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第七章 差分电路与模拟集成电路 §7.2 集成差分放大电路 §7.3 电流模电路 §7.4 集成运算放大器 ? 通用型 ? 高速型和宽带型 ? 高精度(低漂移型） ? 高输入阻抗型 ? 低功耗型 ? 功率型 镜像电流源 ? 多路恒流源 通过一个基准电流源稳定多个三极管的工作点 电流，即可构成多路电流源，一个基准电流Ir 可获得多个恒定电流Io1、Io2?。 跨导线性电路 ? 跨导线性的基本概念 对Ube求导: 跨导线性 理想的晶体管的跨导gm是集电极电流Ic的线性函数,称跨导线性(简写TL). 三极管在Ube的作用下,Ie与Ube的关系可表示为: 跨导线性电路 ? 跨导线性(TL)的回路原理 TL回路 含有偶数个(至少两个)正偏发射结的闭合环路 , 且回路中顺时针方向排列的正偏PN结与逆时针排列的PN结的数目相等. Ube1 Ube2 Ube3 Ube4 i1 i3 i2 i4 回路方程: Ube1 Ube2 Ube3 Ube4 i1 i3 i2 i4 跨导线性电路 ? 跨导线性(TL)的回路原理 Is1=Is2=Is3=Is4 TL回路中,顺时针正偏PN结的各电流乘积等于逆时针正偏PN结的电流乘积 跨导线性电路 ? 由跨导线性(TL)的回路构成的电流放大器 1. A回路电流放大器 T2 T3 T1 i1 i2 i3 T4 i4 ? 静态: T1、T4提供的静态输入电流为Ix 产生的输出静态电流为Iy. 2Iy ? 动态: 输入差模信号，在Ix基础上变化一百分数xIx. i1=Ix(1+x) i4=Ix(1-x) I1=I4=Ix I2=I3=Iy 跨导线性电路 ? 由跨导线性(TL)的回路构成的电流放大器 1. A回路电流放大器 根据跨导回路定理可得： i1? i3=i2 ? i4 i2= (1+x) Iy i3= (1-x) Iy Ix(1+x) ? i3= i2 ? Ix(1-x) i2 +i3=2Iy 输入差模电流： iid=i1-i4=2xIx 输出差模电流： iod=i2-i3=2xIy 电流增益 A回路的电流增益等于静态电流之比 跨导线性电路 ? 由跨导线性(TL)的回路构成的电流放大器 2. B回路电流放大器 T3 T4 T1 i1 i3 i4 2Iy T2 i2 Ec 具有输入阻抗低, 输出阻抗高的特点 ? 静态: T1、T2提供的静态输入电流为Ix 产生的输出静态电流为Iy. ? 动态: 输入差模信号，在Ix基础上变化一百分数xIx. i1=Ix(1+x) i2=Ix(1-x) I1=I2=Ix I3=I4=Iy 跨导线性电路 ? 由跨导线性(TL)的回路构成的电流放大器 2. B回路电流放大器 T3 T4 T1 i1 i3 i4 2Iy T2 i2 Ec ? 动态: i1=Ix(1+x) i2=Ix(1-x) i3=Iy(1-x) i4=Ix(1+x) 输入差模电流： iid=i1-i2=2xIx 输出差模电流： iod=i3-i4= -2xIy 跨导线性电路 ? 两级可变增益电流放大器 T3、T4是输入管,T1、T2是输出管 Iy=Ie Ix=Ie -Ip 跨导线性电路 ? TL电流放大器的优势 1. 提供电流的动态范围较大. 电压:现代集成化程度越来越高,布线越来越密,供电电压必须很低,电压高容易发生击穿.但电压低,输出信号的动态范围小,抗干扰能力减弱. 电流:干扰信号通常以电压的形式出现,对电流干扰小. 2. 高速. 三极管存在结电容,电容上的电压不能突变,因而速度较慢,但对电流不存在这个问题. 3.失真小 电压:Ube?Ib?Ic,而Ube与Ib之间的关系是非线性的. 电流:直接提供Ib ?Ic ,两者之间是线性的关系 存在的问题:输出必须转换成电压的形式进行测量 集成运放组成 集成运放的主要参数 相位补偿技术 运放的分类 集成运放的组成 集成运算放大器是一个高增益直接耦合多级放大电路。 差动放大 输入级 U- U+ 中间放大级 互补输出级 恒流偏置电路 差动输入级有两个输入U+、U-，当信号从U-输入，输出Uo与U-极性相反，称U-反相输入端；当信号从U+输入，输出Uo与U+极性相同，称U+同相输入端。 增益级 一般高增益共射电路 低阻功率输出级， 提高负载能力。 提供稳定合适的偏流 一般由恒流源组成 Uo 集成运放的主要参数 大体可分为三大类：传输参数、误差参数和响应参数 ? 传输参数 1. 差模电压增益Aud 运放在无外加反馈条件下，输出电压Uo与输入电压Uid的变化量