【正文】 R1IE 2IE 1IB 1IB 2++ 當兩管的射極電流相差不大時： 若 β1， 則 IE1≈Ir， IE2≈IC2， IE1 R1≈IE2R2 111RRURRUUIrCCrBECCr ?????rC IRRI212 ?可得 四 、 微電流電流源 在集成電路中 ， 有時需要 微安級 的小電流 。 加了 V5管后 RrIrIC 2IC 3V3V2V1UC CIrRrIC 1IC2IC3UC C 在集成電路中 ， 多路鏡像電流源是由多集電極晶體管實現(xiàn)的 ， 圖示電路就是一個例子 。 將上述原理推廣 ， 可得多路鏡像電流源 ， 如圖所示 。 1()12B R CB R C B E ERU U U URR? ? ? ? ?R 1 R 2 I C R 3 － U EE UC UB 二 、 鏡像電流源 用一個與輸出管完全相同的晶體管 V1， 將集電極和基極短接在一起來代替電阻 R2和 R3， 便得到下圖所示的鏡像電流源電路 。 需要強調 ， 集電極端要實現(xiàn)恒流 ， 必須保證恒流管始終工作在放大狀態(tài) ， 否則將失去恒流作用 。 I C R o 為了使 IC更加穩(wěn)定，采用分壓式偏置電路 (即引入電流負反饋 )，便得到圖所示的單管電流源電路。 一、單管電流源電路 可見，當 IB一定 時，只要晶體管工作在放大區(qū)，IC就基本恒定。 下面我們從晶體管實現(xiàn)恒流的原理入手 ， 介紹集成運放中常用的電流源電路 。 集成運放電路形式多樣 ， 各具特色 。 (2).盡可能用有源器件代替無源元件 。 集成運放在電路的選擇及構成形式上要受到集成工藝條件的嚴格制約 。 集成運算放大器電路特點 電流源電路 差動放大電路 集成運放電路舉例 集成運算放大器的輸出級電路 MOS集成運算放大器 集成運算放大器的主要性能指標 第 6章 集成運算放大器電路 集成運算放大器電路特點 集成運算放大器 (簡稱集成運放 )是一種直接耦合的多級放大電路 。 性能理想的運放應該具有 電壓增益高 、 輸入電阻大 、 輸出電阻小 、 工作點漂移小 等特點 。 因此 ， 集成運放在電路設計上具有許多特點 ， 主要有： (1).級間采用直接耦合方式 。 (3).利用對稱結構改善電路性能 。 但從電路的組成結構看 ， 一般是由 輸入級 、 中間放大級 、 輸出級和電流源 四部分組成 ， 組成框圖如下： 電 電 電 電 電電電電電電電電電電UiUo 電流源電路 電流源對提高集成運放的性能起著極為重要的作用 : ， ， 提高單級放大器的增益 。 CIcerc eβ IBR1IC－UE Ece0IBCiC Eu放 放 放 基極電流為 IB的一條輸出特性曲線如圖所示。 因此，從集電極看進去相當于一個電流源，其內阻為 rce 。等效電流的動態(tài)內阻 Ro 近似為 33( 1 )o c eb e BRRrr R R?????式中 ， RB=R1‖R2。 這一點對所有晶體管電流源都適用 。 CC B E CCrrrU U UIRR???UC CRrIrIC 1V1V2IC 212112 22 ?CrBrCCIIIIII ?????121 2rrCIII?????兩者關系好比物與鏡中的物像一樣 。 114C r BI I I??UC CRrIrV1IC 4V4V2IC 2V3IC 3V5111155151154411( 1 )( 1 ) 4CBC r rCrIII I III???????? ? ? ???????15123415( 1 )( 1 ) 4CC C C r rI I I I I I?????? ? ? ? ???可見 ， 各路電流更接近 Ir， 并且受 β 的溫度影響也小 。 三 、 比例電流源 如果希望電流源的電流與參考電流成某一比例關系 ，可采用圖示的比例電流源電路 。 如果采用鏡像電流源 ， Rr勢必過大 。 R rI rIC 2V2V1UC CR2RrIrIC 2V2V1R2UC CR1R1=0 1112221122lnlnlnEBE TSEBE TSEBE BE TEIUUIIUUIIU U UI????RrIrIC 2V2V1UC CR2UB E 1UB E 2++IE 22122122 ln)(1EETBEBEE IIRUUURI ???當 β11時 ， IE1≈Ir， IE2≈IC2， 由此可得 222 lnCrCTIIIUR ?222lnTrCCUIIRI?32 6222 6 1 0 1 0 0 0l n l n 1 21 0 1 0 1 0TrCCUIRkII???? ? ? ?? 