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文档简介
第六章模拟集成电路主要内容集成放大电路的特点电流源差分放大电路集成电路运算放大器实际集成运放的主要参数变跨导式模拟乘法器放大电路中的噪声与干扰引言集成放大电路的特点把整个电路中的元器件制作在一块硅基片上,构成特定功能的电子电路,称为集成电路(IC-IntegratedCircuits)。它的体积小,而性能却很好。集成电路按其功能来分,有数字集成电路和模拟集成电路。模拟集成电路种类繁多,有运算放大器、宽频带放大器、功率放大器、模拟乘法器、模拟锁相环、模—数和数—模转换器、稳压电源和音像设备中常用的其他模拟集成电路等。模拟集成电路是本章的主干内容。它是集成电路设计与制造工艺不断发展的成果。本章首先讨论模拟集成电路中普遍使用的直流偏置技术,即用集成工艺制造的BJT或FET的各种电流源。电流源除可为电路提供稳定的直流偏置外,还可作放大电路的有源负载以获得高增益。其次,模拟集成电路的另一组成单元是用BJT和FET组成的差分式放大电路,将重点讨论其工作原理和主要技术指标的计算。接着分析两种集成运放的实际电路,介绍集成运放的技术参数。随后,对变跨导模拟乘法器及其应用也作简要的讨论。最后,对放大电路中的噪声和干扰的来源及其抑制措施作简要的介绍。
集成放大电路的特点1、电路结构与元件参数具有对称性2、用有源器件代替无源器件3、采用复合结构的电路4、采用直接耦合方式5、二极管由三极管构成主要的单元电路:1.电流源
2.差分放大电路6·1.1BJT电流源电路作用:向各个放大级提供合适的偏置电流。1、镜像电流源RVVIEECCREF+≈BBBIII==21b122CREFCIII-=BREFCCIIII212-==)21/(2b+=REFCIIREFCII>>21,则若bIREFIC1RT1T2IB2IB1iC2=IO=IC2=IREF+VCC2IBVBE1=VBE2镜像电流源-VEE(忽略VBE)常将IC2看作IREF的镜像,称此电路图为镜像电流源镜像电流源电路图a及代表符号b受R值限制,仅为mA数量级电流源输出特性的电流在一定范围内是恒定的,其斜率的倒数为动态输出电阻,即镜像电流源输出特性2、微电流源e2Ce2EBEBERIRIVV2221=-很小21BEBEBEVVV-=D很小Re22BECVIDRT1T2IREFIC1IB1IB2IC2+VCC2IBVBE1VBE2微电流源Re2-VEE即用阻值不大的Re2即可获得微小的工作电流,称为微电流源。T2工作在输入特性的弯曲部分。T2输出电阻也较大3.高输出阻抗电流源这是镜像电流源的另一种改进电路。电路图如右,电路的基准电流为根据BJT的结构知识可知A1和A3分别是T1和T3的相对结面积电流源作T3射极电阻,rO很大,见P137※4组合电流源在多级集成电路放大器中,往往使用一个基准电流以获得多个电流源。图6.1.4示出了一个典型的例子。通过R1的电流IREF
就是四个电流源的基准电流。T1和T2、T4和T5构成镜像电流源。而T1和T3、T4和T6则构成了微电流源。在工程实际中,形象地将上部一组电路叫做电流源,而下部一组电路叫做电流阱。用途:1.电流源具有直流电阻小,交流电阻大的特点;作有源负载共射电路的电压增益为:对于此电路Rc就是镜像电流源的交流电阻,因此增益为比用电阻Rc作负载时提高了。放大管镜像电流源镜像电流源镜像电流源例:图中电路为F007偏置电路的一部分,VCC=VEE=15V,所有的三极管UBE=0.7V,其中NPN三极管的β>>2,横向PNP三极管的β
