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1、1第第6章章 模擬集成電路模擬集成電路基本要求：基本要求：1、掌握各類電流源的組成、工作原理及應(yīng)用；、掌握各類電流源的組成、工作原理及應(yīng)用；2、掌握差分式放大電路的組成、抑制零漂的原理和、掌握差分式放大電路的組成、抑制零漂的原理和分析計算；分析計算；3、了解集成運算放大器的組成和主要參數(shù)。、了解集成運算放大器的組成和主要參數(shù)。2集成電路：集成電路：將數(shù)十個甚至更多的將數(shù)十個甚至更多的BJT、FET及電阻等集中及電阻等集中制作在一塊硅片上，能完成某種功能的電子電路。制作在一塊硅片上，能完成某種功能的電子電路。與分立元件模擬電路相比，與分立元件模擬電路相比，模擬集成電路模擬集成電路特點：特點：（1

2、）電路結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)具有對稱性；電路結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)具有對稱性；元件參數(shù)具有同向的偏差，溫度對同一類元件影元件參數(shù)具有同向的偏差，溫度對同一類元件影 響相同響相同（2）用有源器件代替無源器件用有源器件代替無源器件集成電路電阻多用集成電路電阻多用BJT的體電阻實現(xiàn)的體電阻實現(xiàn)高阻值電阻多用由高阻值電阻多用由BJT或或FET組成的有源器件組成的有源器件電流源代替；電流源代替；外型分雙列直插式和金屬圓殼式。外型分雙列直插式和金屬圓殼式。分為分為數(shù)字集成電路數(shù)字集成電路、模擬集成電路模擬集成電路。數(shù)字集成電路數(shù)字集成電路基本單元是邏輯門，輸入、輸出為二值邏輯量基本單元是邏輯門，輸入、輸出為二值邏輯量模擬

3、集成電路模擬集成電路是對模擬信號的放大、運算、變換、處理是對模擬信號的放大、運算、變換、處理3（4）級間采用直接耦合方式級間采用直接耦合方式（因為電容常用（因為電容常用PN結(jié)結(jié)電容結(jié)結(jié)電容實現(xiàn)；電容不夠大）；實現(xiàn)；電容不夠大）；RC耦合方式：各級靜態(tài)點之間無影響耦合方式：各級靜態(tài)點之間無影響 直接耦合方式：各級靜態(tài)點之間有影響直接耦合方式：各級靜態(tài)點之間有影響（3）多）多采用復(fù)合管采用復(fù)合管 大、大、ri大，性能好；且集成電路復(fù)合管容易實現(xiàn)大，性能好；且集成電路復(fù)合管容易實現(xiàn)（5）集成電路中的二極管集成電路中的二極管多用作溫度補償和電平移動，多用作溫度補償和電平移動，由由BJT的發(fā)射結(jié)構(gòu)成。的

4、發(fā)射結(jié)構(gòu)成?；締卧娐罚弘娏髟?、差分式放大器?；締卧娐罚弘娏髟?、差分式放大器。集成運放是模擬集成電路的一種集成運放是模擬集成電路的一種由于最早是通過加外部反饋實現(xiàn)模擬信號的算術(shù)運算的由于最早是通過加外部反饋實現(xiàn)模擬信號的算術(shù)運算的集成運算放大器集成運算放大器46.1 模擬集成電路中的直流偏置技術(shù)模擬集成電路中的直流偏置技術(shù)電流源在模擬集成電路中的作用電流源在模擬集成電路中的作用:向各級放大電路提供偏置電流，或作為放大電路的有源負(fù)載向各級放大電路提供偏置電流，或作為放大電路的有源負(fù)載6.1.1 BJT電流源電路電流源電路6.1.2 FET電流源電流源1.鏡像電流源鏡像電流源2.微電流源微電

5、流源3.高輸出阻抗電流源高輸出阻抗電流源4.組合電流源組合電流源1.MOSFET鏡像電流源鏡像電流源2.MOSFET多路電流源多路電流源3.JFET電流源電流源56.1.1 BJT電流源電路電流源電路BE1BE2=VVE1E2=IIC1C2=IIT T1 1、T T2 2的參數(shù)全同的參數(shù)全同 即即12，ICEO1ICEO2 當(dāng)當(dāng)BJT的的較大時，基極電流較大時，基極電流IB可以忽略可以忽略 IoIC2 IC1 IREF RVVRVVVEECCEEBECC)(代表符號代表符號當(dāng)當(dāng)R確定后，確定后，IREF就確定了，而就確定了，而Io也隨之確定，并且也隨之確定，并且與所接負(fù)載無關(guān)，與所接負(fù)載無關(guān)，

6、IC2可看作可看作IC1的鏡象，故稱之。的鏡象，故稱之。一、鏡像電流源一、鏡像電流源66.1.1 BJT電流源電路電流源電路動態(tài)輸出電阻動態(tài)輸出電阻 2B2C2CEIiv一般一般ro在幾百千歐以上在幾百千歐以上or 一、鏡像電流源一、鏡像電流源ce r76.1.1 BJT電流源電路電流源電路一、鏡像電流源一、鏡像電流源T1對對T2有溫度補償作用，有溫度補償作用，IC2 的溫度穩(wěn)定性好。但的溫度穩(wěn)定性好。但 IREF 受受+VCC、-VEE 波動的影響較明顯。波動的影響較明顯。T IC2 IC1 IC2 IR VR VB IB2 此電流源的工作電流此電流源的工作電流mA級，若要求級，若要求A級，

