集成电路运算放大电路
因此增益为
RL AV = rbe
放大管
比用电阻Rc就作负载时提高了。
end
BJT电流源接法时的工作状态
IC 0 T VBB
iC/A 4 3 2 1 4 3 2 1 iE=0mA 0 2 4 6 8
CB/V
6.2 差分式放大电路
6.2.0 概述
直接耦合放大电路 零点漂移
差分式放大电路中的一般概念
双端输出,理想情况
单端输出
K CMR
K CMR
ro AVD1 rbe AVC1
v ic K CMR v id
+ v + i2 v-id
-
+ vo2 -
vo1
-
差分式放大电路输入输出结构示意图 差模等效输入方式
+ 总输出电压 v = v v A v o o o VD id v AVCv ic ic
差放
根据1、2两式又有
K CMR
AVD = AVC
vid vi1 = vic 2
-
共模抑制比 反映抑制零漂能力的指标
v oc 0 v ic
<B> 单端输出
v oc1 voc2 AVC1 v ic v ic Rc Rc rbe (1 )2ro 2 ro
ro AVC1 抑制零漂能力增强
(3)共模抑制比
K CMR AVD AVC K CMR AVD 20 lg AVC dB
(三极管工作状态)
1. 镜像电流源
交流电阻
V Ro = T IT
由 于 T2 的 集 电 极电 流 基本不变。所以交流量 0 I
T
V Ro = T IT
一般Ro在几百千欧以上
1. 镜像电流源
精度更高的镜像电流源
由于增加了 T3 ,使
IC2更加接近IREF
2. 微电流源
I C2 I E2
VBE1 VBE2 Re2 VBE Re2
由于 VBE 很小,
所以IC2也很小
3. 多路电流源
4. 电流源作有源负载
镜像电流源
共射电路的电压增益为:
( Rc // RL ) V o AV = rbe Vi
对于此电路Rc就是镜 像电流源的交流电阻,
(双入、双出交流通路)
2v o1 Rc 2v i1 rbe
1 接入负载时 以双倍的元器件换 ( Rc // RL ) 2 AVD = 取抑制零漂的能力
<B> 双入、单出 接入负载时
vo1 Rc v o1 1 AVD1 = AVD 2v i1 2rbe v id 2 AVD =
6.2.1 基本差分式放大电路
电路组成及工作原理 主要指标计算 抑制零点漂移原理 几种方式指标比较
6.2.2 FET差分式放大电路 6.2.3 差分式放大电路的传输特性
6.2.0 概述
1. 直接耦合放大电路
可以放大直流信号 # 为什么一般的集成运 算放大器都要采用直接 耦合方式?
2.直接耦合放大电路 电源电压波动 的零点漂移 也是原因之一
+ 差模信号输出 1 vic = (vi1 vi2 ) 共模信号 vi1 共模信号输出 vo 差模电压增益 AVD = v id vo 共模电压增益 AVC = v ic
vid = vi1 vi2 差模信号
+ vid -
+ vid -
差放 差放 (a) 差放
(b)
+ vo -
+
2
-
零漂: 输 入 短 路 时 , 输 出仍有缓慢变化 的电压产生。
主要原因: 温度变化引起,也称温漂。 温漂指标: 温度每升高1度时,输出漂移电压按电压增益 折算到输入端的等效输入漂移电压值。
例如 假设
漂移
10 mV+100 uV
漂移 1 V+ 10 mV
AV1 = 100, AV2 = 100, AV3 = 1 。
rbe
( Rc // RL )
2rbe
3. 主要指标计算 (1)差模电压增益
<C> 单端输入
ro re
等效于双端输入
指标计算 与双端输入相 同
(2)共模电压增益
<A> 双端输出 共模信号的输入使两管 集电极电压有相同的变化。 所以 voc voc1
若第一级漂了100 uV,
则输出漂移 1 V。
若第二级也漂 了100 uV,
则输出漂移 10 mV。
漂了 100 uV 漂移 1 V+ 10 mV
第一级是关键
3. 减小零漂的措施
用非线性元件进行温度补偿
(思考题)
调制解调方式。如“斩波稳零放大器”
采用差分式放大电路
4. 差分式放大电路中的一般概念
6.1 集成电路运算放大 器中的恒流源
镜像电流源
微电流源
多路电流源 电流源作有源负载
1. 镜像电流源
恒流特性
VBE2 = VBE1 I C2 = I C1 I REF I E2 = I E1
VCC VBE VCC = R R
无论 Rc 的值如何, IC2 的电流值将保持不 变。
1. 电路组成及工作原理 动态 仅输入差模信号, v i1 和 v i2 大小相等,相位相反。 vc1 和 vc2 大小相等, 相位相反。 vo vc1 vc2 0 ,
信号被放大。
2. 抑制零点漂移 温度变 化和电源电 压波动,都 将使集电极
电流产生变
化。且变化 趋势是相同 的,其效果相当于在两个输入端加入了共模信号。 差分式放大电路对共模信号有很强抑制作用。
vid vi2 = vic 2 共模等效输入方式
6.2.1 基本差分式放大电路
1. 电路组成及工作原理 静态
I C1 = I C2
1 IC I0 2
VCE1 = VCE2
VCC I C RC VE VCC I C RC ( 0.7) IC I B1 I B1
2. 抑制零点漂移 另一方面
由此看出,温度升高时,引起两集电极电流增加,使得 流过Re上的电流增加,发射极电位上升,从而限制了集电极电 流的增加。这一过程类似于分压式射极偏置电路的温度稳定过 程。所以,即使电路处于单端输出方式时,仍有较强的抑制零 漂能力。
3. 主要指标计算 (1)差模电压增益
<A> 双入、双出 v o1 v o2 vo AVD = v i1 v i2 v id