第六章 模擬集成電路

第六章集成運算放大器信息工程學院電子技術基礎課程組6.集成運算放大器集成電路運算放大器中的電流源鏡像電流源微電流源電流源作有源負載高輸出阻抗電流源(WilsonCurrentMirror)組合電流源CurrentSourceandCurrentSink差分式放大電路集成電路運算放大器及其主要參數康5版FET電流源(P260～261)多級放大電路的組成和耦合方式耦合方式：阻容、直接、變壓器、光電組成

3/11/2024模擬集成電路的組成輸入級中間級輸出級偏置電路外圍輔助電路+_vi+_vo輸入級：前置放大級，獲取輸入信號中間放大級：提高電壓放大倍數功率輸出級：降低輸出電阻，提高帶負載能力→BJT、FET差分放大電路→多級共源、共射放大電路，復合管結構→（互補對稱）電壓跟隨器偏置電路：設置、穩(wěn)定靜態(tài)工作點→恒流源外圍輔助電路→保護電路→電平偏移電路→高頻補償環(huán)節(jié)

3/11/2024多級放大電路的耦合方式多級放大電路中各級之間、放大電路和信號源以及負載之間的連接方式被稱為耦合方式阻容耦合：耦合電容→各級直流信號互相隔離、Q點相互獨立，靜態(tài)設計與調試方便→低頻特性差；不利于集成直接耦合：導線連接→低頻特性良好；便于集成→各級Q點相互影響，參數計算復雜、調試困難；零點漂移嚴重→差分輸入變壓器耦合：變壓器→各級直流信號互相隔離、Q點相互獨立，靜態(tài)設計與調試方便；匹配阻抗，實現最大功率轉移→低頻特性差；不利于集成→應用于大功率和高頻信號的放大光電耦合：光電耦合器→電—光—電轉換實現隔離耦合，輸入輸出在電氣上是絕緣的→共模抑制比高→有傳輸延遲

3/11/2024T3鏡像電（恒）流源IBIB2IB1RT1T2VCCIREFIC1IC2IC2

=IC1=IREF－IB≈IREFIC2與IREF互為鏡像若需要IC2↓→R↑，在集成電路中不易實現。故推出微電流源（μA級）

IREF

=改進：帶緩沖的鏡像電流源應用范圍：較大工作電流（mA級）

IREF

=

3/11/2024微電（恒）流源IBIB2IB1RT1T2VCCIREFIC1IC2Re2利用兩管基-射極電壓差△VBE控制輸出電流IC2?！鱒BE很小，Re2無需很大就可以獲得微小電流。

IC2

穩(wěn)定：T2的VBE很小，工作在輸出特性的彎曲部分，變化遠小于IREF的變化；T1對T2有溫度補償作用。例6.1.1

3/11/2024充當有源負載放大管鏡像電流源鏡像電流源鏡像電流源鏡像電流源的交流電阻，一般在幾百千歐以上

3/11/2024高輸出阻抗恒流源（Wilson）

3/11/2024組合電流源

3/11/2024差分式放大電路溫度漂移、溫漂指標差分式放大電路抑制溫漂結構特點： 電路對稱、恒流源提供偏置條件、正、負電源供電基本概念和術語： 四種工作模式、差模信號、共模信號、差模輸入方式、共模輸入方式、一、差分式放大電路二、FET差分式放大電路三、差分式放大電路的傳輸特性（P172圖6.2.10）

3/11/2024差分式放大電路的一般結構1電路完全對稱：共模輸入方式：差模輸入方式：單端輸出：雙端輸出：單端輸出：雙端輸出：

3/11/2024單管共射極放大電路共射極放大電路工作原理靜態(tài)分析：無輸入信號時，基極接地動態(tài)分析（微變等效電路）：

3/11/2024差分式放大電路的一般結構2共模信號與差模信號：對任意的兩個輸入信號，定義單端輸出差模分量產生的輸出：雙端輸出共模分量產生的輸出：單端輸出雙端輸出

3/11/2024差分式放大電路的一般結構3特性指標：電壓放大倍數總的輸出電壓各自疊加差模輸入電阻、共模輸入電阻、輸出電阻…

3/11/2024長尾電路靜態(tài)分析：動態(tài)分析：共模輸入方式下畫共模交流通路差模輸入方式下畫差模交流通路主要性能指標的總結

3/11/2024共模交流通路電路完全對稱：電路等效為：共模增益：雙端輸出:單端輸出:

3/11/2024差模交流通路電路完全對稱：電路等效為：差模增益：雙端輸出:單端輸出:公共的發(fā)射極電位交流分量為0，地

3/11/2024基本差分式放大電路電路結構工作原理靜態(tài)分析：顯然靜態(tài)時雙端輸出電壓為零動態(tài)分析：

基本差分電路交流通路

差模交流通路

共模交流通路主要技術指標的計算帶調零電阻的差分放大電路（P171圖6.2.9）

3/11/2024基本差分式放大電路交流通路

3/11/2024差模交流通路

3/11/2024共模交流通路

3/11/2024主要技術指標的計算差模電壓增益雙端輸入，單端輸出雙端輸入，雙端輸出單端輸入，雙端輸出單端輸入，單端輸出共模電壓增益共模抑制比輸入電阻，輸出電阻，頻率響應或例6.2.1

3/11/2024差模電壓增益

3/11/2024共模電壓增益

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