=2,电阻R5=39k。①估算基准电流IREF;②分析电路中各三极管组成何种电流源;③估算T13的集电极电流IC13;2.用作偏置电路④若要求IC10=28A,试估算电阻R4的阻值。+VCC-VEER5R4T13T12T10T11IREFIC10IC13解:IREF=VCC+VEE-2VBER5IC13=IREF(1-——)b+224C10CCTRIIIU1011lnR4=CTIC10IIUC1011lnT10、T11构成微电流源,T12、T13构成镜像电流源+VCC-VEER5R4T13T12T10T11IREFIC10IC13图6.1.5MOSFET镜像电流源电路如图6.1.5a所示,T1、T2是N沟道增强型MOSFET对管,该电路的结构与图6.1.1a所示的BJT镜像电流源类似。6.1.2FET电流源1.MOSFET镜像电流源基本电路1.MO家SF排ET镜像锈电流颂源电路侄如图索6.座1.搁5a所示岂,及由于T1的漏但、栅患两极混相连网,只搭要VDD>故VT,它必奥然运厉行于会饱和蜓区。墨假设俊两管让的特脉性全幕同,刘输出扭电压vO足够费大以重至T2处于区饱和谁区,哪相扎同的VGS,则赢输出汽电流Io将与时基准绒电流IRE栋F近似怨相等称,即当器遵件具编有不植同的贵宽长暗比时水,借津助宽称长比附这一煤参数沃可以舌近似梅地描针述两狐器件拢电流端之间斩关系浆,即相同股条件璃下,脊如λ=0上,电流仓与宽并长比之成比册例如果某用T3代替R,便可稻得到汪如图骡6.萝1.漏5b所示创的常艺用镜墨像电移流源方,因T1—T3特性隔相同谎,且箭工作叫在放接大区刊,当MO姨SF通ET的λ=0时,此输出仗电流余为图6虹.1锁.5MO丘SF切ET镜像转电流汁源常用沫电路2.MO鼓SF汗ET多路问电流推源电路万如图不6.移1.艺6所别示,叠它是私6.纯1.钩5b所示难镜像割电流奖源电伟路的帖扩展棚。基产准电怒流IRE梯F由T0和T1以及液正、表负电槐源确巧定,臭根据押前述分各管疲漏极丑电流撕近似遥地与秆其宽哪长比步(W/烈L)成比该例的嫂关系扩,则纠有其中3.JF仿ET电流缓源如将N沟道泻结型菠场效拐应管体(JF辫ET窝)的栅丝式极直舒接与刷源极该相连启,便买可得毅到简文单的侍电流摘源,石如图宫6.赵1.燃7a所示货,其炭输出杆特性恒就是JF眼ET自身便的输猾出特另性,剃如图竟6.案1.伤7b所示我。图域中标捷出了氏可用背范围锅,即舌从VDS=∣VP∣到帝击穿崭电压VBR。电游流源葱的动浑态输验出电陕阻等飞于输露出特辽性的脖斜率侮的倒炕数。VGS=06.钳2差分饿式放走大电匙路差分夫式放愉大电铅路在吹性能雾方面度有许赌多优掌点,免是模称拟集打成电屡路的援又一部重要晨组成讲单元猾。本胖节先至介绍载差分利式放过大电裕路的贫一般卡结构伪,然危后讨熟论BJ溉T差分撇式放篮大电甘路和FE叫T差分假式放裁大电存路.6.父2.诵1茶差分穿式放殃大电留路的线一般喂结构1.用三栗端器炭件组丈成的舰差分冠式放血大电禾路图6今.2堂.1兼是用昨两个巡寿特性版相同勒的三配端器毁件(为含BJ摘T、蜘FE姓T)判T1、榴T2所组答成的模差分司式放仅大电究路,某电流位源IO具有鸭恒流当特性万,并棕带有粉高阻唇值的意动态疏输出剂电阻捞(图酿中略勉),颜因而电路届具有棵稳定鸡的直痒流偏神置和恒很强腹的抑夺制共望模信略号的附能力。图6宽.2转.1帖是用喘两个透特性写相同治的三班端器其件(谱含BJ峰T、在FE寨T)敲T1、腾T2所组蚂成的革差分毅式放壳大电勺路,蹄下端削公共留接点e处连或接一疤电流塘源IO。两膀器件底的输蚀入端I1、娱I2分别孔接输西入信贩号电垮压,注两输收出端O1、习O2.2.斥差模印信号嚷和共膀模信葛号的薄概念什么扯叫差翅模和作共模念信号何?这赚是应艰当首武先建利立的防重要抢概念边。输入杂电压vi1和vi2之差泻称为差模虎电压,用劳下式熄来定皮义:同理临,两杜输入刷电压vi1和vi2的算拴术平适均值谜称为共模盲电压,定延义为用差哲模和汪共模抢电压锡表示丙两输向入电编压时均为由上质面二蜻式可遇知,雾两输拆入端炉的共备模信跨号vic的大尝小相庙等,猾而极营性是盯相同火的,轮而两拍输入克端的怒差模宴电压+vid/2拐和-vid/2册的大灯小相晒等而初极性赢则是醋相反棕的。类似栗地,超对于页两管若的差济模输松出电厅压和裁共模牌输出斧电压解可由汪下两草式来旷表达击:式中吧单管捕的输白出电劲压分乎别为蚕:;差模润电压增戒益共模闲电压增芹益对线青性放踏大电销路而晒言6.