第06章模拟集成电路(康华光)

1、第六章第六章模拟集成电路模拟集成电路 重点：重点： 1.理解镜像电流源的组成及其分析方法；理解镜像电流源的组成及其分析方法； 2.掌握差分式放大电路的分析方法；掌握差分式放大电路的分析方法； 3.了解集成电路运算放大器的组成。了解集成电路运算放大器的组成。（1-2）6.1模拟集成电路中的直流偏置技术模拟集成电路中的直流偏置技术直流偏置直流偏置提供恒定工作点电流提供恒定工作点电流(恒流源恒流源)一一 . BJT电流源电路电流源电路1. 镜像电流源镜像电流源(1)电路组成电路组成T1,T2参数相同参数相同,包括包括 1 2VBE1VBE2 IB1IB2 , IC1IC2Io(2)镜像电流源的作用镜

2、像电流源的作用作用作用1:静态时可作为恒流源静态时可作为恒流源当当 较大时较大时, IB可以忽略可以忽略: IoIC2IREF RVVV)(EEBECC VCC- -VEET1T2RIREF2IBIC2=IoIC1当当VCC,VEE ,R 恒定时恒定时,输出电流输出电流Io 恒定恒定外电路外电路（1-3）作用作用2:动态时可作为动态电阻动态时可作为动态电阻静态恒流静态恒流 T1 T2输出特性稳定输出特性稳定:T2的的c e两端表现出的动态电阻数值两端表现出的动态电阻数值:rce2ro vCE/ / Ic较大较大,一般一般ro在几百千欧以上。在几百千欧以上。IBiCvCE vCE iCVCC-

3、-VEET1T2RIREF2IBIC2=IoIC1外电路外电路（1-4）2. 微电流源微电流源e2BE2BE1RVV e2BERV 由于由于VBE很小很小,所以所以IoIC2也很小。也很小。作用作用2动态时可作为动态电阻动态时可作为动态电阻VCC- -VEET1T2RRe2IoIC2IE2 作用作用1静态时可作为恒流源静态时可作为恒流源)1(e2be2e2ce2RrRrro IREFIB1+IB2IC2=IoIC1+VBE1- - +VBE2- -ro很大很大外电路外电路（1-5）vo=rce2(io- - ib2)(io+ +ib2)Re2 e2be2e22RRrRiiob 经整理得经整理得

4、:e2be2e2ce2ce2RrRrrro ro 的推导过程：的推导过程：求求ro 的图如右下图所示。设从的图如右下图所示。设从T1基极看进去的电阻为基极看进去的电阻为R:rbe2ib2 ib2Re2 rce2R rce1 ib1ib1io+vo- -21bbeivR 0)1/(/11 becerrR111111)1 (bebecebebebervrvRvv e2be2e22e222)(RRrRRrRrrceeceo rce2较大较大R0（1-6）3. 多路电流源多路电流源+RRIIC0IC1IC2IC3E1IE2IE3IR0R1R2R30TT1T2T3VCC当当VCC ,R0 , R1 ,

5、R2 恒定时恒定时, 各输出电流各输出电流 恒定。恒定。（1-7）二二 . FET电流源电路电流源电路1. MOSFET镜像电流源镜像电流源作用作用1:静态时可作为恒流源静态时可作为恒流源Io=ID2IREF= RVVV)(SSGSDD 当当VDD ,VSS ,VGS , R 恒定时恒定时, 输出电流输出电流Io 恒定。恒定。作用作用2:动态时可作为大电阻动态时可作为大电阻rdsT1T2+VDD- -VSST3MOSFET镜像电流源的改进镜像电流源的改进T1T2+VDD- -VSSRIREF =ID1ID2=Io+VGS- -ID2=Io+VGS- -Io= ID2=Kn2 (VGS VT2

