电流源电路

6.5集成运放中的电流源1.镜像电流源T0和T1特性完全相同。B0B1BE0BE1IIUU，CCB10B0CR2IIIIIIRC2II，则若在电流源电路中充分利用集成运放中晶体管性能的一致性。基准电流RUVI)(BECCRRC2IICC0C1III在集成运放中，射极电阻用恒流源替代以提高抑制共模能力，电流源还作为偏置电路，有源负载。T0的发射结对T1具有温度补偿作用2.微电流源要求提供很小的静态电流，又不能用大电阻。eBE1BE0E1)(RUUITBE1BE0)(SE1E0eUUUIIIeE1E10ETBE10BElnRIIIUUURIIIRUVIIIC0E0BE0CCR1C1E,2,,当设计过程很简单，首先确定IE0和IE1，然后选定R和Re。ReTBEeSEUUII根据晶体管发射极电流与b-e间的关系：SETBEIIUUln11lnCReTCIIRUI3、比例电流源Re1Re0IE0改变镜像电流源中IC1=IR的关系，而使IC1大于或小于IR。111000eEBEeEBERIURIU10110,,BEBEECERUUIIII足够大101eeRCRRII则：4.多路电流源根据所需静态电流，来选取发射极电阻的数值。UBE0+IE0Re0=UBE1+IE1Re1=UBE2+IE2Re2=UBE3+IE3Re4因为UBE相差不多，故IE0Re0≈IE1Re1≈IE2Re2≈IE3Re333221100,eCeCeCeCRIRIRIRI足够大5、MOS管多路电流源根据所需静态电流，来确定沟道尺寸。MOS管的漏极电流正比于沟道的宽长比。设宽长比W/L=S，且T1～T4的宽长比分别为S0、S1、S2、S3，则03D0D302D0D201D0D1SSIISSIISSII，，基准电流6、改进型电流源在基本镜像电流源的基础上加上射极输出器T0、T1、T2、具有完全相同的特性RUVIBECCR012201ERBRCCIIIIII)1(21211CRBRIIII则：)1(211RCII加了射极输出器提高了输出电流IC1和基准电流IR的传输精度7.有源负载（1）用于共射放大电路哪只管子为放大管？be1bLce2ce11)(rRRrrAu∥∥121,//beLuLcecerRARrr时当（2）用于差分放大电路C1C3C4C2C1，，iiiiiC1C2C4O2iiii使单端输出电路的差模放大倍数近似等于双端输出时的差模放大倍数。0C2C4Oiii静态：C2C4C3C4C1C3C2C1IIIIIIII，，，动态：142142142////2////22)////(beLcecebebLcecebbebLceceoIodrRrrriRrririRrriuuA142,//beLuLcecerRARrr时当6.6集成运放原理电路一.读图方法（1）了解用途：了解要分析的电路的应用场合、用途和技术指标。（2）化整为零：将整个电路图分为各自具有一定功能的基本电路。（3）分析功能：定性分析每一部分电路的基本功能和性能。（4）统观整体：电路相互连接关系以及连接后电路实现的功能和性能。（5）定量计算：必要时可估算或利用计算机计算电路的主要参数。已知电路图，分析其原理和功能、性能。二.举例：型号为F007的通用型集成运放对于集成运放电路，应首先找出偏置电路，然后根据信号流通顺序，将其分为输入级、中间级和输出级电路。若在集成运放电路中能够估算出某一支路的电流，则这个电流往往是偏置电路中的基准电流。找出偏置电路双端输入、单端输出差分放大电路以复合管为放大管、恒流源作负载的共射放大电路用UBE倍增电路消除交越失真的准互补输出级三级放大电路简化电路分解电路输入级的分析T3、T4为横向PNP型管，输入端耐压高。共集形式，输入电阻大，允许的共模输入电压幅值大。共基形式频带宽。共集-共基形式Q点的稳定：T（℃）↑→IC1↑IC2↑→IC8↑IC9与IC8为镜像关系→IC9↑因为IC10不变→IB3↓IB4↓→IC3↓IC4↓→IC1↓IC2↓T1和T2从基极输入、射极输出T3和T4从射极输入、集电极输出输入级的分析T7的作用：抑制共模信号T5、T6分别是T3、T4的有源负载，而T4又是T6的有源负载。作用？+++++++_放大差模信号+___特点：输入电阻大、差模放大倍数大、共模放大倍数小、输入端耐压高，并完成电平转换（即对“地”输出）。中间级的分析中间级是主放大器，它所采取的一切措施都是为了增大放大倍数。