封2.惊2站射秀极耦摧合差终分式颠放大虎电路1.衰基本强电路在图卷6.叛2.湿1中吵,如饥选用丧两只完特性包全同最的BJ栽T最T1和T2,则可雾得如粒图6嫩.2萌.2忙所示浩射极颠耦合次差分陈式放链大电用路。图途6.信2.宰2射蜂极耦胶合差意分式匠放大弦电路递。2.光工作宫原理(1途)静派态分富析图袖6.溉2.喉2果射末极耦枝合差翼分式锡放大凡电路嚷。(2鸣)动泼态分纵析动态仅输雅入差亡模信说号,大小相等,相位相反。大小相等,信号必被放矮大。结这种至输入钞方式漆称为榨差模扩输入沟。相位期相反纠。图鄙6.微2.佣2射捆极耦攀合差止分式烦放大青电路骡。输入佣信号星仅为莫共模假信号vic在差分肠式放接大电胁路中愧,温图度变巴化或旺电源派电压凡波动吊等都会引起两管顺集电胁极电况流(轻电压况)有卫相同劲的变羡化。稼其效领果相岛当于在在两含个输袋入端告加入必了共录模信找号vic,两蜡输出肃端输今出的残共模月电压笨相同葬。因州此双肾端输案出时黎的输球出电摸压vo=0害.输入壶信号蛋为差仁模信写号vid与共模模信期号vic,的叠逆加乎.v22idicivv-=21idicivvv+=当输入信号电压时,输出母电压旬为在双端输出时即双驼端输蜡出差篇放电尤路只被放大奴差模太信号交,而盲抑制碎了共探模信且号。根据兔这一仍原理转,差骄分式版放大绍电路凡可以陆用来滥抑制袋温度附等外持界因折素的删变化酬对电恐路性框能的闷影响饥。由于燥这个抹缘故睬,差盈分式总放大旺电路壶常用偷来作宜为多掩级直圾接耦裂合放防大器匹的输叮入级彩,它蒙对共厌模信微号有塞很强全的抑戒制能网力,欢以改刻善整志个电翻路的估性能沟。3.宾主要笔技术鸦指标专的计往算(1拦)差似模电未压增胶益双端援输入犹、双悄端输刚出的能差模源电压高增益报。在图6.2.2所示的电路中,若输入为差模方式,即则因机一管责的电滴流增呜加,颈另一翼管的鱼电流延减小故,在围电路偷完全金对称恋的条烦件下彻,ic1的增酸加量私等于ic2的减拜少量城,所握以流喂过电市流源继的电凑流IO不变覆,ve=0钳,故眼交流渗通路迁如图田6.茂2.船3a所示察。图煌6.砍2.壶2射碧极耦刻合差涂分式永放大滴电路坊。图6共.2抱.3(a巩)交流门通路图6唯.2滥.3伞(a)交流拉通路图6范.2从.3也(b)半边糊等效璃电路当从兔两管傻集电耀极作乏双端尿输出夏,未漆接RL时其妙差模途电压兆增益炊与单避管共辞射放魔大电颈路的桂电压留增益碍相同随,即接RL时其界差模陷电压姐增益换为其中综上舰分析畜可知炮,在四电路追完全额对称邮、双值端输桥入、饭双端缺输出涂的情制况下殃,图芳6.爪2.次2的仇电路咳与单觉边电停路的廊电压恒增益熊相等申。可呢见该抛电路掌是用厌成倍坟的元秋器件买以换择取抑痰制共市模信酿号的减能力真。双端忆输入由、单针端输辛出的坏差模筐电压屿增益如输移出电骗压取且自其输中一浙管的糖集电拼极(vo1或vo2),则称臂为单真端输仿出,坚此时轨由于奖只取叨出一给管的脾集电乒极电拥压变排化量谱,当RL=∞碗时,纱电压棕增益色只有嘉双端拾输出驾时的壁一半袖,因烘此,情当分桶别从T1或T2的集鸡电极孕输出并时,孩则有这种山接法即常用愁于将辽双端汤输入秧信号灭转换示为单弊端输蚀出信闭号,驱集成杜运放评的中亏间级围有时就采卸用这辨样的呼接法储。单端师输入但的差范模电徐压增贞益在实闲际系桐统中隐,有再时要笛求放登大电榜路的沫输入两电路垄有一俯端接泪地。失这种仪输入舅方式侧称为蒸单端伞输入贱(或轮不对本称输杰入)孩。电吹路如支图6联.2轰.4协,实兔际电眠流源完的动妖态输幸出电毯阻,侨一般煌很大爸,可臣认为ro支路睛相当五于开通路,犹输入帮信号选电压刚近似碍地均木分在汪两管孤的输挪入回蠢路上魂.等效垮于双勒端输石入电路词工作水状态残与6犹.2荷.3程图相蔬同,殖其指扎标计抽算与镰双端旦输入年电路详相同价。(2扒)共卸模电源压增勿益双端仅输出猾的共姻模电脉压增晒益交流窄通路摸如图墙6.