[計(jì)算機(jī)硬件及網(wǎng)絡(luò)]6集成電路運(yùn)算放大器(編輯修改稿)
2025-01-04 02:14 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 0Rr)2R//R(ASbeLCvd ????????? 26151200r be ????0A vc ? ??C M RK?)rR(2R beSid ?????例：電路如圖，三極管 VBE= ， β=150， 求 （ 1） vi=0時(shí)， IC1， VC1 （ 2） Avd(雙） , Avc(雙） ,KCMR ,Rid ,Ric （ 3）若 RL接 T2集電極，求 Avd2(單） , Avc2(單）。 交流通路 微變等效電路 差動(dòng) 交流通路 微變等效電路 共模 ??][21]R)1(2Rr[21R eSbeic??????????310117352 100101502022 .).( )//()Rr( RvvASbe39。Lidvd ???????? 0 0//10R 39。L ??R2)1(RrRAeSbe39。L2vc ????????????????1102 20Re2RA C1C ???????Re 566566665555eeEEeBEBEeBEBERRIIRVVIRVVI?????bebmimbembc rigvgvgii ???? ?bem rg??單端輸出電壓增益接近雙端輸出電壓增益 共模輸入電阻 Ric= [rbe+ (1+β)2ro5]/2 共模增益小，忽略 輸出電阻 R0=rce2//rce4 差模輸入電阻 Rid=2rbe 2ro5 2ro5 源極耦合差分式放大電路 T T2差分對(duì)管，T T4有源負(fù)載（代替 Rd）， T T8鏡像電流源，提供 T1， T2的 Io， T T T7偏置電路，決定 IREF。 IREF=IS5=ID6=ID7=I0 當(dāng) vi1=vi2=0，VDS3=VDS4，ID1=ID2=I0/2，vo=V0d1－ V0d2=0 (1)工作原理 vo=v0d1－ v0d2 =－ gm（ rd1//rd3）（ vid/2）－ [－ gm（ rd2//rd4）（－ vid/2） ] = － gm（ rd1//rd3） [（ vid/2）－（－ vid/2） ] =－ gm（ rd1//rd3） vid iD1↑→ v0d1↓→ vds3↑ iD2↓→v0d2↑ →vds4↓ 當(dāng) vi1=－ vi2=vid/2， （ 2）電壓增益 A、雙端輸入，雙端輸出： Avd=vo/vid=－ gm（ rd1//rd3） =－ gm（ rd2//rd4） B、雙端輸入，單端（ T2）輸出： 單端輸出電壓增益接近雙端輸出電壓增益 2. JFET差分式放大電路 T1， T2差分對(duì)管， T3電流源提供 T1， T2的偏置電流ID1=ID2=Io/2，動(dòng)態(tài)電阻 r0=1/(λIDSS)很大， 抑制共模信號(hào) 雙端輸出： Avd= (v01 － v02 )/ vid =gmRd 222211112121dmidovddmidovdRgvvARgvvA?????單端輸出 當(dāng) vi1=－ vi2=vid/2， 共模雙端輸出： Avc=gmRd/（ 1+2gmr0） 輸入電阻可達(dá) 1012，偏置電流 100PA數(shù)量級(jí) MOSFET可達(dá) 1015，偏置電流 10PA數(shù)量級(jí) 6． 3 差分式放大電路的傳輸特性 放大電路輸出差模信號(hào)隨輸入差模信號(hào)變化的曲線 ic=f（ vid） 可用 BJT的 VBE與 iE的基本關(guān)系 得出 TBE VVESE eIi /?)(2,1 idcc vfii ?222111ccCCoccCCoRiVvRiVv???? 求出再由cmvdcmvd RgARgA 212121 ???在兩管射極串聯(lián) Re，電流負(fù)反饋，特性曲線斜率減小， gm↓，線性區(qū)擴(kuò)大。 4． ∣ vid∣ ≥4 VT， T1趨于飽和， T2趨于截止，或 T2趨于飽和， T1趨于截止， vo1和 vo2向相反方向變化。 3. vid在 177。 VT～ 177。 4VT，非線性區(qū) . 2． vid在 0～ 177。 VT，線性區(qū)， Q點(diǎn)斜率是 BJT互導(dǎo) gm最大值。 