6、)2（1-8）T1T2+VDD- -VSST3T3T4IREFID2+VGS- -ID3ID42. MOSFET多路镜像电流源多路镜像电流源当当VDD ,VSS ,VGS 恒定时恒定时, 各输出电流各输出电流 恒定。恒定。（1-9）3. JFET电流源电流源- -VSSID=Io作用作用1:静态时可作为恒流源静态时可作为恒流源VGS =0Io= ID=IDSS (1- -VGS/ /Vp )2 =IDSS 恒流恒流作用作用2:动态时可作为大电阻动态时可作为大电阻rdsVGSiDvDS vds idds 两端表现出的动态电阻数值两端表现出的动态电阻数值:rdsro vds/ / id较大较大（1

7、-10）6.2 差分式放大电路差分式放大电路集成电路的工艺特点：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。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，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。在毫瓦以下。(3)不易制造大电阻不易制造大电阻, 需要大电阻时需要大电阻时, 往往使用有源负载。往往使用有源负载。(4)只能制作几十只能制作几十pF以下的小电容。如需大电容，只有外以下的小电容。如需大电容，只有外接。接。(5)不能制造电感不能制造电感, 如

8、需电感如需电感, 也只能外接。也只能外接。因此因此,集成放大器等模拟集成电路都采用直接耦合方式。集成放大器等模拟集成电路都采用直接耦合方式。（1-11）直耦放大电路的特殊问题直耦放大电路的特殊问题零点漂移零点漂移1.零漂现象零漂现象2.产生零漂的原因产生零漂的原因由温度等变化引起的。由温度等变化引起的。当温度变化使第一级放大当温度变化使第一级放大器的静态值发生微小变化器的静态值发生微小变化时时,这种变化量会被后面的这种变化量会被后面的电路逐级放大电路逐级放大,最终在输出最终在输出端产生较大的电压漂移。端产生较大的电压漂移。因而零点漂移也叫因而零点漂移也叫温漂温漂。+-Re1b1Rc1RT1ou

9、uiTV2CCRe2VEEuo0t输入输入vi=0时时, 输出有缓慢变化的电压产生。输出有缓慢变化的电压产生。（1-12） 直接影响对输入信号测量的准确程度和分辨能力。直接影响对输入信号测量的准确程度和分辨能力。 严重时，可能淹没有效信号电压，无法分辨是有效严重时，可能淹没有效信号电压，无法分辨是有效信号电压还是漂移电压。信号电压还是漂移电压。4. 减小零漂的措施减小零漂的措施 减少第一级零漂是关键。减少第一级零漂是关键。只有输入端的等效漂移电只有输入端的等效漂移电压比输入信号小许多时，放大后的有用信号才能被很好压比输入信号小许多时，放大后的有用信号才能被很好地区分出来。地区分出来。减小零漂的

10、措施：减小零漂的措施：采用差动放大电路。采用差动放大电路。 差动放大电路是抑制零点漂移最有效的电路结构。差动放大电路是抑制零点漂移最有效的电路结构。（1-13）已知已知:VZ=4V,VBE=0.6V, 1= 2=50, 温度升高前温度升高前:IC1=2.3mA,Vo=7.75VIC1=2.3 1.01mA=2.323mA, VC1=VZ+VBE2=4+0.6=4.6VmA147. 0mA32. 236 . 412121 CRBIIIC例例1vZ+VCCvoRC2500 T2vi=0RC13k R1T1R2+RDZIC2= 2 IC2 = 50 0.147mA = 7.35mA（1-14）一一

11、. 基本差动放大电路基本差动放大电路 1. 电路组成电路组成两管特性及元件两管特性及元件的参数值相等的参数值相等, 静静态工作点相同。态工作点相同。有两个输入端、有两个输入端、两个输出端。两个输出端。静态时静态时,vi1= vi2 = 0,vo=VC1VC2=0当温度升高时当温度升高时IC VC1,VC1 (两管变化量相等两管变化量相等)vo=(VC1+ VC1)(VC2+ VC2)=0 利用对称性利用对称性+VCCRCRB2T1RB1RCRB2RB1T2+ vo + vi1 vi2 + +vo1- -+vo2- -IC1IC2（1-15）(2)差动放大电路的输入方式差动放大电路的输入方式双端

