7模拟集成电路 7.1模拟集成电路中的直流偏置技术 7.2差分式放大电路 7.3差分式放大电路的传输特性 *7.4带有源负载的差分放大电路 7.5集成运算放大器 7.6实际集成运算放大器的主要参数和对应用电 路的影响 7.7变跨导式模拟乘法器 7.8放大电路中的噪声与干扰
7 模拟集成电路 7.1 模拟集成电路中的直流偏置技术 7.2 差分式放大电路 7.3 差分式放大电路的传输特性 *7.4 带有源负载的差分放大电路 7.5 集成运算放大器 7.6 实际集成运算放大器的主要参数和对应用电 路的影响 7.7 变跨导式模拟乘法器 7.8 放大电路中的噪声与干扰
7.1模拟集成电路中的 直流偏置技术 7.1.1FET电流源电路 7.1.2BJT电流源电路
7.1 模拟集成电路中的 直流偏置技术 7.1.1 FET电流源电路 7.1.2 BJT电流源电路
7.1.1FET电流源电路 1.MOSFET镜像电流源 +VDD T1、T,的参数全同 IREF 只要满足Vcs>VN dz NMOS 必有VDs1>Vcs-VN d T1一定工作在饱和区 VDS T 又因为VGs2=Vcs1=Vcs VGs T,漏极接负载构成回路后，只要 满足VDs2>VGS-VTN,就一定工 -Vss 作在饱和区，且有 Lo=102=Igur Pon+Ls -Vos R
7.1.1 FET电流源电路 1. MOSFET镜像电流源 R V V V I I I DD SS GS O D2 REF 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
7.1.1FET电流源电路 1.MOSFET镜像电流源 +VDD 1。=l2=1er=n+Ks-s R 再根据IREe=Io1=Kn(ys-VN月 NMOS d ID2=0 便可求出电流值 T VDS2 Io的电流值与R无关 VGs R的值在一定范围内变化时 (VDs2>VGS-VTN),Io的电流值将 -Vss 保持不变，反映出I。的恒流特性
7.1.1 FET电流源电路 1. MOSFET镜像电流源 R V V V I I I DD SS GS O D2 REF 2 REF D1 K VGS VTN I I 再根据 n 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
7.1.1FET电流源电路 +VDD 1.MOSFET镜像电流源 动态电阻（交流电阻） +VDD NMOS d, ID2=0 Ra 。=( T T2 00Ds2 Io=Ip2 VGs 1 Vss -Vss 当器件具有不同的宽长比时 ip2-io 击穿 斜率= (2=0) ID2 IREF (W1L)1 可用范围 电流源是双口网络还是单口网络？ 0 VGS-VTN N VDS VBR
7.1.1 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 1 2 D1 D2 REF O ( / ) ( / ) W L W L I I I I （=0） 动态电阻(交流电阻) G 2 1 DS2 D2 o ( ) V S i r v D2 ds2 1 I r
7.1.1FET电流源电路 1.MOSFET镜像电流源 十VDD 用T3代替R,T1~T3特性相同 IREF T 由于Io1=ID3=IREF=Kn(Wcs-VN)2 Ip2=I0 VGS3 所以kes=s=n+人) T2 只要满足Vn+Vss>2V VGS T1~T便可工作在饱和区 输出电流为 Vss ID2 =K (VGS -VIN)?
7.1.1 FET电流源电路 2 D2 n GS TN I K (V V ) 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 2 D1 D3 REF n GS TN 由于 I I I K (V V ) ( ) 2 1 所以 VGS3 VGS VDD VSS 只要满足 DD SS TN V V 2V 输出电流为
7.1.1FET电流源电路 2.串级镜像电流源 动态电阻更大，恒流特性更好 IREF d4 1。=ras4+ras2(1+gm'as4)≈mdsa4'as2 (W3T3→ 84 T4(W)4 需要注意，T4漏极接负载构 VGS3++VGS4 成回路后，需要满足 Ip2 VDSA VGS4-VTN4 (W/L)1 T T2 (W/L)2 -Vss
7.1.1 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 o ds4 ds2 m ds4 m ds4 ds2 r r r (1 g r ) g r r 需要注意，T4漏极接负载构 成回路后，需要满足 VDS4 VGS4 VTN4
7.1.1FET电流源电路 3.组合电流源 除宽长比外， +VDD To~T3特性相同， IDO=IREF VGS4 VGs5 T4、T特性相同 00 S4 S5 g4gs十 T go NMOS I2= (WIL)zIwer d4 PMOS ds (W/L)1 d3 1() (W1L)1 T;NMOS +NMOS I5= 11,= WIDsI3 VGS2 VGS3 (W1L)4 4(W1L)4 (WIL)s(WIL)2Igwr -Vss (W1L)4(W1L)1 需保证所有管子工作在饱和区
7.1.1 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 REF 1 2 2 ( / ) ( / ) I W L W L I REF 1 3 3 ( / ) ( / ) I W L W L I REF 1 3 4 5 3 4 5 4 4 5 5 ( / ) ( / ) ( / ) ( / ) ( / ) ( / ) ( / ) ( / ) I W L W L W L W L I W L W L I W L W L I 需保证所有管子工作在饱和区
7.1.1FET电流源电路 4.JFET电流源 JFET是耗尽型 -lo ip 1 管，所以Vcs=0 斜率 时工作在饱和 UDS 区 可用范围 ip Io UD =Ipss(1+Aps) -Vss VTPl VBR 1 (a) (b) 耗尽型MOS管也可采用类似的方式构成电流源
7.1.1 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 (1 ) DSS DS D O v I i I DSS o 1 I r
7.1.2BJT电流源电路 1.镜像电流源 +Vcc T1、T2的参数全同 IREF VBE2 =VBEI IE2 IEI icz=Ic2=Io=IRER C2 Ic2=Ic1≈IREF ='cc-'腿≈' R R 一VEE R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
7.1.2 BJT电流源电路 VBE2 =VBE1 REF I E2 = E1 I I C2 = C1 I I R VCC VBE = R VCC 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
