电子科大微电子考研资料《模拟电路基础》 20091203 6.5.ppt

**Chap6模拟集成单元电路（10学时，第3课）ylzhang@ee.uestc.edu.cn6.2有源负载电路知识点1.采用有源负载的目的→2.含有有源负载MOSFET放大器的小信号电压增益含有有源负载BJT放大器的小信号电压增益→3.接上负载RL会降低小信号增益→在保证最大不失真幅度前提下提高小信号电压增益；原因：MOSFET的跨导小于BJT的跨导；故，与之相连的后级电路应有较大的输入电阻。带有有源负载的差动放大器6.5有源负载差动放大器电路结构特点→有源负载具有双端输出转单端输出的功能。Q1和Q2是由电流源IQ提供偏置的差分对；Q3-4-5构成电流源负载。分析→Q4镜像了Q3,5处即Q1集电极的电流。忽略基极电流IB5和Io，则：该图所示电路的直流电流分配是对称的。6.5.1直流分析差模信号输入时，输出端小信号等效电路6.5.2小信号分析例6.18目的：求带有有源负载的BJT差放的差模增益。IQ=0.20mA，假设所有BJT的厄利电压VA=100V。求开路RL=?时及RL=100k?时的差模电压增益。分析→说明：有很严重的负载效应。例6.19目的：求带有有源负载的MOSFET差放的差模增益。带有有源负载的MOSFET差动放大器及其输出端小信号等效电路分析→讨论：与带有有源负载的BJT差放的差模增益公式基本一致。例6.20目的：求带有共源-共栅有源负载的MOSFET差放的差模增益。带有共源-共栅有源负载的MOSFET差动放大器分析→共源-共栅电流源的输出电阻为:例6.21目的：计算含差放、中间放大级和输出级的运放的增益。电路参数为：假设所有BJT的?=100，VA=100V。图6.47带有三晶体管有源负载、复合晶体管对放大级和射极跟随器输出级的BJT差动放大器代替RE，为Q1、Q2、Q7提供合适、稳定的静态工作点有源负载代替RC改进的电流镜多输出Widlar电流源由Q1-5构成差放输入级；由Q9-11和电阻R1-3构成Widlar电流源；由Q6,7复合管构成中间放大级；由Q8和R4构成射极跟随器输出级。分析→图6.47由以下几部分构成：第一级：由Q1-5构成的差放输入级由式(6.146)可知，差动放大器的电压增益为对Q6和Q7构成的放大电路的小信号分析可得：第二级：由Q6,7复合管构成中间放大级由式(6.31)可知，从Q11集电极看入的电流源的输出电阻为从Q8基极看入的电阻为：所以从Q7的集电极往下看电阻为：第三级：射极跟随器的电压增益总的电压增益为：输出电阻：代入相关数据：说明：复合晶体管（由Q6、Q7构成）的输入电阻2.626M?很高，射极跟随器的输入电阻1.01M?和有源负载Q11的输出电阻1.27M?都很高，因此，小信号增益很大。例6.22目的：计算含差放、中间放大级和输出级的运放增益和输出电阻。电路如图6.48所示。BJT参数为?=100，VA=?。图6.48BJT运算放大电路分析→首先分析各级各晶体管的工作状态，即直流分析：假设除Q8和Q9之外的所有BJT的VBE(on)=0.7V。Widlar电流源的参考电流为：偏置电流IQ由下式确定：用迭代法可求得：IQ=0.4mA，Q2的集电极直流电压为：忽略基极电流，有：Q3和Q4的集电极直流电压为：Q5和电阻R6完成直流电位偏移功能。忽略基极电流，有：Q6的基极直流电压为：当输入差模电压为零时，上式可保证直流电压为零，则：由上面的直流电压值可知，所有BJT都工作在放大区。总的差模增益：计算差动放大器的单端差模电压增益为：由于Ri2RC，所以第二级对差动放大器没有明显的负载效应。交流分析→：***