《恒流源及差放》PPT课件.ppt

集成放大电路的基本组成,偏置电路,差动放大电路,基本放大电路,功率放大电路,恒流源,模拟集成基本单元电路,3.2.2 模拟IC中的恒流源,（1）BJT的基本恒流原理,i不变,ro=,iC基本不变,i=iC,ro rce,固定UBE恒流源的电路,+ UBEQ -,(2) 镜像恒流源的电路结构,基本镜像恒流源,ro rce2 ,UBE1= UBE2= UBE,若1=2=,IB1= IB2= IB 、IC1=IC2=IC,当1时，可得,输出电流IC2与参考电流IR是镜像关系,相对误差,+ UBEQ -,接放大器,2IB,相对误差,2精密镜像恒流源,设T1T3的参数相同,1=2=3=1,UBE1=UBE2=UBE,IC1= IC2,相对误差,由于电路中接了共集电极管T3，对分流电流IB3的放大作用，从而使误差减小了（1+）倍，精度提高了（1+）倍。,ro rce2 ,相对误差,3 高输出阻抗串接镜像恒流源,1=2=3=41,UBE1=UBE2=UBE3=UBE4=UBE,+ UBEQ -,+ UBEQ -,R,4威尔逊（Wilson）恒流源（高输出阻抗精密恒流源）,设TlT3完全匹配,IR=IC1+IB2 = IC1+IC2 /,( UBE1= UBE3= UBE ),IC3=IE2 -2IB,IC2,IC1=IC3,=IE2 -2IC3 /,模拟集成电路中的偏置电路，也可作为放大电路的有源负载，又可组成基本的电流传输器,5比例恒流源,UB1=UB2= UB,其中，R1=R /（R1+ rbe1）,UB,6微恒流源 （Widlar恒流源）,R10,P100 恒流源主要特性对照表,电压增益大大提高,有源负载共射放大器,有源负载放大器从电流源分析,提供大的集电极交流负载,提供稳定的直流电流，稳定静态工作点,+ ui -,+ uo -,有源负载射极跟随器,作业： P128 3.1 P129 3.4,（1）它由两个完全对称的共射电路组合而成,（2）电路采用正负双电源供电,长尾 差动放大器,1差动放大电路的特点,在零输入的情况下,uo1=uo2 ，uo =uo1-uo2=0，,实现了零输入、零输出,单端输入,当温度T时,IE1和IE2,IEE =（IE1+IE2）,UE,UBE=（UB-UE）,IE1、IE2,Rem能稳定静态工作电流IE,双端输出,双端输入,单端输出,差动放大器具有四种不同的工作状态,UE,Rem 稳定越好,双端输入，双端输出,双端输入，单端输出,单端输入，双端输出,单端输入，单端输出,IEE,当ui1与ui2大小相同但极性相反时，即ui1= -ui2时，称为差模信号。记做uid,当双端输入时,当ui1与ui2大小和极性都相同时，称为共模信号，记做uic ，即ui1=ui2=uic 。,2差模信号与共模信号,uic,对输出端来说，如果单端输出的信号分别为uo1和 uo2,共模信号：,差模信号：uid=ui1 ui2,IC1= IC2= IC ，IE1= IE2= IE ，IB1= IB2= IB,3静态工作点的估算,ui1 = ui2 =0,电路和元件值的对称性,IBRb+UBE +2Re m （1） IB=EE,在工程中，一般由于Rb较小，IB更小，在忽略Rb上的静态电压时,UCE1=UCE2=UC-UE,发射结回路的方程,IBRb+UBE +2Re m IE =EE,UCE1,=EC-ICRc-(-07V) =EC- ICRc+07V,UE-07V,UC =EC -ICRc,-IC1(Rc+2Rem),非电压偏置电路分析步骤 ？,UCE1=UCE2EC(-EEE), IC1 IC2, URem ,当温度T时IE1和IE2,恒流源偏置的差动放大器,IEE =（IE1+IE2）,UE,UBE=（UB-UE）,IB1、IB2,IE1、IE2,能稳定静态工作电流IE,但Rem ,Rem ，零点漂移电路性能越好, Au ,在集成电路中Rem的增加还受限于集成工艺和EE的取值。