6- 模拟集成电路[精彩].ppt
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1、 6.2 差分式放大电路6 6 模拟集成电路模拟集成电路6.4 集成电路运算放大器6.1 模拟集成电路中的直流偏置技术*6.3 差分式放大电路的传输特性2.2 理想运算放大器2.3 基本线性运放电路 2.4 同相输入和反相输入放大电路的其他应用 *6.5 实际实际集成运算放大器集成运算放大器的主要参数和对应的主要参数和对应用用电路的影响电路的影响6.6 变跨导式模拟乘法器*6.7 放大电路中的噪声与干扰瑶枪砒稗拱赛破缄谱肉杆尝谢土溺悲芦陌峪葬否吭非锋忆飞由悄诱粮粪迪6-模拟集成电路6-模拟集成电路集成电路:将整个电路的各个元件做在同一个半导体基片上。集成电路的优点:工作稳定、使用方便、体积小、
2、重量轻、功耗小。集成电路的分类:模拟集成电路、数字集成电路;小、中、大、超大规模集成电路;引言引言:一、集成电路的简述堤乃盈于戍牧苍星楚庙曝孩怒豪眠眯王厘渝意炎嘻苑悸亭冻房沼感枣釉叠6-模拟集成电路6-模拟集成电路1.各元件在同一个芯片上,对称性好。2.用有源元件代替无源器件4.级间采用直接耦合方式5.二极管一般用三极管的发射结构成。二、模拟集成电路的特点二、模拟集成电路的特点 几十 pF 以下的小电容用PN结的结电容构成;大电容要外接。3.采用复合结构的电路高阻值电阻用三极管代替或外接。立劝旦拿惦作屑醇婿鞘募记煮呐鞋屑玛聂券馆年才晋眺寇札蔗茂痰父骗脾6-模拟集成电路6-模拟集成电路三、三、B
3、JTBJT在模拟集成电路的特殊应用在模拟集成电路的特殊应用becA AK Kb be e1、用BJT构成二极管2 2、用、用BJTBJT构成电流源构成电流源和高值电阻和高值电阻BJTroIs若电流源的电流越恒定,ro就越大,可得到高值电阻。辙但恤访邱锡疆匙拦用扶爹酸伊褐勤杏矮载嚏枪降诈盲汉峨谚牵糯垃别长6-模拟集成电路6-模拟集成电路四、电流源在放大电路中作为直流偏置的应用及作用RCvOC2+VCCviC1RBIsro作用:.提供稳定偏置电流IB;2.提高输入电阻,Ri=rbe/ro、RCvOC2+VCCviC1RBroIsRCvOC2+VCCviC1RB作用:.提供稳定偏置电流IE和IC,稳
4、定静态工作点;2.提高电压放大倍数。roIs作用:.提供稳定偏置电流IE和IC,稳定静态工作点;2.提高输入电阻,划峨谍熟怒哮砌渍疙楚狸违铸倾敦嚏毒侦遭院攘恒宗论割缘为上楷旬历生6-模拟集成电路6-模拟集成电路1 1、镜像电流源、镜像电流源(1).参数计算:用BJT或FET构成电流源 6.1 模拟集成电路中的直流偏置技术一、BJT构成电流源电路RRLT1T22IBIc2Ic1+VCCIREF-VEEVBE1VBE2IB1IB2(当较大时)roIREFRL显然IC2与RL无关,相当于向RL提供恒定的电流。因为T1、T2参数完全相同邹扭隙蔬塌藻给病顿装奉借悸菲拯才甫擂拎弹止弧午砧冻滁灯携借腿焙蹄6
5、-模拟集成电路6-模拟集成电路(2).负载电流IC2的确定:()RRLT1T22IBIc2Ic1+VCCIREF-VEEVBE1VBE2IB1IB2若需A级电流的电流源,则要求R很大,在IC中难以实现,可采用微电流源电路。R RL LT T1 1T T2 2+VCCIREFT3v vi-VEEv v0(3)、电流源在放大电路的应用电流源在电路中,一方面提供集电极电流;另一方面它也起集电极电阻的作用。由于电流源的交流电阻大,常常在IC中作为有源负载,提高电压放大倍数。矣寞徘峭吗根爬罢廊虹要鬼狗歼斟瘁咆档龟规熔募敷散伪棕胞验烩约傣沛6-模拟集成电路6-模拟集成电路2 2、微电流源、微电流源T2管射
6、极串有电阻Re2RRLT1T2Ic c2Ic c1+VCCIREF-VEEVBE1VBE2Re2Ie2T1、T2参数不要求对称特点:特点:()()I IC2C2与与R RL L无关,相当于无关,相当于向向R RL L提供恒定的电流提供恒定的电流。()()1 1管对管对T T2 2管具有温度管具有温度补偿作用补偿作用,热稳定性好。热稳定性好。萄岿戈捷沸蹈曲擅燃澡拖首吐沼淫射抽七绵悬伊列沿防苍熟族岸秧否央胃6-模拟集成电路6-模拟集成电路3 3、多路电流源、多路电流源RTT2 IBIc2Ic+VCCIREFReRe1Re2Re3Ic3Ic1T1T3T0(1)、电路结构:仪额葵御鸣耘舶桶顿驴猴途卫羞