7、必須級，必須R很大，在集成電路中難于實現(xiàn)。很大，在集成電路中難于實現(xiàn)。8e2BE2BE1RVV E2C2II e2BERV 1、電路組成和原理：、電路組成和原理：在鏡象電流源的基礎(chǔ)上接一個在鏡象電流源的基礎(chǔ)上接一個Re2，則有則有由由得得二、微電流源二、微電流源由于由于很小，很小，BEV SEnTBEIIlVV=22n2e2lRCEREFTEIIIVIRVVVIBEEECCREF1IC2的值很小，的值很小，達(dá)達(dá)A級級RVVEECCVBE1-VBE2 IREFIE2 VT ln往往往往幾十幾十mVRe2一般一般數(shù)數(shù) K22eERI為為 IE2 的一個超越方程的一個超越方程9*T1對對T2仍有溫度

8、補償作用，仍有溫度補償作用，又又T2本身射極電阻本身射極電阻 Re2 的存在的存在 IC2 的溫度穩(wěn)定性更好。的溫度穩(wěn)定性更好。2、說明：說明：10三、比例電流源：三、比例電流源：此電路改變了鏡象電流源中此電路改變了鏡象電流源中 IC2IREF 的關(guān)系，使的關(guān)系，使IC2可大可大于或小于于或小于IREF，IC2 與與 IREF 成比例關(guān)系。成比例關(guān)系。REFCII2e1e2RR1eRRVVIBECCREF兩管參數(shù)相同，有兩管參數(shù)相同，有若若則則其中其中2e21e1RREEII12e1e2RREEII2*IB1+IB2IREFIC1T1IB1IE1Re1IB2IE2Re2T2IC211基于比例電

9、流源的多路電流源基于比例電流源的多路電流源Re3IC3T3Re2IC2T2Re1IC1T1ReTIBT0RIREFVcc.ICREFBREFCIIII=12若各管的若各管的VBE相同，則相同，則3ee332ee22RRRRREFECREFECIIIIII當(dāng)當(dāng)IREF確定后，改變各射極確定后，改變各射極電阻，即可獲得不同比例電阻，即可獲得不同比例的輸出電流。的輸出電流。3e3E2e2E1e1EeREFeERIRIRIRIRI=*為集成運放的各級放大電路提供偏置電流為集成運放的各級放大電路提供偏置電流Re3IC3T3Re2IC2T2Re1IC1T1ReTIBT0RIREFVcc.IC11ECII1

10、eeRRREFI13補充：其它形式補充：其它形式電流源電流源射極偏置電路作電流源射極偏置電路作電流源T1：工作管，構(gòu)成射極跟隨器；：工作管，構(gòu)成射極跟隨器；T2：分壓式射極偏置電路構(gòu)成恒流源，為：分壓式射極偏置電路構(gòu)成恒流源，為T1管提供靜態(tài)電流管提供靜態(tài)電流 IE1使射極跟隨器的電壓增益更接使射極跟隨器的電壓增益更接近近1、輸入電阻非常大、輸入電阻非常大同時充當(dāng)同時充當(dāng)T1的射極有源負(fù)載的射極有源負(fù)載146.1.2 FET電流源電流源1.MOSFET鏡像電流源鏡像電流源RVVVIIREFGS1SSDDD1MOSFET基本鏡像電路流基本鏡像電路流 T1管的管的g、d相連相連飽和飽和2TGS1n

11、1D1)(VVKIREFD2OIII）、（D1GS1IVT1、T2完全相同對管完全相同對管15MOSFET基本鏡像電路流基本鏡像電路流 當(dāng)器件具有不同的寬長比時當(dāng)器件具有不同的寬長比時REF1122O/ILWLWI 166.1.2 FET電流源電流源1.MOSFET鏡像電流源鏡像電流源 用用T3代替代替R，T1T3特性相同，特性相同，且工作在放大區(qū)，且工作在放大區(qū)，常用的鏡像電流源常用的鏡像電流源 2TGS3n32TGS1n1)()(VVKVVKSSDDVVVVGS3GS1又）、（GS3GS1VV得得 ID1=ID3=IREF 的值的值REF1122O/ILWLWI 176.1.2 FET電流

12、源電流源2.MOSFET多路電流源多路電流源REF1122D2/ILWLWI REF1133D3/ILWLWI REF1144D4/ILWLWI IREF 值的求法同值的求法同實用鏡像電流源實用鏡像電流源186.1.2 FET電流源電流源3.JFET電流源電流源19 ioV=VVA共射電路的電壓增益為：共射電路的電壓增益為：beLc)/(rRR VCAR 電流源作有源負(fù)載電流源作有源負(fù)載T1組成共射電路組成共射電路電流源輸出電阻電流源輸出電阻充當(dāng)充當(dāng)T1的集電極的集電極電阻電阻Rc，作為，作為有源負(fù)載有源負(fù)載T2、T3組成的組成的鏡像電流源鏡像電流源為共射為共射電路提供電路提供直流偏置電流直流偏置電流放大管放大管20作業(yè)：作業(yè)：P314 6.1.1 6.1.4