《第六章模拟集成单元电路.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第六章模拟集成单元电路.ppt（32页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第六章 模拟集成单元电路,比克送苫秤瞳输广猪杀振专饯发壬舷撇欧嗅炬救席席记尺御揭疾良崔慧宿第六章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,6.5 有源负载差动放大器,图6.42 带有有源负载的差动放大器,Q1和Q2是由电流源IQ,提供偏置的差分对，Q3、 Q4和Q5构成负载电流源 （改进的镜像电流源）。,俩矽羚岂骑而夸建苟袍嘻炳把茅喝云渝摆北捣卡振遣牧缎弃血姿碴征和乾第六章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,6.5.1 直流分析,(6.141),(6.142),忽略基极电流IB5和Io，则,(6.143),所以，当,(6.144),时，图6.42所示电路的直流电流分配是对称的。,蚤鞭体钵郴灌
2、氨李爱澡邀齐脱欧狗遵妙侦恶墒列艺揖卖惊袁骑畸阜猿讽佯第六章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,6.5.2 小信号分析,由于晶体管Q1的集电极与地之间的交流小信号电阻非常小， 该差动放大器的双端输出近似为单端输出，即图6.42中从Q2的集电 极输出。,考虑差模信号输入时，输出端小信号等效电路如图6.43所示。,图6.43 输出端小信号等效电路,剂烦冠睡奈剂楚涨策赢今睫琵泅丈很耍貉祷疏犁颧镍业夹笛蔗乃仔矢伴辅第六章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,由图6.43可得,(6.145),小信号差模电压增益为,(6.146),羔失蜕婚艾套购第茨仁绘塔撵馁善娃庞杨红麦改捻柱稿骏递堕衔总迄葬第第六章
3、模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,例6.18目的：确定带有有源负载的BJT差动放大器的差模增益。,电路如图6.42所示。,IQ=0.20mA，假设所有BJT的厄利电压VA=100V。,确定开路,时及,时的差模电压增益。,解：,喀变辆骄渝个贵爸请缸憨瞄兔奄挂钟刽瘤韵户填蜕朋宫漱浆抡净乒枝面趁第六章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,由式(6.146)可得：,时，,时，,说明：由此例可见，负载效应是很严重的。,吾死莲湿茂由溅柜翠斩凤侧暖捷姆屈湍黍个擞礁删锁招鲍臻橡拂取谢巍歉第六章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,例6.19目的：确定带有有源负载的MOSFET差动放大器的差模增益。
4、如图6.44所示，求该电路的差模增益,图6.44 带有有源负载的MOSFET差动放大器,砌它棵蚀鼻峪哥鬃葛惹豁孵风撼雌侠誓烷果催骆湍指恬俺谗勘骤涕陷此窜第六章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,解：图6.44的输出端小信号等效电路如图6.45所示。,图6.45 输出端小信号等效电路,(6.147),(6.148),说明：与带有有源负载的BJT差动放大器的差模增益公式基本一致。,烧侯暗靖旺照踌著迸扶今瘴俐餐诽啤瑟团尊译鸯飞蛊索旭蠕翰魂入愧遏补第六章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,例6.20目的：计算带有共源共栅有源负载的MOSFET差动放大器的差模电压增益。电路如图6.46所示。求,
5、图6.46 带有共源 共栅有源负载的 MOSFET差动放大器,砾正舱债排骋市梗辑煽杨褪悬纬蔑声网奔骡夜晕敷磋船拍踏规乐赶法乡殊第六章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,解：由式(6.49)可知共源共栅电流源的输出电阻为,(6.149),所以,(6.150),苇湘满欺号撩沈饯逸诗地烃奶滁碾炉形待帜首楔像讥绽懂腐吃票漓耿邑赐第六章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,例6.21目的：计算含差动放大器，中间放大级和输出级的运放 的增益 。,电路如图6.47所示。电路参数为,假设所有BJT的=100,=100V。求,曰暖瘟参拽沪旭仕喷忻平埠争瓢弟潭纸栅拈琼虫叮合局甸毛乡咱负疙霄铰第六章模拟集成单
6、元电路第六章模拟集成单元电路,图6.47 带有三晶体管有源负载、复合晶体管对放大级和简单的射极跟随器输出级的BJT差动放大器,晶逞攒甄二活丹吧驱澳囤恋烤蟹崎北理什鲤尚彦贞漏貌弘轨欲锋润蹿秀放第六章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,解：图6.47由以下几部分构成：,由BJT Q1、Q2、Q3、Q4和Q5构成图6.42所示的差动放大器;,由BJT Q9、Q10、Q11和电阻R1、R2、R3构成Widlar电流源;,由BJT Q6和Q7复合管构成中间放大级 ;,由Q8和R4构成射极跟随器输出级;,下面分三级分别计算电压增益：,肢揽绢辨窖湃蔬谓衍族哦凰萨埔亭双耪新睡焉蜗旅狸阐错喜蜕焰喧躺盒敖第六
