模擬電子電路及技術(shù)基礎(chǔ)孫

肖

子西安電子科技大學(xué)《模擬電子電路與技術(shù)基礎(chǔ)》課程的特點是“概念性、工程性、實踐性“強！“注重物理概念，采用工程觀點；重視實驗技術(shù)，善于總結(jié)對比；

理論聯(lián)系實際，注意應(yīng)用背景；

尋求內(nèi)在規(guī)律，增強抽象能力?！?.1集成運放電路特點1.高增益直接耦合放大器2.盡量用有源器件代替無源元件3.利用對稱結(jié)構(gòu)改善電路性能現(xiàn)代集成電路是將”設(shè)計”與”代工”分離,“無生產(chǎn)線”的集成電路設(shè)計公司可獨立生存.6.2

電流源電路1.單管電流源電路0312EEBEI|

U=

(|

-U

)

/

RR2R

+

R3)OcebeBb

R

3R

=

r

(1

+r

+

R

+

R2.鏡像電流源rrrIRR=

UCC

-UBE?

UCCC2C2

C1

rB

rII

=I

=I

-2I

=I

-2bC

2rI

=?

Ib

Irb

+

2b

小時,誤差大增加射隨器(V5),

以減小誤差的多路鏡像電流源)rC1

B5C1C1C14I4Ib2

+b

+4I

=

I

+I

=

I

+

B

=

I+

C1

=

I (1+b

b(1+b)b2

+bb2

+bIC1

=

IC2

=

IC3

=

IC4

=

b2

+b

+4

Ir?

Ir多集電極晶體管鏡像電流源3.比例電流源UBE1

+IE1R1

=UBE2

+IE2R2UBE1

?

UBE

2IE1R1

?

IE2R222C

2E

2

E1rR

RI

?

I

?

R1

I

?

R1

Irr

1I=

UCC

-UBE1R

+

R4.微電流電流源2C2E2BE1BE22

E2RR

II

?

I

=

1

(U

-U

)

=

UT

ln

IE12TC

2C

2Uln

IrIIR

=2lnC

2I

rC

2IRI=

U

T5.威爾遜電流源—負(fù)反饋型電流源CCBE3BE2CCBErrrRRU

-U

-UU

-2UI

==rC1B3C1I=

I

+

I

=

I+

IC

3bC

3E

3C

2B1B

2I=

b

I=

b

(I+

I

+

I

)1+

b1+

b1=(IC1

+2IB1)

=(1+2 )IC1

=b1+bb1+b

bb2

+2bIb2

+b

C1所以IC

1b

2

+

bb

+1=

I

=

Ib

2

+

2

b

C

3

b

+

2

C

3b2

+

2bIC3

=

b2

+

2b

+

2

Ir

?

Ir6.有源負(fù)載放大器6.3差動放大器6.3.1直接耦合放大器的”零點漂移”積累現(xiàn)象6.3.2差動放大器的工作原理及性能分析一.直流工作點分析結(jié)構(gòu)特點:結(jié)構(gòu)高度對稱,令:有兩個輸入端,兩個輸出端,Ui1

=

Ui

2

=

0REERI

=

I=|UEE

|

-UBE2C1Q

C2QI

=I

?1IUCE1Q

=UCE2Q

=UCC

-IC1QRC

-(-0.7)定義：差模輸入信號共模輸入信號Uid

=Ui1

-Ui2icU+

U

i

22=

U

i

1二.差模放大特性1.差模放大倍數(shù))2

LC'Lud1i1

i2

be

b

beRA2rbR-I

(R

/

/=

U0d1

=

C1=-U

-U

2r

·IAud2

=-Aud1udud1

ud2ididUUA

=

=U0

Uud1

-Uud2

=A-ArbebR'=

-

L注意信號的相位關(guān)系單端輸出放大倍數(shù)雙端輸出放大倍數(shù)2.差模輸入電阻id1idbeid

idRIUI=

Uid==

2rR0d

=

2RC3.差模輸出電阻Rod=

RC雙端輸出---單端輸出---三.共模抑制特牲1.共模電壓放大倍數(shù)icUUoc

Uoc1

-Uoc2Auc

=

U==0uc1icAicbRC=Uoc1

=-U

rbe

+(1+b)2RE2ic

beER

=

1[r

+(1+b)2R

]ROC

=

RC雙端輸出單端輸出2.共模輸入電阻3.共模輸出電阻4.共模抑制比|CM

RucKA=|

AudCMRuc|

(dB)AK

(dB)

=

20

lg

|

AudK

CM

R=

￥雙端輸出單端輸出6.3.3

具有恒流源的差動放大電路2.差模放大倍數(shù)4.差模輸入電阻1.工作點3.共模抑制比5.輸出電阻6.3.4

差動放大器的傳輸特性線性特性目的：研究差熟悉差了解差iC

1,

2

=

f

(uidu

0

=

F

(uid

)動放大器的線性動態(tài)范圍和大信號的非模輸入信號與電流分配的關(guān)系動放大器傳輸特性的應(yīng)用無法顯示該圖片。RCiC1uidV1V2—＋uo＋－UEEI—iC2UCCRC簡化的差動放大器uid

=

uBE1

-

uBE

2iC

1

+

iC

2=

IBE

1u

UTiC

1

?

I

s

eBE

2u

UTiC

2

?

I

se公式推導(dǎo)：ic1

+

ic

2

=

Iii)

=

Ii

(1+c1

c

2

c1RCRCiC1uidV1V2—＋uo＋I－UEE—iC2UCCU

TU

TIIIi-

u

id===1

+

e1

+

e1

+

iu

BE

2

-

u

BE

1c

1i

c

2c

1II==i

=u

id1

+

e

U

T1

+

e1

+

iIu

BE

1

-

u

BE

2U

Tc

2i

c

1c

2C1

uid

I-i

=1+

e

UTC

2Ii

=

uid

1

+

eUT可見，差動放大器線性動態(tài)范圍很小(–2UT

,即–50mv左右uid

超過–4UT

,即–100mv左右,電路進入限幅狀態(tài)，產(chǎn)生嚴(yán)重的非線性失真。iC1,iC2IiC2iC1iC1iC26

UT

4

UT2

UT0

2UT

4UT

6UTuidQI2傳輸特性uo

=

-(iC1

-iC2

)

RCiC1,iC2IiC2iC1iC1iC26

UT

4

UT2

UT

0

2UT

4UT

6UTuidQI2可見，增益AU正比于恒流源電流I。那么，改變I就可以控制增益。如果使I受到另外一個信號ub的控制，那么就可以實現(xiàn)信號的相乘。即，0

idbidT

T2U

2Uu

=

-

RC

I

·

u

=

-

RC

Ku

·

u擴大線性動態(tài)范圍的方法——加射極負(fù)反饋電阻2.

增益的自動控制——

AuIA檢測-

UEEUCCRCRCUiI應(yīng)用：1.

小信號的線性放大—m

CTcuRI

=

-g

RA

=

-2U應(yīng)用：利用差分放大器的傳輸特性可以實現(xiàn)0Cid

b

idTTR2U2Uu

=-I

·u

=-

RC

Ku

·u3.

信號的相乘運算——4.

信號的整形——將不規(guī)則的輸入波形整形為矩形波信號的變換——將三角波變成正弦波、方波電壓比較器Ur

-參考電壓Ui

>

UrUi

<

UrUo為高電平Uo為低電平7.

高速電流開關(guān)一一ECL邏輯電路-UEEUCCRCRCUiIUoiUoU0

0

1

1只要I

不太大，就可保證晶體管在電流最大時不飽和，所以開關(guān)速度很快。6.4集成運算放大器的輸出級電路NPN與PNP管組成互補對稱跟隨器,輸出電阻小,帶負(fù)載能力強.NPNPNP發(fā)射結(jié)零偏置,存在交越失真.為了克服交越失真,要加偏置電路MNM點與N點直流電壓差1.4伏,交流電壓可視為相等.UAB

=R1I1

+R2I2

?(R1

+R2)I211

222BE4BE4U

RRR=(R

+R

)=(1+