§4.2集成运放中的电流源电路
集成运放中的电流源由晶体管或场效应管组成，其作用： 1、为各级放大器提供合适的静态工作点； 2、代替大电阻，以提高放大电路的放大能力。
一、基本电流源电路 1、镜像电流源
T 晶体管 是基准0 管，它的
工作在放大状态。
UBEQ0.7，V,UCE QUBE Q0.7V
T T 当 与 特性参数完全一致时，由
CUBE 0 R
T0管发射极电流与发射极电压之间的关系为：
UBE0 UTlnIIES0
T1管发射极电流与发射极电压之间的关系为：
(1)
UBE1 UTlnIIES1
由基极回路方程得：
(2)
U B 0E U B 1 E IE 1 R e (3 )
将式（1）,式（2）代入式（3），同时考虑IC0IE0 IC1IE1
2．静态偏置电路设计 分立元件放大电路中的电阻常用材料是金属膜，成本远低于三极管。因此，分立元件放大电路中的偏置电路尽
量采用电阻分压器形式。而集成运放由于制作工艺的特点，制作一个大电阻所需的硅芯片面积要远高于制作晶体管 的面积。因此，在集成放大电路中会尽量少用电阻，一般不采用电阻分压方式提供静态偏置。
模型替代后的电路模型如图(c)，显然，恒流源的内阻
2 、基本镜像恒流源电路的扩展电路有两种，如图所示。 （1）多路电流源电路
以基准管的集电极面积为基准，
可得到一组与集电极面积成正
比的多个恒流源
。
IO1,IO2,IO3
（2）加射极输出器的电流源
T2
增加 管可以进一步减少恒流输出 与基准电流 之间的差值。 T0, T1和T2特性完全相同。由于UBE0 = UBE1，所以IB0 =IB1=IB 。
IC10URT4 lnIICR10236ln0I.C7103
IC1028A
T12与T13构成镜像电流源：
IC 1 3IC 1 2 2 IR 5 5 2 0 .7 m 3 0 A .5m 2A
图1
构成这类放大电路的主要元器件有三极管（场效应管）、电阻、 电解电容（耦合或旁路用）等。
图2是uA741运算放大电路的原理图，其中的电阻、电容和晶体管全部由单晶硅材料制作。 图2
R eU IE T 1ln IIE E1 0U IC T 1ln IIC R 1
(4)
基准 输出
例，当电源电压等于+15V，
，
若要产生
的I恒C1流源1，试0确A定电阻R1的值。
将参数代入式（4）可得
Re 11.97K
若不采用微电源源电路，采用基本恒流源电路，虽然只需要一个 电阻R，但此时电阻阻值要求为：
三、集成运放的电压传输特性
集成运放符号
集成运放有两个输入端，一个输出端。当uP为正时，uo为正，称uP为“同相输入端”，当 uN为正时，uo为负，称uN为“反相输入端”。
集成运放的电压传输特性是开环时，uo与uPuN之间关系。
即：
u 0 A 0 （ du P u N ） A 0 du id
式中Aod为差模开环放大倍数，一般很大，可达几十万倍。
0
1
可推得
IB 0 IB 1 IB IC 0 IC 1 Io
UBE0 UBE1
Io
由基极输入回路得，
VCC I R
UBE R
I0
2IB
I0
2
I0
所以， 输出电流
基准电流
1 I0 1 2 IR
当
时，
。I 0 I R
IO和IR呈镜像关系，此电路称为镜像电流源。
T 恒流输出管 的交流通1 路如图(b)所示，将晶体管用微变等效
IR
UCE1QUBE3UBE 1 1.4V工作在放
当T1，T2，T3均工作在放大状态 , 时
各电流之间关系为：
IC
IE3
IC
IR怎么算？ 整理后可得
Io更加稳定
Io 2 2 222IR
三、微电流源
T 晶体管 是基准0 管，它的
工作在放大状态。
UBEQ0.7，V,UCE QUBE Q0.7V
IC0IRVC
IC1IC0IRIB2IR1IE2IR12IB1 IR（ 12IC ） 1
IC11（ 1 IR2）
当＝2时，基本镜像I恒 O 流 I2R
IR怎么算？
增T 加 2管 后 IO ， 4 3IR， 更I接 R。
二.威尔逊恒流源电路，试计算恒流输出值。
T1管是基 UB1 E 准 UBE 管 Q0.7V,
因此，集成运放电路中大量采用晶体管设计恒流源偏置电路。集电极负载也不采用电阻，而是采用恒流源作为 负载。
3．级间耦合设计 放大电路的主要性能指标有：电压放大倍数，电流放大倍数，输入电阻，输出电阻和通频带等。不同组态的单
此阻值远大于微电源电路中电阻R与Re之和，意味着需要占用 更多的芯片面积。
例题： 求图示电路各管的集电极电流。它们的β均为5，它们b-e间的电压值约为0.7V。
解：先求基准电流，R5上的电流为基准电流。
IR
2VCC
UBE12 R5
UBE11
300.70.7 0.73mA 39
T10与T11构成微电流源：
分立元件放大电路中常用的大容量（大于1 ）电容通常是铝质电解电容，小容量电容有瓷片电容等，成本一 般都较低。设计时可应用大电容实现低频交流旁路(图1中的Ce)或直流隔直作用(图1中的C1，C2)。而集成运放中， 利用PN结电容效应很难制作出容量稍大的电容。
由于制造工艺的限制，分立元件放大电路中不同三极管特性参数的离散性很大，例如，即使同一批次三极管的 放大倍数 可能在200～400之间，设计时必须充分考虑。集成放大电路的特点是在同一基片上可以制作参数一致性 好的晶体管。
模电第四章集成运算放大电路
1
二、集成运放的电路组成
3、输出级：双极型运算放大器的输出级采用互补输出形式，其主要功能是提高负载能力并增大输出电压 和电流的动态范围。两只输出管轮流导通。为消除交越失真，通常会给输出管提供适当的偏置电流。 4、偏置电路：运算放大器的偏置电路与分立放大电路的偏置电路设计有很大不同，主要由各种形式的恒 流源电路实现，熟悉各种形式的恒流源电路是阅读运放电路的基础。
u 为净输入电压，即差模输入电压, id
uiduPuN
设A0d 105
uo的最大值Uom=10V。
则 uId10 4V0.1mV
电压传输特性
则uid在0.1m V范 围 内 ， 运 放 工 作 在 正 负 态饱 和 状 (非线性状 )。态
所以线性区很窄。