2022-2023学年高二物理竞赛课件：模拟集成电路中的直流偏置技术

模拟集成电路中的直流偏置技术 模拟集成电路中的直流偏置技术 FET电流源电路 BJT电流源电路 华中科技大学 张林 ‹#› 电子技术基础模拟部分 绪论 运算放大器 二极管及其基本电路 场效应三极管及其放大电路 双极结型三极管及其放大电路 频率响应 模拟集成电路 反馈放大电路 功率放大电路 信号处理与信号产生电路 直流稳压电源 ‹#› 华中科技大学 张林 模拟集成电路 模拟集成电路中的直流偏置技术 差分式放大电路 差分式放大电路的传输特性 带有源负载的差分放大电路 集成运算放大器 路的影响 变跨导式模拟乘法器 放大电路中的噪声与干扰 华中科技大学 张林 ‹#› FET电流源电路 1. MOSFET镜像电流源 T1、T2的参数全同 只要满足 VGS > VTN 必有 VDS1 > VGS-VTN T1一定工作在饱和区 又因为 VGS2 = VGS1 = VGS T2漏极接负载构成回路后，只要满足VDS2 > VGS-VTN ，就一定工作在饱和区，且有 ‹#› 华中科技大学 张林 FET电流源电路 1. MOSFET镜像电流源 再根据 便可求出电流值 IO的电流值与Rd无关 Rd的值在一定范围内变化时（VDS2 > VGS-VTN），IO的电流值将保持不变，反映出IO的恒流特性。 ‹#› 华中科技大学 张林 FET电流源电路 1. MOSFET镜像电流源 当器件具有不同的宽长比时 （=0） 动态电阻(交流电阻) 电流源是双口网络还是单口网络？ ‹#› 华中科技大学 张林 FET电流源电路 用T3代替R，T1~T3特性相同 1. MOSFET镜像电流源 T1~T3便可工作在饱和区 由于 所以 只要满足 输出电流为 ‹#› 华中科技大学 张林 FET电流源电路 动态电阻更大，恒流特性更好 2. 串级镜像电流源 需要注意，T4漏极接负载构成回路后，需要满足 ‹#› 华中科技大学 张林 FET电流源电路 3. 组合电流源 除宽长比外，T0~T3特性相同， T4、T5特性相同 需保证所有管子工作在饱和区 ‹#› 华中科技大学 张林 FET电流源电路 4. JFET电流源 JFET是耗尽型管，所以VGS=0时工作在饱和区 耗尽型MOS管也可采用类似的方式构成电流源 ‹#› 华中科技大学 张林 BJT电流源电路 Rc的值在一定范围内变化时，IC2的电流值将保持不变，反映出IC2的恒流特性。 T1、T2的参数全同 1. 镜像电流源 ‹#› 华中科技大学 张林 g d1 NMOS VDS2 - + d2 ID2=IO VGS - + T2 T1 -VSS VDS1 - + IREF R +VDD g d1 NMOS VDS2 - + d2 ID2=IO VGS - + T2 T1 -VSS VDS1 - + IREF R +VDD g d1 NMOS VDS2 - + d2 ID2=IO VGS - + T2 T1 -VSS VDS1 - + IREF R +VDD Rd -VSS ro Rd IO= ID2 +VDD VDS VBR ID2 VGS-VTN 击穿 0 vDS2 可用范围 1 ro 斜率＝ iD2=iO g d1 NMOS VDS2 - + d2 ID2=IO VGS - + T2 T1 -VSS VDS1 - + IREF R +VDD Rd VGS3 - + VGS - + IREF T3 ID2＝IO T2 T1 －VSS ＋VDD － ID2 ID1 (W/L)1 T1 VSS － (