上式表明 ， 當 Ir和所需要的小電流一定時 ， 可計算出所需的電阻 R2。 由此可見 ， 要得到 10μA的電流 ， 在 UCC=15V時 ， 采用微電流電流源電路 ， 所需的總電阻不超過 27kΩ。 RrIrIC 2V2V1UC CR2UB E 1UB E 2++IE 2222 lnCrCTIIIUR ? 五 、 負反饋型電流源 以上介紹的幾種電流源 ， 雖然電路簡單 ， 但有兩個共同的缺點：一是動態(tài)內阻不夠大 ， 二是受 β 變化的影響較大 。 IC 3IB 3IC 1IC 2IE 3IC 3RrIrIC 2V2V1UC CIE 3IC 3IC 1IB 3V3輸出電流的自動調整過程如下 ( ) ( )( )( )( )( )31 2 3 33123212,1C C C ECCECI I I IIIII???????? ? ?3231 3 132C C B E B E C C B ErrrCr C B CU U U U UIRRII I I I?? ? ???? ? ? ?RrIrIC 2V2V1UC CIE 3IC 3IC 1IB 3V3 若 β1=β2=β3=β ， 可求得 3 22( 1 )22C r rI I I??? ? ???ceo rR 2?? 利用交流等效電路 ， 可求出動態(tài)內阻 RoRrIrV3V4UC CIC 2V2V1 下圖給出了另一種反饋型電流源電路。 oubeRAr???RC++UOUiUC CIC QRo++UOUiUC CIC QCubeRAr???六、有源負載放大器 Ro=rce ceuberAr??? 為了提高單級放大器的電壓增益，集成運放中多以電流源作其有源負載。圖中，V V3管構成鏡像電流源作 V1管的有源負載，即可獲得極高的電壓增益。 ui=0 如何克服零點漂移？ Re由于電路結構上的特點，差動電路能有效地克服零點漂移。 CE② .減小輸入級漂移的關鍵在于減小等效輸入漂移電壓 。 它由兩個完全相同的共射放大電路通過射極連接組成 ， 并經公 共電阻 RE將它們耦 合在一 起 ， 所以也稱為 射極耦合差動放大器 UC CRCRCUi 1Ui 2REV1V2 UE EUO 1UO 2單端輸出 ： UO1或 UO2到地輸出 差動電路有 兩個基極輸入 端 和 兩個集電極輸出端 ： 雙端輸出： UO=UO1UO2 輸出 RLUo+Uo+ 差動電路的靜態(tài)工作點分析 為了使放大器輸入端的直流電位為零 ， 通常都采用正 、負兩路電源供電 。 VUU BEE ????( ) 0. 7E E E E EEEU U UIRR? ? ???UC CRCUC 2RLRCUC 1REV1V2Uo UE EIUE1 2 1 21 2 11 2 112C Q C Q E Q E QC E Q C E Q C C C Q CC Q C Q C C C Q CI I I I IU U U I RU U U I R? ? ? ?? ? ? ?? ? ?RCRCUi 1Ui 2V1V2Uo+UO 1UO 2Ui d 1Ui d 2++RL2UC CRCRLRCUi 1Ui 2REV1V2Uo UE E+UO 1UO 2Ui d 1Ui d 2++△ IE1① 對差 模信號，電阻 RE相當對地短路（即射極為虛地）。 即 Ui1=Uid1， Ui2=Uid2， 而 Uid1= Uid2。 △ IE2RCRCV1V2Uo+UO 1UO 2Ui d 1Ui d 2++RL2Ui 2Ui 1差模輸入電壓 Uid=Ui1－ Ui2 =Uid1－ Uid2 當輸入為差模正弦信號時 ， 輸入與輸出端波形的相位關系 ， 如圖所示 。 RLUo+UC CRCRCUi 1Ui 2REV1V2 UE EUO 1UO 2RCRCUi 1Ui 2V1V2Uo+UO 1UO 2Ui d 1Ui d 2++RL2 差動放大器的工作原理及及性能分析 一 、 差模放大特性 差模等效通路 輸入差模信號 : Ui1=Uid1， Ui2=Uid2， 而 Uid1= Uid2。 2 1 2 1 2 2 od od od od od U U U U U ? ? ? ? ? 輸入差模電壓為 2 1 2 1 2 2 id id id id id U U U U U ? ? ? ? ? beLidodidodidodud rRUUUUUUA ?????? ?2211 可見 ， 雙端輸出