12、输入双端输入:需放大的信号需放大的信号vi可从两输入端之间输入可从两输入端之间输入;单端输入单端输入: vi可从一个输入端对地输入可从一个输入端对地输入,另一输入端接地另一输入端接地;比较输入比较输入:vi1vi2 ,分别从两输入端输入信号。分别从两输入端输入信号。(3)差模输入信号与共模输入信号差模输入信号与共模输入信号 任意两个输入信号任意两个输入信号vi1、vi2均可分解为均可分解为:vi1=vic+ +vid/ /2 vi2=vic- -vid / /23.差动放大电路几个基本概念差动放大电路几个基本概念(1) 差动放大电路的差动放大电路的输出方式输出方式双端输出双端输出从两从两管集电

13、极输出电压管集电极输出电压;单端输出单端输出从从T1(或或T2) 集电极对集电极对地输出电压地输出电压;+VCC+ vo + vi1 vi2 + RCRB2T1RB1RCRB2RB1T2+vo1- -+vo2- -（1-16）vi1=vic+ +vid/ /2vi2=vic- -vid/ /2其中其中:vic=(vi1+ +vi2)/ /2共模输入信号共模输入信号vid=(vi1- -vi2)差模输入信号差模输入信号可见可见, 相对相对vi1、vi2而言而言:vic 是一对是一对当温度变化时当温度变化时:将使将使两管集电极电流产生变化两管集电极电流产生变化, ,且两管变化趋势是相同的且两管变化

14、趋势是相同的, ,其其效果相当于在两个输入端加入了共模信号。效果相当于在两个输入端加入了共模信号。 vid 是一对是一对+VCC+ vo + vi1 vi2 + RCRB2T1RB1RCRB2RB1T2+vo1- -+vo2- -（1-17）(4)差模电压增益与共模电压增益差模电压增益与共模电压增益差模电压增益差模电压增益: Avd=vod/ /vid共模电压增益共模电压增益: Avc=voc/ /vic总输出电压总输出电压: vo=vod+voc= Avdvid+ Avc vic 不管何种输入不管何种输入输出形式输出形式,若：若：vod差模输入信差模输入信号产生的输出号产生的输出voc共模输

15、入信共模输入信号产生的输出号产生的输出则：则：共模抑制比共模抑制比:反映抑制零漂能力反映抑制零漂能力,越大越好越大越好vCvdCMR=AAK越小越好越小越好+VCC+ vo + vi1 vi2 + RCRB2T1RB1RCRB2RB1T2+vo1- -+vo2- -（1-18）4.基本差动放大电路的分析与计算基本差动放大电路的分析与计算(1)静态分析静态分析目的目的:求求 IB, IC, VCE直流通路如图：直流通路如图：+VCCRCRB2RB1RCRB2RB1+vCE1- -+vCE2- -IB1IB2IC1IC2IC1IC2 1 IB1VCE1VCE2 VCC IC1 RC1121BBEB

16、BECCRVRVV (2)差模动态分析差模动态分析四种四种:双入双出双入双出;双入单出双入单出;单入双出单入双出;单入单出。单入单出。目的目的:求求 Avd ,Rid, Ro , KCMRIB1IB2（1-19）iiii+vi - -RB1RB1RL+ vo 差模动态分析差模动态分析(双入双出双入双出)+VCC+ vi1 vi2 + RCRB2T1RB1RCRB2RB1T2vi 从两输入端之从两输入端之间输入信号间输入信号;vo从两管集电极从两管集电极输出电压输出电压;+ vo RCRB2rbeib ibRCRB2ibrbe ibRL+ vi 相当于相当于:vi1=- -vi2=vi/ /2差

17、模信号差模信号小信号电路：小信号电路：（1-20）RL+ vo +vi - -rbeiiib ibRB2RCRB1rbeiiib ibRB2RCRB1图中图中:22b=BbeBiRrRii 22bi=BBbeRRrii 即即:vi = =2iiRB1 + +2ibrbe)(2=212bbeBBBberRRRri + vo1- -+ vo2 - -vo1 =)2/(LRRiCb vo=vo1- -vo2)2/(2LRRiCb vo2 = )2/(LRRiCb（1-21）RL+ vo +vi - -rbeiiib ibRB2RCRB1rbeiiib ibRB2RCRB1+ vo1- -+ vo2

