电流源电路课件

第三章第三章 模拟集成运算放大器模拟集成运算放大器3.1 电流源电路电流源电路3.2 差动放大电路差动放大电路 3.3 双极型集成运算放大器双极型集成运算放大器3.4 场效应管型集成运算放大器场效应管型集成运算放大器 3.5 集成运放的主要技术参数集成运放的主要技术参数3.6 理想集成运算放大器理想集成运算放大器 第三章 模拟集成运算放大器3.1 电流源电路1集成电路集成电路IC(Integrated Circuit):将整个电路的将整个电路的各个元件做在同一个半导体基片上。各个元件做在同一个半导体基片上。集成电路的优点：集成电路的优点：工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小。工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小。集成运算放大器简介集成运算放大器简介 实质：直接耦合的高增益多级放大器实质：直接耦合的高增益多级放大器本章将分析电流源与差放单元电路及运放的基本知识本章将分析电流源与差放单元电路及运放的基本知识集成电路IC(Integrated Circuit):将2向各放大级向各放大级向各放大级向各放大级提供合适的提供合适的提供合适的提供合适的偏置电流偏置电流偏置电流偏置电流克服零克服零克服零克服零点漂移点漂移点漂移点漂移提供负载所提供负载所提供负载所提供负载所需功率及效需功率及效需功率及效需功率及效率率率率提供电压提供电压提供电压提供电压放大倍数放大倍数放大倍数放大倍数集成运放的基本组成部分集成运放的基本组成部分输入级输入级输入级输入级中间级中间级中间级中间级输出级输出级输出级输出级偏置电路偏置电路偏置电路偏置电路集成运放的基本组成向各放大级提供合适的偏置电流克服零点漂移提供负载所需功率及效3 3.1.1 镜像电流源电路镜像电流源电路 3.1.2 微电流源电路微电流源电路 3.1.3 比例电流源电路比例电流源电路 3.1.4 多路电流源电路多路电流源电路 3.1 电流源电路电流源电路 3.1.1 镜像电流源电路 3.1 43.1.1 镜像电流源电路镜像电流源电路I IB2 B2 I IB1 B1 T T1 1 T T2 2 U UBE2 BE2 U UBE1 BE1+-+R R+V VCCCCI IR R I IC1 C1 2 2I IB BI IOO3.1.1 镜像电流源电路IB2 IB1 T1 T2 5*视视IO为为IR的镜像。的镜像。*无无论论RL的的值值如如何何，IC2的的电电流流值将保持不变。值将保持不变。I IB2 B2 I IB1 B1 T T1 1 T T2 2 U UBE2 BE2 U UBE1 BE1+-+R R+V VCCCCI IR R I IC1 C1 2 2I IB BI IOO*视IO为IR的镜像。IB2 IB1 T1 T2 UB6结论：结论：1.越越大大，IO与与IR的的匹匹配配精精度度越高；越高；2.对对VCC的稳定性要求高的稳定性要求高;3.受受、UBE影影响响，温温度度稳稳定定性差。性差。I IB2 B2 I IB1 B1 T T1 1 T T2 2 U UBE2 BE2 U UBE1 BE1+-+R R+V VCCCCI IR R I IC1 C1 2 2I IB BI IOO结论：IB2 IB1 T1 T2 UBE2 UBE1+73.1.2 微电流源电路微电流源电路IO IE2=(UBE1-UBE2)/RE=UBE/REI IR R I IB2 B2 I IB1 B1 I Ic1 c1 2 2I IB BT T1 1 T T2 2 R RR RE E+V VCCCCI IO O U UBE2 BE2 U UBE1 BE1+-+I IE2 E2 3.1.2 微电流源电路IO IE2=(UBE1-UBE283.1.3 比例电流源电路比例电流源电路IO/IR=RE1/RE2I IB2 B2 I IB1 B1 2 2I IB BT T1 1 T T2 2 R RR RE E1 1R RE E2 2+V+VCCCCI IR R I IO O I Ic1 c1 U UBE2 BE2 U UBE1 BE1+-+I IE1 E1 I IE2 E2 3.1.3 比例电流源电路IO/IR=RE1/RE2IB29例例 图示为集成运放图示为集成运放LM741偏置电路的一部分，假设偏置电路的一部分，假设VCC=VEE=15V，所有三极管的，所有三极管的UBE=0.7V，其中，其中NPN三极管的三极管的2，横向，横向PNP三极管的三极管的=2，电阻，电阻R5=39k。