零2.墙5a所示圾。因秤两管喊对称图6.2.5a即对室每管在而言瞎,相旁当于悦射极借接了2ro的电贪阻。图6取.2捉.5b为共尼模输你入半拣边小乔信号亿等效搬电路晚。共模足信号事的输采入使祖两管男集电嚷极电惯压有侮相同沸的变泛化。图6.2.5b共模输入半边小信号等效电路其双敲端输厦出的奋共模渡电压热增益左为实际椅上,乏要达径到电妇路完型全对够称是裤不可斤能的宜,但虚即使市这样遍,这井种电虾路抑侮制共悔模信算号的稍能力赶还是罩很强百的。夜共模许信号和即对其两边君输入轮相同优或接做近相侦同的鞭干扰舅信号武,因童此,帆共模粒电压艘增益座越小至,说卖明放劈燕大电株路的酱性能随越好置。单端被输出侦的共族模电帜压增只益ro越大,抑制钢共模与信号产(零辰漂)赏能力垄越强督。即两刻个集翠电极衣任一绣端共步模输毛出电爽压与京共模贞信号细电压存之比号:图6.2.5b共模输入半边小信号等效电路(3糟)共落模抑良制比KCM努R定义连:放葡大电棵路差佳模信膊号的司电压地增益很与共俘模信医号的闻电压赖增益正之比壁的绝捏对值床,即双端味输出链,理成想情森况单端算输出抑制借共模达信号狼(零肾漂)听能力越强则单过端输冶出时沫的总灯输出海电压由且单畏端输慨出时(4邮)频坚率响罗应对双执入双倡出,泪高频要响应被与共师射电颗路相夺同,苹因采湿用直名接耦物合方待式,菊故低谣频响因应极驻好。单端研输出粒时的饲总输暗出电戒压由上尘式可差知,宰在设说计放悄大电敌路时掏,必非须至谜少使旬共模泳抑制败比大奶于共动模信替号与犬差模考信号仆之比汁,例惠如,愿设KCM样R=1蓬00伙0,vic=1mV伶,vid=1μV,则上气式中路的第盒二项钢与第基一项踩相等找,这藏就是片说,苏差模犯信号肌和共驻模信竟号所淹得到韵的输现出电晶压相填等。泥显然灰,如暴果将KCM领R值增摧至1谦00孟00村,则炎式中数的第录二项陪只有兰第一主项的越十分道之一珍,再占一次兵说明馋共模惧抑制峰比愈柴高,拥抑制娘共模播信号芽的能终力愈琴强。几种启方式梳指标列比较输出方式双出单出双出单出双端俩输入单端偿输入这里站设不接负遗载RL接RL则RC变为4.悼几种依方式雨指标崇比较输出方式双出单出双出单出(思考题)双端饺输入单端舅输入(4卵)当容输出划接一番12k负载动时佩的电活压增团益.解:求:例(1毁)静耍态(2哄)电救压增毙益vB2≈0为什绘么?(3银)(4邪)RL=∞(1)电路的静态工作点;(2)双端输入、双端输出的差模电压增益AVd、差模输入电阻Rid输出电阻RO;(3)当电流源的rO=83kΩ时,单端输出时AVd1、AVC1和KCMR1的值;(4)当电流源IO不变,差模输入电压Vid=0,共模输人电压ViC=-5V或+5V时的VCE值各为多少?解:讨(1顽)静恋态工渐作点床及rbe由于IO=1m供A,差分岁对管堵的集陆电极船电流督和电但压分贷别为ic2ic1图6.2.2因所以ic2ic1(2需)双似端输必入、亮双端柏输出映时的AVd,Rid和RO(3愿)单属端输弊出时ic2ic1图6.2.2(4楚)ViC=-够5V或+魔5V时的VCE值各疯为多迹少?ic2ic1图6.2.2当可得当可得由上崇分析近可知辅,当魂共模栽电压ViC变化系时,鄙电流叨源IO和IC1、IC2不变徐,但VCE变了赠,这北意味袄工作俊点变隆了,岭当ViC=5V时,T1、T2进入饱和螺区,这秆说明唇对输旦入的衔共模破电压宽要限脑制在乔一定塌的范术围内捧,才哥保证T1和T2工作腥在线甩性放矮大区沸。ic2ic1图6.2.24.服带有要源负有载的嚼射极京耦合啄差分钓式放脂大电芝路(1兽)电抢路组供成(双促入—股单出疯差分辜式放保大电搂路)电路类如图点6.射2.泽6所谎示,T1、恰T2对管季是差兽分放粒大管买,对贪管3寻,4王组成棍镜像例电流沃源作呀为T1、姻T2的有淘源负宵载,5,悲6对管嫩电流臣源为素电路星提供轻稳定径的静滩态电地流。(2考)工膊作原续理①静屠态时馒,电路休的电躺流源屯电流故该给电路帽又称比例扔电流卫源电究路。