18、- -差模输入电阻差模输入电阻:Rid= =2(RB1 + +RB2 /rbe)输出电阻输出电阻:Ro= =2RC)(/2/=212beBBBbeLCrRRRrRR 差模电差模电压增益压增益:Avd=vo/ /vi（1-22）双入双出：双入双出：beBBBbeLCrRRRrRR 212)(2/=差模电差模电压增益压增益:Avd=vo/ /vi差模输入电阻差模输入电阻:Rid= =2(RB1 + +RB2 /rbe)输出电阻输出电阻:Ro= =2RC双入单出双入单出请自己分析！请自己分析！beBBBbeLCrRRRrRR 212)(/21= 差模电差模电压增益压增益:Avd=vo/ /vi差模输

19、入电阻差模输入电阻:Rid= =2(RB1 + +RB2 /rbe)输出电阻输出电阻:Ro= =RC差模动态分析总结差模动态分析总结（1-23）单入双出单入双出请自己分析！请自己分析！beBBBbeLCrRRRrRR 212)(2/=差模电差模电压增益压增益:Avd=vo/ /vi差模输入电阻差模输入电阻:Rid= =2(RB1 + +RB2 /rbe)输出电阻输出电阻:Ro= =2RC单入单出单入单出请自己分析！请自己分析！差模电差模电压增益压增益:Avd=vo/ /vi差模输入电阻差模输入电阻:Rid= =2(RB1 + +RB2 /rbe)输出电阻输出电阻:Ro= =RCbeBBBbeL

20、CrRRRrRR 212)(/21= 与双入双出与双入双出相同相同与双入单出与双入单出相同相同（1-24）(3)共模动态分析共模动态分析2种种:双出双出;单出单出目的目的:求求Avc ,KCMR相当于在相当于在两个输入端加入了两个输入端加入了共模信号。共模信号。当有当有vi1=vi2=vic+VCC+ vi1 vi2 + RCRB2T1RB1RCRB2RB1T2这时共模电压增益？这时共模电压增益？共模小信号电路如图：共模小信号电路如图：+ voc1- -RCRB2+ voc2- -RCRB2+vic - -iiRB1+vic - -iiRB1+ voc + vic - - - - vic +r

21、beib ibrbeib ib（1-25）+vic - -rbeiiib+ voc1- - ibRB2RCRB1+vic - -rbeiiib+ voc2- - ibRB2RCRB1+ voc 图中：图中： voc1= =voc2双端输出时双端输出时:voc=voc1- -voc2=0共模电压增益共模电压增益: Avc=voc/ /vic=0 (理想化理想化)单端输出时单端输出时:22b=BbeBiRrRii vic= =iiRB1+ +ibrbe22bi=BBbeRRrii )(=212bbeBBBberRRRri beBBBbeLCrRRRrRR 212VC)(/=A这种电路不这种电路不可

22、单端输出可单端输出voc= =voc1= =voc2 =-=- ibRC /RL（1-26）二二 . 典型差动放大电路典型差动放大电路 1. 电路组成电路组成 稳定稳定Q点点,限制每个管子的漂移限制每个管子的漂移,使使电路既能双端电路既能双端输出输出,又能单端输出又能单端输出。越越大大, 越好。越好。: 补偿静态时补偿静态时RE上的压降上的压降,获得合适的获得合适的Q点。点。 保证两个电路的对称。保证两个电路的对称。 很小很小 。 +VRCRPT1RBRC RERBT- -VEEvi1 vi2vo1vo2（1-27）+VRCRPT1RBRC RERBT- -VEEvi1 vi2vo1vo2T