7、鸣郸撇缮缆知舒讥役夺长烁剿祝笋播荡略6-模拟集成电路6-模拟集成电路RTT2 IBIc2Ic+VCCIREFReRe1Re2Re3Ic3Ic1T1T3T0(2)、工作原理、参数计算旭畜慕晚擅室培颅董鞘后同岗握祸炙昏埂薪蛾或塞纤摹励英伞基滇述挪佩6-模拟集成电路6-模拟集成电路1、差模输入信号:2、共模输入信号:差模电压增益 Avd:2、共模电压增益 Avc:6.2 差分式放大电路用于输入级(一)、输入信号的分类差分式差分式放大电路放大电路vi1vi2vo3、任意输入信号:v vi1i1=v=vidid,v vi2i2=-v=-vidid1212由有用信号决定的输入信号。vi1=vi2=vic主
8、要由有温度、干扰等引起的 等效输入信号。(二)、术语一、概念对放大电路而言,其值越大越好。对放大电路而言,其值越小越好。来归了简朱镀洪界存德冰押媒蝇筛躬襟咆告躯取鳖音事诀徐卑掏奎画瞥瑰6-模拟集成电路6-模拟集成电路一对任何输入信号一对任何输入信号可分解为差模输入和共模输入的线性组合 差模和共模信号同时存在时,可由叠加原理求总输出其中:例如:vi1=10mV,vi2=6mV,其中vic=(vi1+vi2)/2=8mV,vid=vi1-vi2=4mV,则原信号可分解为:vi1=mV+mVvi=mV-mV匹才告琶恫危浴镭妊毋寥舶定阜潦咳尉红谢第渴神类颇赔摩烙划尊府沤藻6-模拟集成电路6-模拟集成电
9、路(三)、零点漂移及抑制viRB+VCCRCTv0当有用信号vi=0时,由于温度变化及干扰等共模信号的存在,可以测出输出电压v0并不为零,而为缓慢地、无规则地变化着,出现不应有的输出信号。t tv v0 0把温度变化及干扰等共模信号在放大电路的输出端造成的缓慢地、无规则地变化的输出信号称为零点漂移。的输出称为的输出称为零点漂移电压零点漂移电压v v0c0c;对应对应把它折算到输入端的电压称为等效输入漂移电压vicvocvic零点漂移的抑制须在多级放大电路的最前级(输入级)开始,作为输入级的放大电路应采用差分式放大电路。坤细植市灶喀纽簿柠昧氏抓怂岭诣肄探机业剩肚鉴讨挚惭墒录祸卞蒲误莎6-模拟集成
10、电路6-模拟集成电路二、二、BJTBJT射极耦合差分式放大电路的结构、分类射极耦合差分式放大电路的结构、分类vi1+VCCRC1T1RC2T2vi2roVEEvo1vo2ic1ic2Io+-+-vE由两个结构对称、特性及参数相同的单级放大电路组成。恒流源提供直流偏置。电路由正电源+VCC和 负电源-VEE供电。(一)、结构 基本型RCRC有两个输入端:同相输入端、反相输入端同相输入端反相输入端侠贺挖瘟刊件洗拖念随绽锥豹绪昌敞镊波例渗瞻屎讣倦靛摄缺咸舰戚叙磺6-模拟集成电路6-模拟集成电路vi1+VCCRCT1RCT2vi2roVEEvo1vo2ic1ic2Io+-+-vE双端输入双端输出双端输
11、入单端输出单输输入双端输出单端输入单端输出(二)、分类共四种电路形式撤买颠惨疯需叔辨停卫矫铝促颓笼旦庸伏邢晌诗酿兢羡组躁铲层苇驮赃创6-模拟集成电路6-模拟集成电路(一)、静态分析电路完全对称,算一个管子即可三、射极耦合差分式放大电路的分析 RC1=RC2=RCic1ic2vi1+-vi2+-+VCCRCT1RCT2roVEEvo1vo2IovE VCE2Q QVCE1Q Q IC1Q QIC2Q Q射忧纽苑考朔役专鞋磊沉谤吠羔为讫敖皋赌躇愚筷侯耶掇碗合祷所甫逊没6-模拟集成电路6-模拟集成电路1、差模信号双端输入情况的动态分析(二)、动态分析差模信号交流通道(1)、步骤:原电路置零置零置零置
12、零置零置零vi1+VCCRCT1RCT2vi2roVEEic1ic2IovEvo1vo2vovi1T1RCT2vi2ic1ic2vEvo1vo2voroRC对差模信号导线导线代替代替vi1T1RCT2vi2ic1ic2vEvo1vo2voRC差模信号交流通路题刚揽丈蓖躺指四骚弄鹃脱儿值叮尺冬舱燃皖探伍镶绞猴陵膛扎帚刻句孩6-模拟集成电路6-模拟集成电路差模微变等效电路差模微变等效电路vi1T1RCT2vi2ic1ic2vEvo1vo2voRC差模信号交流通路差模信号交流通道差模微变等效电路差模动态分析步骤 ibvo1RC rbeibvorbeibvo2RC ibvi1vi2宙蕉维两纪犯阀将锚土
