第六章 模拟集成电路

第六章集成运算放大器信息工程学院电子技术基础课程组6.集成运算放大器集成电路运算放大器中的电流源镜像电流源微电流源电流源作有源负载高输出阻抗电流源(WilsonCurrentMirror)组合电流源CurrentSourceandCurrentSink差分式放大电路集成电路运算放大器及其主要参数康5版FET电流源(P260～261)多级放大电路的组成和耦合方式耦合方式：阻容、直接、变压器、光电组成

3/11/2024模拟集成电路的组成输入级中间级输出级偏置电路外围辅助电路+_vi+_vo输入级：前置放大级，获取输入信号中间放大级：提高电压放大倍数功率输出级：降低输出电阻，提高带负载能力→BJT、FET差分放大电路→多级共源、共射放大电路，复合管结构→（互补对称）电压跟随器偏置电路：设置、稳定静态工作点→恒流源外围辅助电路→保护电路→电平偏移电路→高频补偿环节

3/11/2024多级放大电路的耦合方式多级放大电路中各级之间、放大电路和信号源以及负载之间的连接方式被称为耦合方式阻容耦合：耦合电容→各级直流信号互相隔离、Q点相互独立，静态设计与调试方便→低频特性差；不利于集成直接耦合：导线连接→低频特性良好；便于集成→各级Q点相互影响，参数计算复杂、调试困难；零点漂移严重→差分输入变压器耦合：变压器→各级直流信号互相隔离、Q点相互独立，静态设计与调试方便；匹配阻抗，实现最大功率转移→低频特性差；不利于集成→应用于大功率和高频信号的放大光电耦合：光电耦合器→电—光—电转换实现隔离耦合，输入输出在电气上是绝缘的→共模抑制比高→有传输延迟

3/11/2024T3镜像电（恒）流源IBIB2IB1RT1T2VCCIREFIC1IC2IC2

=IC1=IREF－IB≈IREFIC2与IREF互为镜像若需要IC2↓→R↑，在集成电路中不易实现。故推出微电流源（μA级）

IREF

=改进：带缓冲的镜像电流源应用范围：较大工作电流（mA级）

IREF

=

3/11/2024微电（恒）流源IBIB2IB1RT1T2VCCIREFIC1IC2Re2利用两管基-射极电压差△VBE控制输出电流IC2。△VBE很小，Re2无需很大就可以获得微小电流。

IC2

稳定：T2的VBE很小，工作在输出特性的弯曲部分，变化远小于IREF的变化；T1对T2有温度补偿作用。例6.1.1

3/11/2024充当有源负载放大管镜像电流源镜像电流源镜像电流源镜像电流源的交流电阻，一般在几百千欧以上

3/11/2024高输出阻抗恒流源（Wilson）

3/11/2024组合电流源

3/11/2024差分式放大电路温度漂移、温漂指标差分式放大电路抑制温漂结构特点： 电路对称、恒流源提供偏置条件、正、负电源供电基本概念和术语： 四种工作模式、差模信号、共模信号、差模输入方式、共模输入方式、一、差分式放大电路二、FET差分式放大电路三、差分式放大电路的传输特性（P172图6.2.10）

3/11/2024差分式放大电路的一般结构1电路完全对称：共模输入方式：差模输入方式：单端输出：双端输出：单端输出：双端输出：

3/11/2024单管共射极放大电路共射极放大电路工作原理静态分析：无输入信号时，基极接地动态分析（微变等效电路）：

3/11/2024差分式放大电路的一般结构2共模信号与差模信号：对任意的两个输入信号，定义单端输出差模分量产生的输出：双端输出共模分量产生的输出：单端输出双端输出

3/11/2024差分式放大电路的一般结构3特性指标：电压放大倍数总的输出电压各自叠加差模输入电阻、共模输入电阻、输出电阻…

3/11/2024长尾电路静态分析：动态分析：共模输入方式下画共模交流通路差模输入方式下画差模交流通路主要性能指标的总结

3/11/2024共模交流通路电路完全对称：电路等效为：共模增益：双端输出:单端输出:

3/11/2024差模交流通路电路完全对称：电路等效为：差模增益：双端输出:单端输出:公共的发射极电位交流分量为0，地

3/11/2024基本差分式放大电路电路结构工作原理静态分析：显然静态时双端输出电压为零动态分析：

基本差分电路交流通路

差模交流通路

共模交流通路主要技术指标的计算带调零电阻的差分放大电路（P171图6.2.9）

3/11/2024基本差分式放大电路交流通路

3/11/2024差模交流通路

3/11/2024共模交流通路

3/11/2024主要技术指标的计算差模电压增益双端输入，单端输出双端输入，双端输出单端输入，双端输出单端输入，单端输出共模电压增益共模抑制比输入电阻，输出电阻，频率响应或例6.2.1

3/11/2024差模电压增益

3/11/2024共模电压增益

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