第六章模拟集成电路

第六章模拟集成电路例1．集成运放的输入级为什么采用差分式放大电路？对集成运放的中间级和输出级各有什么要求？一般采用什么样的电路形式？答：集成运算放大器是一个高增益直接耦合多级放大电路，直耦多级放大电路存在零点漂移现象，尤以输入级的零点漂移最为严重。差动放大电路利用电路的对称性和发射级电阻Re或恒流源形成的共模负反馈，对零点漂移有很强的抑制所用，所以输入级常采用差分放大电路，它对共模信号有很强的抑制力。例题例1．集成运放的输入级为什么采用差分式放大电路？对集成运放的中间级和输出级各有什么要求？一般采用什么样的电路形式？中间级主要是提供高的电压增益，中间级的电路形式多为差分电路和带有源负载的高增益放大器。输出级主要是降低输出电阻，提高带负载能力。输出级主要由PNP和NPN两种极性的三极管或复合管组成，以获得正负两个极性的输出电压或电流。例2．电流源在模拟集成电路中可起到什么作用？为什么用它作为放大电路的有源负载？答：在模拟集成电路中，电流源常作为有源负载使用。这是由于电流源具有直流电阻小而交流电阻大的特点。关于这一特点可以这样理解：构成电流源的三极管工作在放大区，放大区的输出特性曲线近似水平而微有上翘，因此曲线上任一点（即Ｑ点）的切线斜率很小，而斜率的倒数为交流电阻，即等效交流电阻很大。而等效直流电阻为同一点与原点连线斜率的倒数，显然较小。直流电阻和交流电阻不同，这是由于三极管特性的非线性所致。例3．定性分析图所示电路，说明T1、T2在电路中的作用。答：输入信号加在T1管基极，输出信号取自T1管发射极，因此T1管构成共集电路。T2管构成了电流源，作为T1管发射极的有源负载。

例4．差分式放大器如图，已知Vcc=6V，Rb=6KΩ，Rc=6KΩ，Re=5.1KΩ，

ＶBE=0.7V，ｒbb'=700Ω，β=100。计算：（1）电路静态工作点（ＩCQ、ＶCEQ）

（2）差模电压放大倍数。

（3）差模输入电阻、输出电阻。简化分析，可近似认为两三极管基极电位ＶB=0。发射极电位ＶE=-ＶBE=-0.7V射极电阻Re上电流ＩE=（ＶE+ＶEE）/Re=1.04mA，因为T1、T2对称性，所以

ＩCQ1=ＩCQ2=1/2×ＩE=0.52mAＶCEQ1=ＶCEQ2=ＶC-ＶE=(6-Rc.ＩCQ)-(-0.7)=3.58V解：1.静态工作点：

思路：因为求静态工作点是电路的直流工作状态。所以ＶI1=ＶI2=0(画出直流通路）。Avd=Vo/Vi=-βRc/(Rb+ｒbe)

ｒbe=ｒbb'+(1+β)26/ＩEQ=200+(1+100)26/0.52=5.25K

所以，Avd=-842.求差模电压放大倍数。思路：首先画出差模信号工作时电路交流通路,Re电阻交流短接。然后利用第三章放大电路分析方法进行求解。由交流通路可直接求得Rid=2(Rb+ｒbe)=14.5K

Rod=2Rc=1.2K

3.求输入电阻及输出电阻例5．若上题输出电压ｖo从C2取出，即ｖo=ｖC2，其它不变

求：（1）差模电压放大倍Avd数。

（2）Rid及Rod

解：（1）Avd=1/2×βRc/(Rb+ｒbe)=42（2）Rid=2（Rb+ｒbe）=14.5K

Rod=Rc=6K

习题1、集成运算放大器是一种采用_____耦合方式的放大电路，最常见的问题是_____，限于集成工艺的限制，在内部组成上，对高阻值电阻通常采用由三极管或场效应管组成的________来替代，或是采用_______的方法来解决。答案：直接；零点漂移；恒流源；外接2、在差动放大电路中，若Vs1=18mV，Vs2=10mV，则输入差模电压Vsd=_____mV，共模输入电压Vsc=______mV；若差模电压增益Avd=-10，共模电压增益Avc=-0.2，则差动放大电路输出电压Vo=______mV。答案：8；14；-82.83、差动放大电路的基本功能是对差模信号的_______作用和对共模信号的_______作用。（注：本题为1998年北京理工大学研究生入学考试“模拟与数字电路”考题）答案：放大；抑制4、差动放大电路抑制零点漂移的原理是____________________。（注：本题为往年考题）答案：利用电路的对称性和发射极电阻Re

的共模负反馈5、选择正确答案填空

（1）集成运放电路采用直接耦合方式是因为_______。

a.可获得很大的放大倍数；b.可使温漂小；c.集成工艺难于制造大容量电容。

（2）通用型集成运放适用于放大_______。

a.高频信号；b.低频信号；c.任何频率信号

（3）集成运放制造工艺使得同类半导体管的_______。

a.指标参数准确；b.参数不受温度影响；c.参数一致性好

（4）集成运放的输入级采用差动放大电路是因为可以___。

a.减小温漂；b.增大放大倍数；c.提供输入电阻

（5）为增大电压放大倍数，集成运放中间级多采用_____。

a.共射放大电路；b.共集放大电路；c.共基放大电路答案：c；b；c;a;a6、用一个PNP型和一个NPN型管组成等效PNP型符合管时，图所示的接法中，_______是正确的。（注：本题为1996年电子科技大学研究生入学考试“模拟电路”考题）

答案：b7、图电路中，I＝1mA，则Ic3＝_______。

（1）1mA；（2）0.5mA；（3）0.3mA

（注：本题为1996年电子科技大学研究生入学考试“模拟电路”考题）

答案：a8、双端输入，双端输出，差分式放大电路如图。

已知：静态时,Vc1=Vc2=10V,Vo=Vc1-Vc2=0，求：（1）设|Ａvd|=100,Ａvc=0，Ｖi1=10mV,Ｖi2=5mV.则|Vo|为（）a.125mVb.200mVc.250mVd.500mV

（2）设Ａvd=-10,Vi1=0.1V,Vi2=-0.1V,则Vc1（对地）为（），Vc2对