2022-2023学年高二物理竞赛课件：差模传输特性

差模传输特性 差模传输特性 完整描述差模输出电流随任意输入差模电压变化的特性。 双极型差放__差模传输特性 T1 VCC IEE VEE RC RC T2 iC1 iC2 + - vID 假设电路对称 则 得 差模传输特性曲线 1 0 iC/IEE vID/VT 0.5 Q iC1/IEE iC2/IEE 0 iC1- iC2 vID/VT IEE -IEE 可以证明： 当| vID |  26mV 时，差放线性工作（单管电路vI < 2.6mV）。 | vID | > 100mV 后，一管截止、另一管导通，差放非线性工作。 说明： 若在两管发射极上串联电阻RE，则利用RE的负反馈 作用，可扩展线性范围。 RE 线性范围  但 Avd  最大差模输入电压范围： 最大共模输入电压范围： 受VBR（BEO）限制的最大差模输入电压。 T1 VCC vi1 vo VEE vi2 RC RC T2 R1 R2 R3 T3 保证T1、T2、T3管工作在放大区，所对应的最大共模输入电压。 要保证T1、T2管放大区工作： 要保证T3管放大区工作： MOS差放__差模传输特性 假设两管特性完全相同，且工作于饱和区，则： 得 T1 VDD ISS VSS RD RD T2 iD1 iD2 vI1 vI2 可以证明： 当| vID | << 2(VGSQ-VGS(th) )时，MOS差放线性工作。 差模传输特性曲线 0 iD1- iD2 vID ISS -ISS -vID vID 当| vID |  (VGSQ-VGS(th) )时，MOS差放进入非线性限幅区。 2 与双极型差放不同： 线性范围与非限幅范围 一般，MOS差放的线性与非限幅范围均比双极型差放大。 4.5 电流源电路及其应用 直流状态工作时，可提供恒定的输出电流IO 。 交流工作时，具有很高输出电阻RO，可作有源负载使用。 + - VQ+v R iB恒定 iC 外电路 （电流源电路） + - VQ R 电流源 IO （直流状态） + - R 电流源 RO v （交流状态） 电流源电路特点： 对电流源电路要求： 直流状态工作时，要求IO精度高、热稳定性好。 交流状态工作时，要求RO大（理想情况 RO）。 利用iB恒定时，iC接近恒流特性而构成。 电流源电路原理： 4.5.1 镜像电流源电路 假设T1、T2两管严格配对 基本镜像电流源 T1 VCC iC1 R T2 IR iC2=IO vBE1 = vBE2 由于 根据 得知 因此，称iC2是iC1的镜像。 参考电流 由于 因此 （>>2） 当温度变化时，由于、VBE(on)的影响，IO热稳定性降低。 IO精度及热稳定性 由 得知： 当 较小时，IO与IR之间不满足严格的镜像关系，IO精度降低。 输出电阻RO 由 得知： 当考虑基宽调制效应时，根据 得 则 VA除了降低IO精度外，还造成RO较小，IO恒流特性变差。 RO= rce2 减小 影响的镜像电流源 T1 VCC iC1 R T2 IR IO i RE T3 结构特点 T1管c、b之间插入一射随器T3。 电路优点 减小分流 i ，提高IO作为IR镜像的精度。 由图 整理得 式中 RO= rce2 输出电阻 比例式镜像电流源 T1 VCC iE1 R T2 IR IO R1 R2 iE2 结构特点 两管射极串接不同阻值的电阻。 电路优点 RO增大，IO恒流特性得到改善。 由 （较大） （较大） 得 当 时 得 式中 微电流源 T1 VCC R T2 IR IO R2 iE2 令比例镜像电流源中的R1=0 。 由 式中 根据集成工艺的要求，电阻R不易做太大，故前述电流源的IO只能做到mA量级。 得 输出电阻 电路优点： 可提供A量级的电流，且RO大，精度高。 $