23、IB1=IB2 VB1=VB2(=- -IB RB) VBE1=VBE2 IE1=IE2 VE1=VE2 IB1=IB2 这一过程类似于分压式偏置电路的温度稳定过程。即这一过程类似于分压式偏置电路的温度稳定过程。即使电路处于单端输出方式使电路处于单端输出方式,仍有较强的抑制零漂能力。仍有较强的抑制零漂能力。 静态时静态时(vi1=vi2 =0)：IB1IB2IC1IC2当温度变化时：当温度变化时：IC1=IC2 IC1=IC2 （1-28）3.典型差动放大电路的静态分析典型差动放大电路的静态分析直流通路如图：直流通路如图：0- -(- -VEE)=IBRB+VBE +IERP/2 +2IERE

24、 2)1 ()1 ( 2PEBBEEEBRRRVVI ICIE IBVCEVCC+VEEIC RCIERP/22IE RE +VRCRPT1RBRC RERBT- -VEEvi1 vi2vo1vo2IB1IB2IC1IC24.差模动态分析差模动态分析四种四种:双入双出双入双出;双入单出双入单出;单入双出单入双出;单入单出。单入单出。目的目的:求求 Avd ,Rid, Ro , KCMR（1-29）RBRBiiii+vi - -RL+ vo +VRCRPT1RBRC RERBT- -VEEvi1 vi2vo1vo2(1) 双入双出双入双出(差模动态分析差模动态分析)vo从两管集电极输出电压从两管

25、集电极输出电压;vi 从两输入端之间输入信号从两输入端之间输入信号;+ vi vi=vi1- -vi2相当于对地而言相当于对地而言:vi1=- -vi2=vi/ /2差模信号差模信号小信号电路：小信号电路：+ vo RCRCREi 0vi1vi2双入时双入时RE相当于短路相当于短路rbeib ibibrbe ibRLRP/2RP/2（1-30）vi = =2ib(RB + +rbe)+(1+ )ib(RP/2) vo=vo1- -vo2)2/(2LRRiCb 2)1()2/(=pbeBLCRrRRR 差模电压增益差模电压增益:Avd=vo/ /vi输出电阻输出电阻:Ro= =2RC差模输入电阻

26、差模输入电阻:Rid= =2RB + +rbe+(1+ )(RP/2)RL+ vo +vi - -rbeiiib ibRCRBrbeiiib ibRCRB+ vo1- -+ vo2 - -RP/2RP/2（1-31）(2)双入单出双入单出(差模动态分析差模动态分析)输出电阻输出电阻:Ro= =RC差模输入电阻差模输入电阻: Rid= =2RB + +rbe+(1+ )(RP/2)vi = =2ib(RB + +rbe)+(1+ )ib(RP/2) vo=vo1 =-=- ibRC /RL2)1(2)/(=pbeBLCRrRRR 差模电压增益差模电压增益:Avd=vo/ /vi 或或: vo=v

27、o2 =+=+ ib(RC /RL)+vi - -rbeiiib ibRCRBrbeiiib ibRCRB+ vo1- -+ vo2 - -RP/2RP/2（1-32）+VRCRPT1RBRC RERBT- -VEEvi1 vi2vo1vo2(3)单入单出单入单出(差模动态分析差模动态分析)vo从从T1(或或T2) 集电极对地集电极对地输出电压输出电压;vi 从一个输入端对地输入从一个输入端对地输入,另一输入端接地另一输入端接地;相当于相当于:v=- -v=vi/ /2差模信号差模信号小信号电路：小信号电路：+ vi i 0单入时单入时RE相当于断路相当于断路vvRCRCREii+vi - -

28、iiRBRB+ vo1- -+ vo2 - -vvrbeib ibrbeib ibRP/2RP/2（1-33）与与双双入入单单出出相相同同+vi - -rbeiiib ibRCRBrbeiiib ibRCRB+ vo1- -+ vo2 - -RP/2RP/2输出电阻输出电阻:Ro= =RC差模输入电阻差模输入电阻: Rid= =2RB + +rbe+(1+ )(RP/2)vi = =2ib(RB + +rbe)+(1+ )ib(RP/2) vo=vo1 =-=- ibRC /RL2)1(2)/(=pbeBLCRrRRR 差模电压增益差模电压增益:Avd=vo/ /vi 或或: vo=vo2 =