,r o代替R em,采用比例电流镜作为射极偏置的恒流源差动放大器,恒流源偏置的差动放大器的静态工作电流应该以偏置恒流源入手去求解,希望：能稳定静态工作点，交流等效电阻很大，直流压降不太大的器件代替Rem,5差放的性能指标,（1）差模电压增益Aud,当输入差模信号uid时，输出电压称为差模输出电压uod,Aud又可分为双端输出Aud (双)或单端输出Aud (单),（2）差模输入电阻Rid,（3）共模电压增益Auc,信号差模输入时，由两输入端之间视入的输入电阻即Rid,当输入共模信号uic时，输出电压称为共模输出电压uoc，则共模电压增益为,（4）共模输入电阻Ric,Ric其实就是将差放两输入端口并联后视入的输入电阻,（5）共模抑制比KCMR,KCMR越大，差放放大差模信号和抑制共模信号的能力就越强,差动放大器的大信号传输特性,IEE,uid,1/2IEE,4UT,2UT,iC,Rc,Rc,RL,EC,ui1,Rb,Rb,ui2,uo,uo1,uo2,T2,T1,I,-EE,ro=Rem,大信号差模传输特性曲线,（1）当静态时，ui1=ui2=0，即uid=0,uo1,= -uo2,333 差动放大器的微变等效分析,1 低频单纯差模特性,（1）差模电压增益,双端输入、双端输出差模电压增益,差模输入发射极对称中心交流接地,负载中心交流接地,单端输出的差模电压增益,（2）差模输入电阻Rid,（3）差模输出电阻Rod,双端输出时,T1,T2,单端输出时,2 低频单纯共模特性,uo1 =uo2,（1）共模增益,双端输出共模电压增益,uoc=uo1-uo2 =0,单端输出共模电压增益,uo1= uo2,Rem共模电压增益,iee=2ie1,差动放大器的性能越好,A u c 11；,对理想恒流源Rem=,A u c 1=0,（2）共模输入电阻Ric,两个单边共模等效电路输入电阻的并联值,（3）共模抑制比KCMR, 双端输出共模抑制比,单端输出共模抑制比,A uc=0,3 单端输入差动放大器, 双端输出时,0,单端输入与差模输入，在双端输出时产生的输出电压和电压增益是相同的,单端输入,单端输出时，由于A uc0,Rem Rc,当共模抑制比较高时，单端输入与差模输入(浮地双端输入)产生的输出（不论是双端还是单端输出）几乎相同,0,uid= ui1- ui2= ui1- 0 = ui1,单端输入,双端输出时,单端输出时,电压增益,单端输出,单端输入,输出电阻Rod,双端输出,输入电阻Rid,IC1= IC2= IC ，IE1= IE2= IE ，IB1= IB2= IB,3静态工作点的估算,ui1 = ui2 =0,电路和元件值的对称性,IBRb+UBE +2Re m （1） IB=EE,在工程中，一般由于Rb较小，IB更小，在忽略Rb上的静态电压时,UCE1=UCE2=UC-UE,发射结回路的方程,IBRb+UBE +2Re m IE =EE,UCE1,=EC-ICRc-(-07V) =EC- ICRc+07V,UE-07V,UC =EC -ICRc,-IC1(Rc+2Rem),非电压偏置电路分析步骤 ？,UCE1=UCE2EC(-EEE),Rc,Rc,EC,Rem,-EE,uo,UE,IEE,例33 差动放大器如图327所示。Tl和T2的=100，rbb不计，静态UBE=07V，Rem=143k。当Tl基极输人的电压uid=1mV时，求T2集电极产生的电压uo,解：令uid=0，求得静态工作电流IC,差动放大电路从IEE求IC,差模增益,rbe已知？,不，要求IC,ui1,UE= -UBE,作业： P129 3.5 3.6 P130 3.8 3.9 P131 3.10,Rc,EC,ui1,Rb,Rb,ui2,T2,T1,T3,Re3,R2,R1,2已知：UBE=0.7V，rbb=200,=50, R1=3k, R2=3k, Re3=6.8k, Rb=2k, Rc1=10k, R