1． vi1－ vi2=vid=0， V01=V02=VCC（ Io/2） RC （ Q點(diǎn)） 限幅特性 差分放大電路的小結(jié) 差動(dòng)放大器共有四種輸入輸出方式 : 1. 雙端輸入、雙端輸出（ 雙入雙出 ） 2. 雙端輸入、單端輸出（ 雙入單出 ） 3. 單端輸入、雙端輸出（ 單入雙出 ） 4. 單端輸入、單端輸出（ 單入單出 ） 主要討論的問(wèn)題有： 差模電壓放大倍數(shù)、共模電壓放大倍數(shù) 差模、 共模 輸入電阻 差模、共模 輸出電阻 )22)(1()(001rRRUVIPbBEEEB????????11 BC II ??bBEBCECCCC RIVVRIV ????CCbBBECCCE RIRIVVV ????靜態(tài) 2R)β1(rR)2R//R(βAPbebLcdv????? (1)差模電壓放大倍數(shù) （ 2）共模電壓放大倍數(shù) 0A vc ?（ 3）差模輸入電阻 ]2R)β1(rR[2R Pbebid ????（ 4）輸出電阻 co R2R ?3. 雙端輸入單端輸出 這種方式適用于將 差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端輸出 的信號(hào)。 (1)差模電壓放大倍數(shù) （ 2）差模輸入電阻 （ 3）輸出電阻 co RR ?]2R)β1(rR[2)R//R(βAPbebLcdv?????]2R)β1(rR[2R Pbebid ????（ 4）共模電壓放大倍數(shù) 共模等效電路： ICO C 1cv vv=A)r22R)(β1(rR39。Rβ=0PbebL?????0Lr239。R?? 4. 單端輸入雙端輸出 單端輸入等效雙端輸入 : 因?yàn)橛覀?cè)的 Rb+rbe歸算到發(fā)射極回路的值 [(Rs+rbe) /(1+?)] ro，故 ro 對(duì) Ie 分流極小，可忽略，于是有 vi1 = － vi2 = vi /2 計(jì)算同雙端輸入雙端輸出： 0A vc ?co R2R ?2R)β1(rR)2R//R(βAPbebLcdv?????]2R)β1(rR[2R Pbebid ????5. 單端輸入單端輸出 注意放大倍數(shù)的正負(fù)號(hào)： 設(shè)從 T1的基極輸入信號(hào)，如果從 C1 輸出，為負(fù)號(hào)；從 C2 輸出為正號(hào)。 計(jì)算同雙入單出： 0Lcv r239。RA ??co RR ?]2R)β1(rR[2)R//R(βAPbebLcdv?????]2R)β1(rR[2R Pbebid ????(1)差模電壓放大倍數(shù) 與單端輸入還是雙端輸入無(wú)關(guān)，只與輸出方式有關(guān)： 差動(dòng)放大器動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算總結(jié) 雙端輸出時(shí)： 單端輸出時(shí)： (2)共模電壓放大倍數(shù) 與單端輸入還是雙端輸入無(wú)關(guān)，只與輸出方式有關(guān)： 雙端輸出時(shí)： 單端輸出時(shí)： 0?vcAoLcv r239。RA ??2R)β1(rR)2R//R(βAPbebLcdv?????]2R)β1(rR[2)R//R(βAPbebLcdv????? (3)差模輸入電阻 不論是單端輸入還是雙端輸入，差模輸入電阻Rid是基本放大電路的兩倍。 (4)輸出電阻 ]2R)β1(rR[2R Pbebid ????(5)共模輸入電阻： co RR ?co 2 RR ?單端輸出時(shí)， 雙端輸出時(shí)， )]r22R)(β1(rR[21R i c 0Pbeb ?????（ 6）共模輸出電阻： 單端輸出時(shí)， 雙端輸出時(shí)， co RR ?co 2 RR ?6． 4 集成電路運(yùn)算放大器 1． 結(jié)構(gòu)： 4) 偏置電路：為各級(jí)提供合適的工作電流 3） 輸出級(jí)：足夠的輸出電壓和功率，輸出阻抗低。 2） 電壓放大級(jí)：電壓增益高 1） 差分輸入：零漂小，輸入阻抗高 6． 4． 1 CMOSMC14573 集成電路運(yùn)放 T T RR
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