29、+=+ ib(RC /RL)（1-34）(4)单入双出单入双出(差模动态分析差模动态分析)与与双双入入双双出出相相同同RL+ vo +vi - -rbeiiib ibRCRBrbeiiib ibRCRB+ vo1- -+ vo2 - -RP/2RP/2vi = =2ib(RB + +rbe)+(1+ )ib(RP/2) vo=vo1- -vo2)2/(2LRRiCb 2)1()2/(=pbeBLCRrRRR 差模电压增益差模电压增益:Avd=vo/ /vi输出电阻输出电阻:Ro= =2RC差模输入电阻差模输入电阻:Rid= =2RB + +rbe+(1+ )(RP/2)（1-35）5.共模动态

30、分析共模动态分析两种两种:双出双出;单出单出相当于在两个相当于在两个输入端加入了共模信号。输入端加入了共模信号。 当有当有+VRCRPT1RBRC RERBT- -VEEvi1 vi2vo1vo2+ vic - - - - vic +vi1=vi2=vic这时共模电压增益？这时共模电压增益？共模小信号电路如图：共模小信号电路如图：voc1RCvoc2RC+ voc REi=2(1+ )ib RP/2RP/2+vic - -RB+vic - -RBrbe ibibrbe ibib（1-36）单端输出单端输出时时:voc= =voc1= =voc2 =-=- ib(RC /RL)EPbeBicoc

31、VC2)1(2)1()/(=ARRrRRRvvLC RE , Avc , 这种电这种电路可单端输出路可单端输出双端输出时双端输出时:voc=voc1- -voc2=0共模电压增益共模电压增益: Avc=voc/ /vic=0共模电共模电压增益压增益:ECL2/RRR CdCMRvvAAK 共模抑制比共模抑制比:请自己求请自己求i=2(1+ )ib +vic - -rbeibvoc1 ibRCRB+vic - -rbeibvoc2 ibRCRB+ voc RERP/2RP/2vic= =ib(rbe+RB)+(1+ )ibRP/2 + 2(1+ )ib RE（1-37）总结总结1.差模电压放大倍

32、数差模电压放大倍数 与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关：与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关：双端输出时：双端输出时：beLcdv2)1()2/(pbeBRrRRRA 单端输出时：单端输出时： )2)1(2/LcvdpbeBRrRRRA 2.共模电压放大倍数共模电压放大倍数 与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关：与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关：双端输出时：双端输出时：单端输出时：单端输出时：eCLEPbeBvc2/2)1 (2)1 (/=RRRRRrRRRALC Avc=0（1-38）3.差模输入电阻差模输入电阻 差模输入电阻差模输入电阻Rid与输入输出

33、方式无关，不论是单与输入输出方式无关，不论是单端输入还是双端输入：端输入还是双端输入：Rid= =2RB + +rbe+(1+ )(RP/2)4.输出电阻输出电阻 与输出方式有关：与输出方式有关：单端输出时单端输出时: Ro= =RC 双端输出时双端输出时: Ro= =2RC5.共模抑制比共模抑制比 vcvdCMRAAK双端输出时双端输出时:单端输出时单端输出时:dB lg20cdCMRvvAAK cdCMRvvAAK 或：或：KCMR很大很大（1-39）(4)当输出接一个当输出接一个12k 负载负载时的差模电压增益时的差模电压增益.解：解：求求:mA1)V12(0c3C3 RIV9)V12(

34、0e3E3E3C3CE3 RIVVV。时，时，当当，均为硅管，均为硅管，、V008050TTTOi321321 vv?mV5) 3(;) 2(;) 1 (Oi2d2e2CE2CE3EC23C vvvvv时时，当当的的值值及及、AAARVVIII(1)静态静态例例2（1-40） k3 . 2mV26)1(200E33be3Ir (2)电压增益电压增益mA37. 0c2BE3e3E3C2 RVRII V9V )7 . 0(1037. 012V12E2c2C2CE2 VRIVmA74. 022C2E2E III k2 . 5k 74. 0121074. 07 . 0)12(Ee1EEe2IRIVR