F007的中间级是以复合管为放大管、采用有源负载的共射放大电路。由于等效的集电极电阻趋于无穷大，故动态电流几乎全部流入输出级。中间级输出级输出级的分析D1和D2起过流保护作用，未过流时，两只二极管均截止。79O14BE1DRURiUU＝iO增大到一定程度，D1导通，为T14基极分流，从而保护了T14。准互补输出级，UBE倍增电路消除交越失真。中间级输出级电流采样电阻特点：输出电阻小最大不失真输出电压高判断同相输入端和反相输入端F007所具有的高性能•Ad较大：放大差模信号的能力较强•Ac较小：抑制共模信号的能力较强•rid较大：从信号源索取的电流小•ro小：带负载能力强•Uom大：其峰值接近电源电压•输入端耐压高：使输入端不至于击穿的差模电压大。•uIcmax大：接近电源电压6.7集成运放的主要性能指标和集成运放种类指标参数F007典型值理想值开环差模增益Aod106dB∞差模输入电阻rid2MΩ∞共模抑制比KCMR90dB∞)(lg20lg20NPOoduuuAPNPid)(iuurcodCMRlg20AAK一、主要性能指标指标参数F007典型值理想值UIO的温漂dUIO/dT(℃)几μV/℃0UIO的温漂dUIO/dT(℃)几μV/℃0输入失调电流IIO20nA0IIO的温漂dIIO/dT(℃)几nA/℃0使输出电压等于零在输入端加的补偿电压。B2B1IOIII指标参数F007典型值理想值最大共模输入电压UIcmax±13V-3dB带宽fH10Hz∞转换速率SR0.5V/μS∞能正常放大差模信号时容许的最大的共模输入电压。最大差模输入电压UIdmax±30V超过此值输入级差分管将损坏。上限截止频率。maxOddtuSR对大信号的反应速度为什么这么低？指标参数F007典型值理想值•开环差模增益Aod106dB∞•差模输入电阻rid2MΩ∞•共模抑制比KCMR90dB∞•输入失调电压UIO1mV0•UIO的温漂dUIO/dT(℃)几μV/℃0•输入失调电流IIO(│IB1-IB2│)20nA0•UIO的温漂dUIO/dT(℃)几nA/℃0•最大共模输入电压UIcmax±13V•最大差模输入电压UIdmax±30V•-3dB带宽fH10Hz∞•转换速率SR(=duO/dt│max)0.5V/μS∞二、集成运放的种类按工作原理电压放大型：输入量与输出量均为电压电流放大型：输入量与输出量均为电流跨导型：输入量为电压，输出量均为电流互阻型：输入量为电流，输出量均为电压按可控性可控增益：利用外加控制电压控制增益的大小选通控制：输入为多通道，利用输入的逻辑信号控制那个通道的信号放大按性能指标高阻型：rid，可高于1012Ω。用于测量放大器、信号发生器。高速型：fH和SR高，fH可达1.7GHz，SR可达103V/μS。用于A/D、D/A转换电路、视频放大器。高精度型：低失调、低温漂、低噪声、高增益，Aod高于105dB。用于微弱信号的测量与运算、高精度设备。低功耗型：工作电源电压低、静态功耗小，在100～200μW。用于空间技术、军事科学和工业中的遥感遥测。大功率型、仪表用放大器、隔离放大器、缓冲放大器……通常情况下用通用型运放，特殊情况下才用专用型运放。6.8使用运算放大器应注意的几个问题1、选用元件通常是根据实际要求来选用运算放大器。如测量放大器的输人信号微弱它的第一级应选用高输入电阻、高共模抑制比、高开环电压放，大倍数、低失调电压及低温度漂移的运算放大器。选好后，根据管脚图和符号图联接外部电路，包括电源、外接偏置电阻、消振电路及调零电路等。2、消振通常是外接RC消振电路或消振电容，用它来破坏产生自激振荡的条件。是否已消振，可将输入端接地，用示波器观察输出端有无自激振荡。目前由于集成工艺水平的提高，运算放大器内部已有消振元件，毋须外部消振。3、调零4、保护调零时应将电路接成闭环。调零分两种，一种是在无输入时调零，即将两个输入端接地，调节调零电位器，使输出电压为零。另一种是在有输入时调零，即按已知输入信号电压计算输出电压，而后将实际值调整到计算值。1、输入端保护3、电源保护2、输出端保护例：1.输入级采用什么措施增大放大倍数？2.中间级采用什么措施增大电压放大倍数？3.如何消除交越失真？4.uI1、uI3哪个是同相输入端？哪个是反相输入端？有源负载有源负载复合管共射放大电路增大输入级的负载电阻__+___++反相输入端同相输入端增大第二级的负载电阻超β管