模拟电路获奖五课件

第五章 模拟集成单元电路5.1 5.1 半导体集成电路半导体集成电路(IC)(IC)概述概述 6060年代初期出现年代初期出现 70VLSI70VLSI出现出现 分为数字分为数字ICICICIC 如运算放大器、电压比较器如运算放大器、电压比较器 了解集成工艺的特点了解集成工艺的特点 5.2 5.2 恒流源电路恒流源电路1 1、基本镜像恒流源、基本镜像恒流源T0 和 T1 特性完全相同。2 2、微电流恒流源、微电流恒流源 要求提供很小的静态电流，又不能用大电阻。1、要放大缓慢变化的信号 2、便于集成IC能不能加隔直电容?如何办?温漂零点漂移直接耦合问题?问题问题 :零点漂移。零点漂移。前一级的温漂将作为后一级的输入信号，使得前一级的温漂将作为后一级的输入信号，使得当当 u ui i 等于零时，等于零时，u uo o不等于零。不等于零。利用差动放大利用差动放大器可解决上述问题。器可解决上述问题。uiRC1R1T1+UCCuoRC2T2R2RE2uot0有时会将有时会将信号淹没信号淹没5.3 5.3 基本基本CECE差动放大器差动放大器u ui i1 1u ui i2 2uoRCR1T1RBRCR1T2RB 抑制零漂的原理抑制零漂的原理u uo o=U UC C1 1-U UC C2 2 =0=0u uo o=(=(U UC C1 1+u uC C1 1 )-()-(U UC C2 2+u uC C2 2)=0)=0当当 u ui i1 1 =u ui i2 2=0 =0 时：时：当温度变化时：当温度变化时：+U+UCCCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2u ui i1 1+U+UCCCCR RC1C1T T1 1R RB1B1R RC2C2T T2 2R RB2B2u ui i2 2R RE EUUEEEEuoududucuc（1 1）电路结构完全对称，零漂抑制能力强）电路结构完全对称，零漂抑制能力强（2 2）差模小信号范围大，）差模小信号范围大，V Vidid28mv 0V0VT T1 1导通，导通，T T2 2截止截止i iL L=i ic c1 1 ;vi-VCCT1T2vo+VCCRLiLi iL L=i ic c2 2T T1 1、T T2 2两个晶体管都只在半个周期内工作的方式，两个晶体管都只在半个周期内工作的方式，称为称为乙类放大乙类放大。因此，不需要隔直电容。因此，不需要隔直电容。静态分析：静态分析：v vi i=0V =0V T T1 1、T T2 2均不工作均不工作 v vo o=0V=0V乙类放大的输入输出波形关系乙类放大的输入输出波形关系:vi-VCCT1T2vo+VCCRLiL死区电压死区电压V Vi iV Vo oVVo oVVo o t tt tt tt t交越失真：交越失真：输入信号输入信号 V Vi i在过零在过零前后，输出信号出现的失真称前后，输出信号出现的失真称为交越失真。为交越失真。交越失真交越失真(1)(1)静态电流静态电流 I ICQCQ、I IBQBQ等于零；等于零；(2)(2)每管导通时间等于半个周期每管导通时间等于半个周期 ；(3)(3)存在交越失真。存在交越失真。乙类放大的特点：乙类放大的特点：二、参数计算二、参数计算Vcm负载上得到的最大功率为：负载上得到的最大功率为：iL-VCCRLviT1T2Vo+VCC若忽略晶体管的饱和压降，若忽略晶体管的饱和压降，则则 R RL L 上的电压和电流的最大幅上的电压和电流的最大幅值分别为：值分别为：满激励时满激励时电源提供最大直流平均功率：电源提供最大直流平均功率：流过流过每个电源每个电源的电流为的电流为半个半个正弦波，其平均值为正弦波，其平均值为:则两个电源提供的总功率为：则两个电源提供的总功率为：t ti ic c1 1当当满激励时满激励时效率为：效率为：结论：结论：OCLOCL电路效率较高；电路效率较高；电流、电压波形存在失真。电流、电压波形存在失真。每管最大平均管耗每管最大平均管耗P PT1maxT1max：令令得出结论：得出结论：输出电流振幅为满激励电流振幅的输出电流振幅为满激励电流振幅的63.763.7时，时，每管有最大平均管耗每管有最大平均管耗单管最大平均管耗单管最大平均管耗P PT1maxT1max与最大输出功率与最大输出功率P Pmaxmax的关系：的关系：结论：乙类功放最大平均管耗结论：乙类功放最大平均管耗为最大输出功率的五分之一为最大输出功率的五分之一三、功率管极限参数限制三、功率管极限参数限制VcmiL-VCCRLviT1T2Vo+VCC由由得得四、电路的改进四、电路的改进1.1.克服交越失真克服交越失真交越失真产生的原因：交越失真产生的原因：在于晶体管特性存在在于晶体管特性存在非线性，非线性，v vi i vvT T时晶体管截止。时晶体管截止。iBiBuBEtuitUTVB1tVTtiBIBQ甲乙类放大的波形关系：甲乙类放大的波形关系：ICQiCVBEiBib特点：特点：存在较小的静态存在较小的静态电流电流 I ICQ CQ、I IBQ BQ。每管导通时间大每管导通时间大于半个周期，基于半个周期，基本不失真。本不失真。iCQVceVCC/RLVCCIBQ 无输出变压器的互补对称功放电路无输出变压器的互补对称功放电路 （OTLOTL电路）电路）一、特点一、特点1.1.单电源供电；单电源供电；2.2.输出加有大电容。输出加有大电容。二、静态分析二、静态分析则则 T T1 1、T T2 2 特性对称，特性对称，令：令：0.5VCCRLviT1T2+VCCCAvL+-VC三、动态分析三、动态分析(忽略导通压降）忽略导通压降）设输入端在设输入端在 0.50.5V VCC CC 直流电平直流电平基础上加入正弦信号。基础上加入正弦信号。若输出电容足够大，若输出电容足够大，V VC C基本基本保持在保持在0.5V0.5VCC CC，负载上得到的，负载上得到的交流信号正负半周对称，但存交流信号正负半周对称，但存在交越失真。在交越失真。ic1ic2交越失真交越失真R RL Lv vi iT T1 1T T2 2+V VCCCCC CA AU UL L+-时，时，T T1 1导通、导通、T T2 2截止；截止；时，时，T T1 1截止、截止、T T2 2导通。导通。0.5VCCvit四、输出功率及效率四、输出功率及效率若忽略交越失真的影响，且若忽略交越失真的影响，且 v vi i 幅度足够大。则：幅度足够大。则：VOVOmaxv vi it tt t实用实用OTLOTL互补输出功放电路互补输出功放电路调节调节R R,使静态使静态V VAQAQ=0.5=0.5V VCCCCD D1 1 、D D2 2使使b b1 1和和b b2 2之间的之间的电位差等于电位差等于2 2个二极管正个二极管正向压降，克服交越失真。向压降，克服交越失真。R Re e1 1 、R Re e2 2：电阻值：电阻值1212，射极负反馈电阻，也，射极负反馈电阻，也起限流保护作用。起限流保护作用。D1D2vi+VCCRLT1T2T3CRBRe1Re2b1b2A谢谢！提问与解答环节Questions And Answers谢谢聆听 学习就是为了达到一定目的而努力去干,是为一个目标去战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard,Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal