6、集成运算放大器
T1
T2
T1
T2 解决方法:。。。
Re2 IC2 IE2
计I C2算 方I C1法=:1IRE2F
IREF
VCC R
VBE1 VBE2 VBE (10mV)
Re2
Re2 10k
vBE
IE ISe VT
IC2
VT Re2
ln IREF IC2
(1)
I REF
VCC R
(2)
vBE
VT
ln
IC
I1
Rb2 Re
比例电流源
而
:
I1=VRCbC1
VBE Rb2
VCC Rb1 Rb2
集成电路中,DT1
6
+VCC
BJT电流源接法与放大电路接法比较
R
Rc
IC 0 IC=0
IC1
IC2
T
T1
T2
VBB
Re1
Re2
VBB
VCC=0
7
6.1 集成电路运算放大器中的电流源
+VCC
4. 镜像电流源
会计算电流源的输出 电流(求Q)
• 多路电流源
• 电流源用作有源负载
3
iC VCC Rc
ICQ
iC
6.1 集成电路运算放大器中的电流源
1. 概述
恒流源:Rs = , iO = Is ,与RL无关 三极管工作在放大区,其输出特性 具 有恒流特性。
Q
vCE VCEQ
特点:易受温度影响
直流电阻小 交流电阻大
R
IREF
IC1 T1
RL IC2
IC2 IC1
问题1
=
I REF
1
2
I REF
VCC R
问题2T2VCE1 Nhomakorabea= VBE1 0.6V VCE2
虽有:VBE2 = VBE1 ;2 = 1 但仍造成:IC2 IC1
修正如下:考虑基区宽度调制效应(75页)
rce
=
VA IC
(VA为 Early 电 压 , 典 型 值100V)
Re1 Re2
VCC R Re1
IB2 = IB1;IC2 = IC1
对T1的C点列KCL方程:
IC1 IREF 2IB
I REF
2
IC1
镜像
IC2
Ro
IC1
rce2
=
I REF
1
2
I REF
VCC VBE1 R
VCC R
8
6.1 集成电路运算放大器中的电流源
+VCC
4. 镜像电流源 思路:提高精度
Re
RIEe2
Rb2
RL IO IC
T
Re
提高计算精度
• 增加1个二极管D
并使D与T(Je)具有相同 的温度特性(补偿)
即: VD = VBE 所以,在Je回路有:
BJT基本电流源
满足条件: I1 >>IB VB >>VBE
IC
VB
VB E Re
VB Re
特殊状态
VD +I1 Rb2 = VBE +IC Re
R
I1
RL
+VCC
思路: 比例系数=1
去掉2个电阻,减少占用硅片面积
IC1 T1 Re1
IO IC2
R
T2 IC1 Re2 T1
IREF
2IB
RL 求 IC2 = ? 假设T1处于放大区(问题?)
IC2 对管T1与T2特性相同(温度补偿)
T2 VBE2 = VBE1; 2=1
比例电流源
IC2
I1
Re1 Re2
2
IREF
的误差不能忽略!
I REF
VCC 2VBE1 R
VCC R
为了避免T3的电流过小而使 3下降,
常常加入电阻Re3 ,使IE3增大。
10
6.1 集成电路运算放大器中的电流源
+VCC
+VCC
5. 微电流源
R
IREF
R RL
IREF
RL
思路:产生A级电流
IC1
IC2 IC1
IC2
例如:VCC = 10V,IC2 = 1A, 则 R=10M。需占用硅片面积大
Re
–
R’o
电流源内阻 Rs = R’o(输出电阻)
Ro'
rce(1
rbe
Re
Rb
Re
)
式3.5.6(106页) 5
6.1 集成电路运算放大器中的电流源 3. 比例电流源
+VCC +VCC
+VCC
思路:
RRb1
II11 Rc
IVCB1
RL IICO
Rb1 I1
IC2
T1
T2
D
Rb2 Re1
IE IS
IC2
iC
vBE
ISe VT
(1
vCE VA
)
IC2
1 VCE2
VA
1 30 100
1.29
IC1 1 VCE1 1 0.6
VA
100
9
6.1 集成电路运算放大器中的电流源
+VCC
+VCC
4. 镜像电流源 Ro rce2
R
IREF
IC1
R RL IREF
IC1 IC2
T1
IB3 T3
RL
–
i2 Re ReiE
I– E
RL
——分压式射极偏置电路
在满足条件 I1 >>IB ;VB >>VBE 时
RL
VB
Rb2 Rb1 Rb2
VCC
IC
IE
VB
VB E Re
VB Re
Rb2 VCC Rb1 Rb2 Re
Ib
Io
与Rc无关,且能稳定Q(温度影响)
rbe Rb1 Rb2
Rb
+
Ib rce Vo
输出级—Ro 共集
RL特别小
第5章 功率 放大电路
第8、9、10章 运 算放大器应用 各种
功能电路
第6章
性能
集成 改善 第7章
反馈
运算放大器
技术、方法
2
6.1 集成电路运算放大器中的 电流源
• 概述 • BJT基本电流源 • 比例电流源 • 镜像电流源 • 微电流源
学习要求
能辨认电路(电流源结 构的变化规律)
IBQ 分析任务
RCE rce =
= VCE vICCE iC
确定电流源的输出电流,
vCE 并提高计算精度
VCC 提高输出电阻Ro
4
6.1 集成电路运算放大器中的电流源
+VCC
VCC
2. BJT基本电流源
+
RRb1b1
Cb1
V+ B
i1
Rc Rc
c
Cb2 + iC
I+C
b
iB e
vo
vi RRb2b2
2IB1 IC2
T2
思路:提高精度
解决方法:增加1个缓冲级T3 即共集放大器,减小分流。
带缓冲级的镜像电流源
T1
T2
Re3
IC2
IC1
= IREF
1
2
I REF
VCC R
问题2
若 较小,则分流造成
同样对T1的C点列KCL方程:
IC1 IREF IB3 IREF
2IB1
IC2
IC1
=
I REF 1 2
Vi1
Ri1
放大电路
AVO1Vi1
Vo1 Vi2
Ri2
放大电路
AVO2Vi2
Vo2 Vi3
Ri3
放大电路
AVO3Vi3
Vo3
Vo
RL
–
––
–
––
–
––
–
––
输入级—Ri 共集、共射
中间放大级—AV 共射、共基
Ri
2个信号 直接耦合
相减
零漂
第4章 场 第6.2节 差分
效应管
放大电路
第6.1节 电流源
6 集成电路运算放大器
6.1 集成电路运算放大器中的电流源 6.2 差分式放大电路 6.3 集成电路运算放大器 6.4 集成电路运算放大器的主要参数 *6.5 专用型集成电路运算放大器 *6.6 放大电路中的噪声与干扰
1
多级放大电路
Rs Ii
Ro1
Ro2
Ro3
Io
++
+
++
+
++
+
++
+ Vs
Vi