华中科技大学模拟电子技术 07-3.ppt

7.3 差分式放大电路的传输特性 7.3.1 MOSFET差分式放大电路的传输特性 7.3.2 BJT差分式放大电路的传输特性 7.3.1 MOSFET差分式放大电路的传输特性 根据 vid= vGS1- vGS2 可得传输特性曲线 iD1，iD2＝f（vid） 7.3.1 MOSFET差分式放大电路的传输特性 7.3.1 MOSFET差分式放大电路的传输特性 如何想扩大线性区域，需增加---- 7.3.1 MOSFET差分式放大电路的传输特性 如何想扩大线性区域，需增加---- (1)减少Kn，减少W/L。 但是gm减少，增益减少。 （2）增加Io。 但是功耗增加。 7.3.1 MOSFET差分式放大电路的传输特性 7.3.1 MOSFET差分式放大电路的传输特性 增大能增加线性范围 7.3.2 BJT差分式放大电路的传输特性 vid= vBE1- vBE2 根据 可得传输特性曲线 iC1，iC2＝f（vid） 7.3.2 BJT差分式放大电路的传输特性 10 加入射极电阻，利用其反馈作用，可扩大线性工作区 *7.4 带有源负载的差分放大电路 7.4.1 带有源负载的源极耦合CMOS差分 式放大电路 7.4.2 带有源负载的BJT射耦合差分式放 大电路 7.4.1 带有源负载的源极耦合CMOS差分式放大电路 1. 基本电路 2. 工作原理 根据电路结构有 IREF＝ID5＝ID6＝ID7 只要满足 T5~T7就工作在饱和区 VDD +VSS VTN5+VTN6+VTN7 则根据ID＝Kn(VGS－VT)2 若已知各管参数，便可求出IREF 可列方程 7.4.1 带有源负载的源极耦合CMOS差分式放大电路 2. 工作原理 如果T7与T8特性相同，则IO=IREF 由于电路对称，即T1与T2特性相同，T3与T4特性相同 所以 ID1=ID2=ID3=ID4=IO/2 可求出VGS1 ~VGS4 由于T3的栅极与漏极并接在一起，所以通常由T2和T4的漏极输出。 当输入差模电压时，即vi1＝-vi2＝vid/2，iD1的增加量等于iD2的减小量，源极公共支路电流不变，相当于T1和T2源极交流对地短路 7.4.1 带有源负载的源极耦合CMOS差分式放大电路 3. 动态指标 输入差模电压时的交流通路 当? = 0，T1~T4特性相同，且带RL负载时，各支路电流如图 当? ? 0时，可得右侧T2、 T4支路的小信号等效电路 7.4.1 带有源负载的源极耦合CMOS差分式放大电路 3. 动态指标 节点d2（d4）的KCL为 若满足 (rds2 || rds4) RL，则电压增益为 得差模电压增益 其中 带有源负载的差分放大电路单端输出的差模电压增益不再是双端输出增益的一半，而是与双端输出电压增益相同，即单端输出等效于双端输出。 7.4.1 带有源负载的源极耦合CMOS差分式放大电路 3. 动态指标 以上分析结果的前提条件是假设T1 ~T4的互导相同，即 Kn1＝Kn2＝Kp3＝Kp4＝K gm1＝gm2＝gm3＝gm4＝gm 电路的共模电压增益仍然很小，共模抑制很高 参数不同时，结果将有所变化 7.4.1 带有源负载的源极耦合CMOS差分式放大电路 小结 差分电路特点小结： 射极（源极）采用恒流源做负载： 集电极(漏极）采用恒流源做负载： 单/双端输出增益几乎相等 将双端输出改变成单端输出。 7.4.2 带有源负载的源极耦合BJT差分式放大电路 静态 IE6 ? IREF IO ＝ IE5 差模电压增益 （负载开路） 单端输出的电压增益接近于双端输出的电压增益 7.4.2 带有源负载的源极耦合BJT差分式放大电路 差模输入电阻 Rid＝2rbe 7.4.2 带有源负载的源极耦合BJT差分式放大电路 共模输入电阻 7.4.2 带有源负载的源极耦合BJT差分式放大电路 7.5 集成运算放大器 7.5.1 CMOS MC14573集成运算放大器 7.5.2 BJT型LM741集成运算放大器 7.5.3 BiJFET型集成运算放大器LF356 7.5.1 CMOS MC14573集成运算放大器 1. 电路结构和工作原理 引脚排列顶视图 27 6.4.1 CMOS MC14573 集成电路运算放大器 1. 电路结构和工作原理 电路结构： 全部CMOS管电路 PMOS T1和T2组成源极耦合差放 注意源极在上面 NMOS T3、T4作T1、T2的漏极负载 PMOS T5、T6构成镜像电流源为差放提