35、k78. 3mV26)1(200E22be2Ir （1-41） k3 .245)1(e33be3i2RrR (3)50)(2)/(b1bei2c22d2 RrRRAv9 . 3)1()/(e33beL3c32 RrRRAv1952d2 vvvAAAmV5 . 2)0mV5(21)(21i2i1ic vvv差分电路的共模增益差分电路的共模增益3 . 0)(2)1()/(e2e12b1bei2c22c2 RRRrRRAvmV972)9 . 3(5 . 2)3 . 0(550)(2icc2idd22O2O vvvvvvvvAAAA共模输入电压共模输入电压不计共模输出电压时不计共模输出电压时mV975

36、O v（1-42）(4)时时 k12LR95. 1)1()/(e33beL3c32 RrRRAv5 .972d2 vvvAAA（1-43）+VRCT1RCT2- -VEE+vi1- -vo1vo2+vi2- -Io 稳定稳定Q点点,限制每个限制每个管子的漂移管子的漂移,静态电阻很小静态电阻很小,所需补偿所需补偿压降小压降小,动态电阻很动态电阻很大大,抑制零漂效果好。抑制零漂效果好。: 补偿静态时补偿静态时 上的上的压降压降,获得合适的获得合适的Q点。点。 IC1 IC2 温温 度度 IC1 IE1 IC2 IE2 VE (VB1、VB2不不变变） VBE1和和 VBE2 IB1和和IB1 三三

37、. 带恒流源的差动放大电路带恒流源的差动放大电路1. 电路组成电路组成IB1IB2IC1IC2（1-44）3.静态分析静态分析直流通路如图：直流通路如图：IC=Io/ /2VCEVCCIC RCVE VCCIC RC + VBE+VRCT1RCT2- -VEEvo1vo2IoIB1IB2IC1IC2IICB 4. 动态分析动态分析目的目的:求求Avd , Rid, Ro , Avc , KCMR 分析方法分析方法:与典型差放相同。与典型差放相同。设恒流源的动态电阻为设恒流源的动态电阻为ro (很大很大) , 用用ro替换替换 RE 即可即可,则：则：（1-45）(1)双入双出、单入双出、双入双

38、出、单入双出、beLCrRR)2/(= 差模电压增益差模电压增益: Avd=vo/ /vi差模输入电阻差模输入电阻:Rid= =2rbe输出电阻输出电阻:Ro= =2RC(2)双入单出、单入单出、双入单出、单入单出、beLCrRR2)/(= 差模电压增益差模电压增益: Avd=vo/ /vi差模输入电阻差模输入电阻:Rid= =2rbe输出电阻输出电阻:Ro= =RC(3)共模增益共模增益双端输出时：双端输出时：单端输出时：单端输出时：Avc=0oCLobevc2/2)1()/(=rRRrrRRALC （1-46）例例3 vi1 =30mV, vi2 =70mV , RL= 5.6k , =1

39、00, VBE=0.7V, Io动态电阻动态电阻ro=100k 。求。求:(1)单端输出电压单端输出电压vo ;(2)双端输出电压双端输出电压vo 。+V(+10V)RC5.6k T1RC5.6k T2- -VEE(- -10V)+vi1- -vo1vo2+vi2- -Io2mA Re100 Re100 解：解：vi1=30mV=(50- -20)mV vi2=70mV=(50+ +20)mV vid= vi1- -vi2=- -40mV=- -0.04V vic=(vi1+ +vi2)/2=50mV=0.05V83. 2)mA()mV(26)1 (200kIrEbe IE=Io/ /2 =1

40、mA（1-47）(1)单端输出时单端输出时:差模电压增益差模电压增益:8 .10)1(2)/(=Aevd RrRRbeLC 共模增益共模增益:014. 02/2)1()1()/(=oCLoebevc rRRrRrRRALC 单端输出电压单端输出电压:vo=vod+voc=Avdvid+ Avc vic = 10.8 (- -0.04)+(- -0.014) 0.05 0.43V(2)双端输出时双端输出时:差模电压增益差模电压增益:4 .14)1()2/(=Aevd RrRRbeLC 共模增益共模增益:Avc=0双端输出电压双端输出电压:vo=vod+voc=Avdvid+ Avc vic =-