差论分电宗路的抹静态暮偏置灯电流苏为IC1=IC2≈IC3=IC4=IC5/2太=IO/2征,此时耍的输五出电流io=IC4-IC2=0寸,没驶有信诵号电示流输青出。②当古加入拥信号抢电压值时,T1电流源增加蛮、T2电流坡减小碍,即iC1=-iC2,流入楚电流尚源的坏电流升不变做,ve=0,故交给流通伍路如思图6绣.2护.7a所示敲,图倘中画段出的底电流押为信罗号电凶流,贱所以掩输出岛电流io=iC4-iC2=iC1-(捡-iC1)=浇2iC1。由侵图可子见,汉带有灾源负寺载差蹄分放跨大电西路的棵输出察电流吊是基键本单虽端输反出差摩放的野两倍拨。图6.2.7(3弃)电像压增淡益由图罪6.攀2.络7a,在负西载开疯路时储可画斗出差当模信诸号的亩半边幸电路T4拐、T柜2的小势信号削等效们电路辛如图茅6.决2.姓7b所示羽,图6.2.7由图意6.麦2.态7a,柿b可知按照KC叨L有由此耐可得汽单端察输出寸电压沸增益前已协得到承基本剩差分熔电路稠双端驰输出德的电拦压增买益为而对习带有执源负假载的梦射极骆耦合赛差分凝式放雷大电遗路有可见砖,单肆端输酸出的胃电压鞭增益绵接近蹈于双撒端输买出的骂电压数增益津,该柔电路讲的输朽出电尝阻=rce料2//rce岔4差模的输入翁电阻Rid=2rbe共模获输入脖电阻RiC=1/爸2[rbe+2卡(1暖+β)ro5]ro5很大夏,故贪共模称增益掘很小饼,可喝忽略甲。6.察2.屯3除源重极耦哥合差干分式玻放大熟电路前面班所讨扰论的声射极赛耦合济差分叉式放低大电雄路对秤共模剧输入烫信号箭有相纯当强香的抑天制能材力,锋但它婚的差模导输入庆阻抗劳很低。因计此,境在高球输入疼阻抗龟模拟爷集成滔电路垒中,稠常采溉用输入崭电阻抛高、煌输入扣偏置闻电流找很小盒的源师极耦绒合差拉分式厦放大灶电路受。图6蕉.2土.8封带有帜源负航载的源极驶耦合CM习OS差分滴式放乒大电伶路(1荒)工斗作原彻理在偏饱置电紧路中沫,T5、T6和T7各管景的栅韵极均拾与漏街极相冰连,极电路凭的基陷准电润流IRE须F=IS5=ID6=ID7=IOT1与T2,T3与T4,T7与T8特性糖全同秘。当堵接入错输入域信号降电压责,两怠输出谨端d1和d2之间壳有信量号电笛压输治出。双端龄输入度—双念端输竹出差牙模电粮压增夕益Avd设输咱出信喉号电把压分挎别为式中分别继为T1和T3的互孙导和伏动态粪漏源墨电阻叉。双端猫输入微—单锅端输伐出(d2端输喷出)啄的差附模电来压增旗益为Avd冲2=-逐Avd(1似/2抽),而只书上抢的分芹析是萍错误思的。图6.2.8放大电路图6.2.8电路的交流通路T2T4漏极结点的小信号等效电路T2T4漏极结点的小信号等效电路如上愉图所的示,垦当输财出端舰不接疏负载舍时,订输出绒端d2的电惹压为T2T4漏极结点的小信号等效电路如上其图所扇示,粮当输哗出端渡不接仰负载盗时,娃输出庸端d2的电拐压为于是袖双端粱输入拆—单绞端输弊出(d2端输侮出)昂的差营模电我压增需益Avd兵2为由上健式看挤出,脊带有宣源负窜载差芒分放拍大电糖路T2单端逝输出帅的电缸压增绑益和梢双端肉输出威的电泳压增厌益相凑同。整个丛分析己就是id4=id1的错移误导级致的。带有医源负半载的CM歌OS差分农式放颤大电高路不骄仅输盏入电短阻很掘高,器同时NM焦OS伞FE渡T放大遣管以PM妹OS怪FE假T为负固载管财,因党负载肝管具长有较版大的腔交流跌等效粘电阻作,从罪而能是得到拿较高饭的电包压增汤益。蝴但应烂指出统的是MO粥SF神ET与BJ牲T相比恋,在严相同炕偏流ID=IC的条觉件下停,BJ贫T的互饰导和且输出刮电阻份比MO宝SF狮ET大很件多,幕故BJ殃T组成友的放科大电辱路有柄更高须的电舰压增督益,办因此驰利用知两种暖器件次各自芝的优掏点,昂将两纷种器迈件串况级连歌接组胖成Bi糖CM滥OS差分垂式放扒大电元路(抹读者明可参娃阅有释关文必献)躺①广刻泛用东于模炊拟集窝成电络路中削。2.JF夸ET差分舒式放交大电庸路JF搅ET差分母放大朴电路略如图辩6.唯2.灿10主所示碎。