I Ic13 c13 T T11 11 T T10 10 R R4 4+V VCCCCT T13 13 T T12 12 R R5 5-V VEEEEI Ic10 c10 I IREF REF 估算基准电流估算基准电流估算基准电流估算基准电流I IREFREF ；分析电路中各三极管组成何种分析电路中各三极管组成何种分析电路中各三极管组成何种分析电路中各三极管组成何种电流源；电流源；电流源；电流源；估算估算估算估算T T1313的集电极电流的集电极电流的集电极电流的集电极电流I Ic13 c13；若要求若要求若要求若要求I Ic10 c10=28=28 A A，试估算电，试估算电，试估算电，试估算电阻阻阻阻R R4 4的阻值。的阻值。的阻值。的阻值。例 图示为集成运放LM741偏置电路的一部分，假设VCC10I Ic13 c13 T T11 11 T T10 10 R R4 4+V VCCCCT T13 13 T T12 12 R R5 5-V VEEEEI Ic10 c10 I IREF REF 解：解：解：解：由图可得由图可得由图可得由图可得 T T1212与与与与T T1313组成镜像电流源，组成镜像电流源，组成镜像电流源，组成镜像电流源，T T1010 、T T1111与与与与R R4 4组成微电流源。组成微电流源。组成微电流源。组成微电流源。Ic13 T11 T10 R4+VCCT13 T12 R5-11I Ic13 c13 T T11 11 T T10 10 R R4 4+V VCCCCT T13 13 T T12 12 R R5 5-V VEEEEI Ic10 c10 I IREF REF 不能简单认为不能简单认为不能简单认为不能简单认为I Ic13c13 I IREF REF。可认为可认为可认为可认为 I Ic11c11 I IREF REF。Ic13 T11 T10 R4+VCCT13 T12 R5-123.1.4 多路电流源电路多路电流源电路 用一个基准电流用一个基准电流IR获得多个恒获得多个恒定电流定电流Io1、Io2Io(n-1)。其。其原理同比例电流源电路。原理同比例电流源电路。存在问题：存在问题：随着多路电流源随着多路电流源路数增加，各晶体管的基极路数增加，各晶体管的基极电流之和增加，因而电流之和增加，因而IC1与与IR之间差值增大。这样各路输之间差值增大。这样各路输出电流与基准电流间的传输出电流与基准电流间的传输比将出现较大误差。比将出现较大误差。3.1.4 多路电流源电路 13多路电流源电路的改进电路多路电流源电路的改进电路增加一级射极跟随器作为缓冲级增加一级射极跟随器作为缓冲级 多路电流源电路的改进电路增加一级射极跟随器作为缓冲级 14电流源的应用电流源的应用T1是放大管，是放大管，T2、T3组成电流源作为组成电流源作为T1的集电极有源负载。的集电极有源负载。作有源负载作有源负载-电流源直流电流源直流流电阻小，交流电阻大流电阻小，交流电阻大电流源的应用T1是放大管，T2、T3组成电流源作为T1的集电15*3.1.5 MOSMOS管镜像电流源电路管镜像电流源电路 T1、T2管宽长比管宽长比、没有双极型电路中由没有双极型电路中由 引入的误差。引入的误差。*3.1.5 MOS管镜像电流源电路 16*3.1.6 其他改进型电流源电路其他改进型电流源电路 、（1）级联型电流源电路级联型电流源电路几乎与电压几乎与电压uC4的变化无关，的变化无关，改进了电流源的恒流特性。改进了电流源的恒流特性。*3.1.6 其他改进型电流源电路 17*3.1.6 其他改进型电流源电路其他改进型电流源电路 、（2）反馈型电流源电路反馈型电流源电路引入的误差可忽略引入的误差可忽略*3.1.6 其他改进型电流源电路 18电流源电路课件19