41、 -14.4 (- -0.04) 0.58V（1-48）四四. 实际带恒流源的差动放大电路实际带恒流源的差动放大电路1. 电路组成电路组成各部分作用与抑制零各部分作用与抑制零点漂移原理同前述电路。点漂移原理同前述电路。2.静态分析静态分析211EEABRRRVV 3BE3ABC3RVVI +_-RRT+RbTCC1REEub2VRccV+i2uui1oRL3R1R2T3Ic3ABIC=IC3/ /2IICB VCEVCC- -IC RC- -VEVCC- -IC RC - -(- -VBE - - IBRb)（1-49）3. 动态分析动态分析)/1(321be333ce3RRRrRrR 等等效

42、效+_-RRT+RbTCC1REEub2VRccV+i2uui1oRL3R1R2T3Ic3AB其余情况的分析方法与前述差放相同其余情况的分析方法与前述差放相同 , 用用R等效等效替替换换 RE 或或 ro 即可即可,在此不再赘述。在此不再赘述。 设恒流源的动态设恒流源的动态电阻为电阻为R等效等效:（1-50）T3、T4组成镜像电流源，作组成镜像电流源，作T1、T2的负载。的负载。+u-u_ou+ic2c4ic3ic1iIEECCVVEEui1i2uic2RLT12TT34T五五. 带有源负载的射极耦合差分式放大电路带有源负载的射极耦合差分式放大电路(有源负载差动放大电路有源负载差动放大电路)1

43、. 原理电路原理电路各部分作用与各部分作用与抑制零点漂移原理抑制零点漂移原理同前述电路。同前述电路。静态分析静态分析VCE1=VCC- -VEB3- -(- -VBE1)VCCIIC1B1 IC1IC3=IEE/ /2（1-51）IE6 IREFe6BE6EECCRRVVV E6E5E6E556E6E6IRRRVVIRBEBE IC5 IE5各部分作用与各部分作用与抑制零点漂移原理抑制零点漂移原理同前述电路。同前述电路。(1)静态分析静态分析2. 实际电路实际电路VCE1VCCVEB3VE1IIC1B1 IC1=IC5/ /2VCCVEB3(- -VBE1)VCC（1-52）(2) 动态分析动

44、态分析T1T2T3T4交流通路交流通路(双端输入双端输入)rbeib ibrce1rbe ibrce2+ vo1- -+ vo2 - -rberbe ib ibibibrce3rce4小信号电路小信号电路(双端输入双端输入)单入时单入时断路断路单入时单入时断路断路（1-53）单端输出的电单端输出的电压增益压增益双端输出双端输出的电压增益。的电压增益。双端或单端输入时双端或单端输入时:vi = =2ibrbe单端输出时单端输出时:vo=2 ib(rce2/rce4/RL)或或vo=- -2 ib(rce1/rce3/RL)双端输出时双端输出时:vo=- -2 ibrce1/rce3/(RL/ /

45、2)- -2 ibrce2/rce4/(RL/ /2)rce1rce2rce3rce4 单端输出时单端输出时: vo2 ibRL双端输出时双端输出时: vo- -2 ibRL差模电压增益差模电压增益: |Avd|=|vo/ /vi |= RL/ /rbe差模输入电阻差模输入电阻:Rid=2rbe输出电阻输出电阻(单端输出时单端输出时):Ro =rce1/rce3 (或或rce2/rce4) 输出电阻输出电阻(双端输出时双端输出时):Ro =rce1/rce3+rce2/rce4 rbeib ibrce1rbe ibrce2+ vo1- -+ vo2 - -rberbe ib ibibibrce3rce4（1-54）6.4 集成电路运算放大器集成电路运算放大器一一. 集成运放的总体结构集成运放的总体结构uuu电压放大级输出级偏置电路uo+差动输入级uu-v+v- -vo输入级输入级:输入电阻高，能减小零点漂移和抑制干扰信号，一般采用输入电阻高，能减小零点漂移和抑制干扰信号，一般采用带恒流源的差放带恒流源的差放