JF赞ET差分息式放应大电司路的饿电路拣结构体、工悲作原馆理和尚分析洗方法浊与BJ痒T基本谊差分舒式放税大电肢路基筐本相烤同,绪并具篇有相卡同的庭电路夹特点此,只外不过勤是用JF置ET的小识信号之等效夺电路串来分纷析计咳算而叮已。双端陶输入疯—双堂端输青出的仅电压湾增益遗为而双什端输和入—商单端尿输出蜂的电思压增怖益为由JF雕ET构成凳的差妙分式浓放大愿电路瓣的输赔入电尝阻可回达1朝012Ω,输入非偏置扎电流悲约为农10踩0pA数量特级;而MO评SF腰ET差分螺式放辞大电叛路的免输入蛾电阻叛则可轨达1砍015Ω,而输矮入偏润置电磁流在吵10pA以下胃。A1vivo103A2vivo105?思毫考织题答:两个兔放大访电路尊是否抄都可腥以放物大0横.1mV的信壮号?en皇d增加了Re电压增益输出漂移电压均为200mV输出漂移电压均为200mV输入班端漂扬移电餐压为悲0辰.2mV输入棕端漂邮移电帝压为费0工.0独02mVA1不可剪以,A2可以?思可考袋题1.外若夫在基润本差野分式废放大师电路仆中增该加两向个电辞阻Re(如图熟所示廊)。崖则动俯态指故标将拍有何揪变化鞋?答:双端侄输出浅差模泊增益差模湿输入慢电阻单端攀输出睡共模尸增益共模惨输入哑电阻增加了Re增加了Re?思非考促题2.皂差氧分式道放大扎电路臭如图颜所示睡。分荐析下骂列输舟入和磨输出渴的相浇位关鉴系:反相vC1与vi1en献d同相vC2与vi1同相vC1与vi2反相vC2与vi2反相vO与vi1同相vO与vi23.绕静备态时秤,两仅个输用入端魄是否英有静谎态偏腐置电脖流?有!6.裳3镇差分若式放昌大电烛路的那传输性特性前面亏讨论灶了差山分式疮放大合电路浪在小辨信号纹线性绪工作恼状态闷下的谅放大订作用季。而呀当大信号肥工作递时,鬼差分齐式放酸大电途路的鉴放大禾作用怎有什突么变准化呢淘?这歌就需掩要知宫道差浩分式造放大角电路赢的传编输特廉性曲驳线。差放弊的传第输特跑性曲浩线就腊是放些大电归路输再出差拘模信换号随刚输入在差模倦信号钻变化荐的曲秆线.了解闭传输障特性席对正寨确分伶析、争设计壶电路泪都是诵有帮搏助的抓。下馋面以异图6益.2侮.2押所示倡电路计为例超进行唐讨论徐。ic2ic1图6.2.2结论沙:(1)双敏端输鼠出时胜,差壶模电竖压放稀大倍怖数基贞本上陡与单阀管放糟大电扣路的时放大己倍数怨相同热;单帆端输饲出时听,约贸为双炸端输惩出的瞒一半峰。(2)双零端输挪出时括的输充出电烫阻为形单端掌输出陶时的靠两倍摆。(3)双籍端输漫出时委的共腿模抑仇制比命高于温单端麦输出斯的共跌模抑迅制比屈。(4)单幼端输柿出时情可选堵择不洲同的忆三极花管输他出,武以便骨得到粱与输导入电凡压同书相或到反相穴的输答出电愤压。(5)各膝种接耍法的累输入撒电阻螺基本简相等嚷。集成绕运算银放大浆器是然一种宣高性红能的直多级逢直接绪耦合扣放大朽电路掌,从处第2苦.1党节的叉介绍鬼中知愈道它完的主杀要组葬成单啊元有差分程输入盾级、电压俗放大寨级和甲负载粉能力截强的衣输出知级。此外鉴,还饭有为隆各级酬提供糊合适静态笔工作脏电流作的偏蓄置电揉路和勇一些妨辅助团环节双,如电奶平移帆动电克路、藏过载疫保护鬼电路众以及笔高频唱补偿沙环节敏等。6.贴4集盟成电娇路运吸算放崇大器集成碍运放叔按制当造工仅艺分代有BJ杏T、蠢CM捎OS和兼插容型吊的Bi落FE矿T型。BJ业T型运载放一悔般输歼人偏垂置电幸流及番器件块功耗巩较大哥,它耕的输做出级集可提喝供较侨大的微负载会电流讨;CM酷OS型运寺放输盾入电汤阻高妹、功然耗低罩,可注在低次电源霸电压岛下工炒作;Bi词FE舟T兼容叨型运矛放一题般以FE呜T作为铜输入绝级,卧它具辩有高填输入储电阻暴、高奶精度亡和低聚噪声暖的特短点。本节算只要渐求定众性了降解内讨部电位路结达构和贴原理没分析纠,重苹点在示了解盼性能汪和选州用。6.观4.梨1CM泳OS爷M昂Cl细45幸73集成记电路览运算傻放大贷器1.蚊电路曾结构筝和工辽作原循理T1和T2组成脑源极饮耦合伐差放残输入忍级,偏而T3和T4作T1、T2的有挥源负比载。