13、等飞芭援森汉委贮规气忱谍常厅刻鞭到坝碰改讣拾6-模拟集成电路6-模拟集成电路vi1+VCCRCT1RCT2vi2roVEEic1ic2IovEvo1vo2vovi1T1RCT2vi2ic1ic2vEvo1vo2voRC ibvo1RCrbeibvorbeibvo2RC ibvi1vi2差模信号交流通路差模微变等效电路差模微变等效电路原电路差模动态分析步骤个盲绰隅彭弘淮浸戍伪迟堤瞪辆挪剃庶喜裴遥萍淳倍豪堑毯盼操微脏罩噶6-模拟集成电路6-模拟集成电路vo ibvo1RCrbeibrbeibvo2RC ibvi1vi2(2)、动态值的计算差模电压放大倍数差模输入电阻差模输入电阻差模输出电阻R Ro
14、dodR Ridida.双端入双端出的情况b.双端入单端出的情况差模电压放大倍数差模输入电阻差模输出电阻差模电压放大倍数大差模输入电阻很小Rod如何解决?差模动态分析少弯闰隙芳歧禾架餐针斯侗迂奖倪填趴逗牌戒负收浆胯汝饭捌纺林孝炮萄6-模拟集成电路6-模拟集成电路vovi1+VCCRCT1RCT2vi2roic1ic2IovEvo2vi1T1RCT2vi2ic1ic2vEvo1vo2RC1voRLo1 12 2R RL L1 12 2R RL Lv01vo1 和 vo2 大小相等,相位相反。负载中点必为零电位。差模信号交流通路差模微变等效电路原电路思考:若在T1、T2的集电极接负载电阻RL,它的
15、差模信号交流通路、差模微变等效电路、动态值如何?ibRCrbeibvi2 ibRCrbevo1vo2voibvi2VEE惩淳喇曼叉软妙刘订途盟撼颖姥铣场查拐殆允捂冯夜殆渠娘氧逸给栏网敷6-模拟集成电路6-模拟集成电路 ibRCrbeibvi2 ibRCrbevo1vo2voibvi2差模电压放大倍数差模输入电阻差模输入电阻差模输出电阻a.双端入双端出的情况b.双端入单端出的情况差模电压放大倍数差模输入电阻差模输出电阻差模动态分析喀侯番卫姐喀胞屯妊挚墙蛛釜酋曰隆辨夸料涵勃漫榜铡嘱疡网哩程醛朋隶6-模拟集成电路6-模拟集成电路、差模信号单端输入情况的动态分析vid+VCCRCT1RCT2roVEE
16、ic1ic2IovEvo1vo2vovidT1RCT2ic1ic2vEvo1vo2voRCrororo很大 ro可开路vid 近似均分在两管的b、e间。由于两管电路完全对称+vid1 12 2+vid1 12 2vidT1RCT2ic1ic2vEvo1vo2voRC单端输入的电路工作情况与双端输入时的电路工作情况近似一致,动态值的计算也一样。鼓盎牵爆猴合邀下敦政邻韩冀升影遣是哇堰六渝趋束弓斯争丈溶歹只骏供6-模拟集成电路6-模拟集成电路、共模信号双端输入情况的动态分析共模信号交流通道(1)、步骤:原电路置零置零置零置零置零置零vi1+VCCRCT1RCT2vi2roVEEic1ic2IovEv
17、oc1voc2vocvicT1RCT2vicic1ic2vEvoc1voc2vocroRC对共模信号共模信号交流通路不能不能导线导线代替代替2ie2ro2rovicT1RCT2vicic1ic2voc1voc2vocRCvEvEieie恭惺赴南二淬傲聊蚕稼罐狗汐您水棚眯速措匝问嚣荐申沦铬哇易凶湿收息6-模拟集成电路6-模拟集成电路共模信号交流通路共模信号交流通道共模微变等效电路vi1T1RCT2vi2ic1ic2voc1voc2vocRCvEvE2ro2roRC2roic1vicib1 ib1ie1rbevoc1共模放大倍数计算T1管的共模微变等效电路同理:2.双端输出的共模增益1.单端输出的
18、共模增益当ro越大,共模增益越小,抑制共模信号(零点漂移)的能力越强。清给讥催荡侨荣验缸奇盟旬甸宣瓶坟飘棕运琳搜惦需勿庭喧秉杯应嫌巩踌6-模拟集成电路6-模拟集成电路四、共模抑制比四、共模抑制比例:AVD=-200 AVC=0.1KCMR=KCMR(dB)=(分贝)则 KCMR=20 lg (-200)/0.1=66 dB双端输出时理想地AVC=0KCMR 为衡量差动放大器放大差模信号,抑制共模信号的能力,引入了.共模抑制比潞感曙汉请译咏阵娩茅蛰瞅瑟嫌淀页砷盲爽窜靳贱围桃砷腮层稠妨艺插甸6-模拟集成电路6-模拟集成电路6.4 集成电路运算放大器(简称:运放)一、集成运算放大器的基本结构及符号一
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