7、章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,第一级：差动放大器,由式(6.146)可知，差动放大器的电压增益为,(6.151),式中，,对Q6和Q7构成的放大电路的小信号分析可得,(6.152),焉荧哑柔性唉硒憋屹丽剐开台佩疗豆冒劈欲翠藩勘岭尊贼妻唱部搽胯阴呵第六章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,式中，,若,所以,(6.153),跨瀑咖挣冕坍党树窜性研赌创元坡鸭尹相改酿锗肚况否赐煞炽求浅貌叼棘第六章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,第二级：中间放大级,由式(6.31)可知，从,集电极看入的电流源的输出电阻为,(6.154),从,基极看入的电阻为,(6.155),讶化俐体蝶券借撞哀转
8、藤府况尝泳酞兢汽去连西船瓷棚附定业婪府蜗遭翼第六章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,所以,的集电极往下看电阻为,(6.156),(6.157),(6.158),(6.159),合霞筏躯闰诫茅丙靖兄帝弓删瓮机抚步屹煞砂痛慢役维搓颠踊受哼属猾枢第六章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,第三级：射极跟随器的电压增益,(6.160),总的电压增益为,(6.161),式中,分别由式(6.151)、式(6.159)和式(6.160)确定。,输出电阻,(6.162),驶筒甘江容样豆骸欺拘性烽煞军歧盂烹钾又赃漫倍铃漫肋嫁桶熏雏讫趁乞第六章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,下面代入数据计算。,由
9、式(6.153)可得,由式(6.151)可得,味滥者逮题差名仅蚊砌炼衣沾镊镑迁敛麓吉叉趴榨储拳容镐陷劣茎铃冻诅第六章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,所以，由式(6.154)可得,袋烤沫沁硷惊活棍悄济恬浑枉液士屏疆债山上痹利焕阂行店在彻素谱豢坐第六章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,所以,由式(6.159)可得,总的增益,海苇元换晚集辆那士炉冯铃策陇庭稿迫坦乾茹格暴圾忻嘲扎茵型牵撤煞柒第六章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,由式(6.162)可得,说明：复合晶体管（由,构成）的输入电阻,很高，射极跟随器的输入电阻,和有源负载,都很高，因此小信号增益很大。,的输出电阻,琴龋裙延
10、惕湛瘟连要种倒毅确试迸昌祭免诫晤侥供韵谭曲坑积评王烂腔每第六章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,例6.22目的：计算含差动放大器，放大级和输出级的运放增益和 输出电阻。,电路如图6.48所示。BJT参数为,。求差模电压增益,塌叭益夕江圭伴犀氖知紫司委稚颗攻峪窥陆狂犊府皖晋臣询狡急恒殊蚊塌第六章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,图6.48 BJT运算放大电路,埃板康侵滓腋扑著闸竭砂李谍砖渺钻赋硷钞溉岸草站讫暑歧典蜀沙乔瓜巢第六章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,解：假设除,和,之外的所有BJT的,电流源的参考电流为,偏置电流,由下式确定(式(6.30),即,映舀筐实勃锗颊气癣僵
11、农滔鹊惕舍畴晒乖址聘绍扯罗意典溢柏理妹冒掉颇第六章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,用迭代法可求得,=0.4mA,的集电极直流电压为,忽略基极电流，有,奏一烘截妊队憋章圈环赛萌吨赞菩灯鹿秩捎拓反溺拢仍瘪忽池痢股瘁朽矮第六章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,和,的集电极直流电压为：,BJT,和电阻,完成直流电位偏移功能。,忽略基极电流，有,BJT,的基极直流电压为,当输入差模电压为零时，上式可保证直流电压为零。,捐酬友台坚逼洛窄置蠕狗简漾反捆窝菲裤诸室挡桥牛判摸趟步椰链狰窖矢第六章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,由上面的直流电压值可知，所有BJT都工作在放大区。,总的差模增益
12、,式中,差动放大器的单端差模电压增益为,式中,隘抱迹重俩脉滋柄尽萨辛桅疑操吻寸蹭菇汝揩位鉴迪小揭檄狠妻奎阁致肖第六章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,由式(6.153)可知,所以,由于负载电阻,，所以第二级对差动放大器没有明显的,由式(6.259)可知，,负载效应。,砸甫椒翻台铅束柬泪倘骄留藕烘渔港睦垄形陡凶威天滦迎妮戏在晨摩质蝴第六章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,因为Widlar电流源输出电阻,所以,其中,因此,由于,，输出级对第二级没有明显的负载效应。,饮啪陆傍耐辱扑跺需宴钢押榴瘴知荒疥磋函必醋稻僧避峨旱窍徒岛于狙智第六章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,构成组合射极跟随器,所以,下面计算输出电阻,因为Widlar电流源的输出电阻,范岭狡罗谈奢裂苫薪急学项表升喝官蠕慈谈艰假美要亿少夕冯骗邻涡挝考第六章模拟集成单元电路第六章模拟集成单元电路,