T5和T6构成盯镜像震电流纹源为蜻差放扣输入版级提痰供直本流偏千置,告其基麻准电缓流可泽通过旨外接灶电阻RRE着F来确叙定。输出敢级由T7组成旬共源棉放大谱电路帐,T8为T7提供伶偏置场电流福,并惧作为积有源无负载俊。CC为内绍部补方偿电贸容其首作用宫是保系证系盼统的倘稳定始性。2.煤电路盖技术醉指标弱的分劣析计恶算(1罪)直江流分倒析在图星6.洗4.份1中鼠,设T5扁、T虑6的参塔数相慰同,驻则基形准电柜流IRE淘F和输慎入级祥偏置艘电流因d1接T3和T4的栅交极,连此式功成立6.遗4.陡2BJ倦TL朗M7喉41集成柏运算柱放大祸器本节临介绍嚷一种与通用骂型集淘成运斯算放蜘大器饲74扰1①作为BJ彻T模拟测集成巧电路扁的典脑型例书子,菜其原舱理电矿路如某图6酬.4嚼.2惊所示衣。电催路的杂组成陷:6.婚4.猴1菊简膏单的赠集成奥电路砍运算令放大扭器1.乡丰集酱成运弦放内毯部组矛成框料图BJ霞TL乏M7藏41集成扑运算估放大拾器其原怪理电蝴路如赴图6根.4包.2亦所示串。电这路的少组成疏:24个BJ扎T、10个电龄阻和1个电给容组凑成。1,脾偏置设电路采用述3个针电流络源电妙路:T8T9;(微条源T10T11);T12T13;2,涂输入罪级:T1~T6组成众的差花分式裕放大抓电路稿,其厕中T1-T3,T2-T4组成咸共集非-共丧基复疗合差教分电颤路,T5T6为有逼源负莫载。3,防中间宗电压脾放大粪级:T16,T17组成董共集领-共卵射4,挣输出受级:T14T20组成屡的互希补对从称电诱路。6.猪3.陕2种通触用型警集成奏电路已运算拣放大止器BA集成取运放肺74狡1—杜实质沃上是允一个蹈具有芽高放斥大倍芝数的颠多级怨直琴接耦奔合放洪大电权路。组成桥:剃输入秤级、秀中刷间级秋、蛋输出拥级、匙偏峡置电农路差分放大电路共射放大电路互补对称射极输出器恒流源电路基
本
差
放长尾
差
放恒流源
差
放有源负载复合管镜像电流源比例电流源微电流源互补对称电路准互补对称电路保护电路6.从5北集上成电姐路运撤算放鹅大器巨的主赠要参倡数1.拍输黑入失香调电席压VIO在室慈温及劫标准醉电源恼电压侨下,登输入络电压唱为零创时,朴为了愧使集桑成运倡放3.需输被入失错调电肉流IIO:(1么)输笨入失须调电火压温杀漂VIO/T(2齿)输赢入失辉调电森流温突漂IIO/T的输若出电喷压为缺零,粪在输平入端丧加的副补偿丈电压垄。2.僻输妻入偏米置电孟流IIB:两慕个输不入端电静态摄电流幸的平匙均值白:4.温度促漂移枣:温亮度变纷化引因起输舱出电含压产盲生VIO(IIO)6.光5荣集智成电货路运袭算放翁大器事的主灵要参怠数5.羡最损大差克模输擦入电召压Vid悄ma守x6.蓬最狮大共斜模输抬入电秘压Vic翠ma司x7.扫最柳大输初出电饰流Iom艇ax;运放研允许探耗散猴最大招功率PCO.集成沾运放沟的反顷相和龙同相牢输入挖端之俯间所拖能承娘受的狮最大欣电压崖值。集成添运放明所能母承受霉的最锈大共腥模输制入电谊压值昆。集成努运放赢所能邮承受成的最粥大输出绳电流值。6.贱5很集介成电允路运描算放讯大器赠的主跪要参撑数8.什开嘉环差疤模电羽压增晒益AVO9.绳开损环带劲宽BW(fH)74荒1型为呆7HZ10酬.皂单位纲增益驻带宽BWG(fT)74限1型为蓝1.冠4MH粪Z11康.战转换救速率SRen乔d+Vom败x-Vom洲x-Vom刑x+Vom球xfTfH以上茧介绍忽了集墓成运锯放的倚主要垄参数兵,根括据性泳能和惨应用孔场合爬的不捐同,运放陵可分饺为通哥用型威和专状用型专。通用捏型运是放的固各种颜指标苍比较丹均衡拳全面镜,适擦用于神一般盯工程桂的要嫂求。锦为了拥满足细一些侄特殊肢要求榆,目霜前制鸡造出长具有特殊圾功能秤的专焰用型羽运放仿,可纺分为测高输陵人电蹦阻、苹低漂谜移、沉低噪气声、忆高精耕度、草高速案、宽梢带、薯低功电耗、剧高压短、大黎功率漫、仪闹用型介、程舒控型淡和互者导型等。主现将姐几种亮专用尸型运业放的私参数窑列表宇6.5号.1中秆,大哲家自钳行比旧较它哪们的息特性炼,可浴根据各具体华要求猴选用名。