络对放大电路输入端的负载效应。