6.劫5.北2示集责成运抛放应介用中枯的实绒际问景题1.马如何锐选用常集成迷运放坐?根弄据技蚂术要神求应捕首选蚀通用窄型运跟放,得当通唤用型要运放维难以怪满足愚要求所时,衫才考扶虑专甩用型笨运放毫,这软是因乘为通胞用型早器件有的各政项参氏数比壶较均答衡,袖做到玻技术惭性与印经济虑性的小统一待。至暖于专割用型传运放炭,虽糊然某兰项技警术参黎数很风突出茂,但抖其他贞参数昂则难藏以兼众顾,蜘例如令低噪慰声运刘放的润带宽救往往析设计怪得较机窄,牵而高叫速型刊与高心精度合常常唱有矛谁盾,筝如此碰等等跨。2.夹集成沙运放刑选定千后,谎根据沸参数挎的定勤义,东分析烧其可势能引盘起的昂误差净,从钟而在盼所设丛计的裳电路芒中采属取相禁应的厌措施作加以徐消除嫌或减驰少。宜下面悬以输朽入失雅调电惕压VIO、输入赴失调厨电流IIO和输摧入偏殃置电踢流IlB三参半数不微为零五时所笨引起歇的误彼差为词例进弟行分剃析。VIO和IIO,IIB不为零时实际运放的等效电路两输入端的等效电压和等效电阻()()2121/1//RIVRRVIRRRIOIOfOIBf++==即有以消除引起的输出误差电压可时,由当要使VO为0从,需蓝在输然入端推加补躺偿电驱压或蛋电流槐,电附路如呆下:当电套路为日积分双运算读时,即换成电容C,则时间博越长骗,误贞差越脏大,毛且易供使输泉出进吨入饱怪和状给态。()()2121/1//RIVRRVIRRRIOIOfOIBf++==即有以消除引起的输出误差电压可时,由当(a)调零电路(b)反相端加入补偿电路模拟姜集成兽乘法传器是例实现惰两个耽模拟确量相靠乘的前非线姻性电容子器骄件,详它不土仅应乘用于粗模拟才运算种方面为,而炉且广乓泛地呈应用车于通老信、分测量字系统铸、医划疗仪枪器和汉控制巡寿系统喇,进捎行模板拟信躲号的堡变换折与处黎理,趁已成午为模跟拟集救成电充路的伏重要诱分支弯之一脂。实现纱模拟恰量的哈相乘透方法待很多于,其启中变扭跨导富相乘威的方掌法是仙以差膜分式秧电路齿为基遍础,咳它的逗电路翠性能皇好,盆又便据于集厕成化泪,在钱模拟宿集成灵乘法肺器中阿得到示了广腹泛的小应用弓。下警面简象要介痕绍变处跨导别式四搁象限从模拟忧乘法乳器。6.扎6变厕跨导金式模砍拟乘骨法器6.勉6.练1若变习跨导困式模洒拟乘仆法器揭的工败作原汉理变跨断导式邪模拟终乘法墙器是膝在射急极耦筐合差营分式拦放大而电路馒的基挣础上爸发展据起来缎的,奶与6震.2牙.2拼节所讨讨论钥的差芝分式工放大绒电路但的差汉异在瓣于电铸流源IO=iEE受输恼入电墓压vY的控静制,峰如图恒6.铁6.资1a所示应。由跳式(冤6.突2.绳10域)的嗽关系凶得图中故T1匪T2构成甲压可得把gm和iEE的表村达式由图掌6.烘6.雅2的均电路(1舰)(2睛)由1吧、2撞式在图拼中假钓定同理百可得当x很小她时或时,踢上式蓝可6.底6.裹2午模茧拟乘筐法器悠的应剩用利用馆集成颜模拟叼乘法森器和秒集成叹运放桑相组浸合,歇通过地各种肝不同揪的外服接电钓路,可可组追成各殃种运携算电意路,店还可撞组成谁各种贴函数饲发生苏器、俩调制迁解调贪和锁葬相环晒电路洽等。览下面挤介绍破几种妙基本炭应用象。辣·1.方运算弟电路乘方波运算致电路利用耀四象械限乘谜法器贸(如ML桃T0康4)能够券实现菌平方谷运算讯电路丛,如灭图6含.6训.3a所示杆,输惊出电减压为从理郑论上根讲,娘用多葡个乘残法器她串联者可组专成任兼意次辣幂的猾运算裙电路哀,如侨图6.哨6.隔3b所示卫,输俩出电矿压为但是巾,实沈际上仍串联拥的乘伸法器亭数超郊过3岩时,旧运算疤误差潮的积击累,柔就使填得电率路的兔精度变差夺,在返要求括较高概时就剧难以西满足除法店运算阶电路只有vx2为正义极性点时,朱才能再保证宪负反调馈,盖除法甘器才己能正刮常工佳作。开平祥方电颗路利用冬乘方揪运算李电路腊作为称运放灭的反吐馈通变路,
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