高中物理教学艺术

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6.1模拟集成电路中的
直流偏置技术
概述
电流源电路是广泛应用于集成电路中的一种单元电路。 电流源电路是广泛应用于集成电路中的一种单元电路。 用于为集成运放设置合适 集成运放设置合适、 用于为集成运放设置合适、稳定的直流偏置电路以保 证其正常工作中。 证其正常工作中。 该电路是利用BJT（或FET） 的输出特性在放大 （ 该电路是利用 ） 区具有近似恒流的特性构成的。 区具有近似恒流的特性构成的。
IO
IB
电流在一定范 围内为恒值
概述
IO IB
T R
IO
R
+
V+v
RO
+ v
-
-
电流源电路 对电流源电路的要求： 对电流源电路的要求： 要求
直流状态
交流状态
1、工作在直流状态时，Io精度高，热稳定性好 、工作在直流状态时， 精度高， 2、工作在交流状态时，交流输出电阻趋于无穷。 、工作在交流状态时，交流输出电阻趋于无穷。 可作有源负载 有源负载使用 可作有源负载使用
BJT电流源电路
1. 基本镜像电流源 基本镜像电流源电路是由两个特性相同的三极管T 基本镜像电流源电路是由两个特性相同的三极管 1和T2及一 个电阻R构成的 构成的。 个电阻 构成的。
T1、T2性能参数完全相同 又 VBE1＝VBE2
则IC1＝IC2
I B1 = I B 2 = IC 2 / β
IR = IC1 + IB1 + IB2 = (1+ 2/ β)IC2
VCC ?VBE IR = R VCC ?VBE IR Io = IC2 = ≈ IR = R 1+ 2/ β
称IO是IR 的镜像
基本镜像电流源电路
基本镜像电流源电路的优点是结构简单， 基本镜像电流源电路的优点是结构简单， 电路对称易集成， 电路对称易集成，且具有一定的温度补偿作 用。 它的缺点是输出电流I c 2 受直流电源 它的缺点是输出电流 VCC影响，当?不够大时 IO和IR有差别 ， 影响， 不够大时, 不够大时 而且，若要求得到小的电流源时， 而且，若要求得到小的电流源时，电阻值将 达 兆 欧 级 ， 集 成 电 路 无 法 实 现 。
镜像电流源电路
减小β 减小β影响的镜 像电流源电路
原理： 在T1 管的基极与集电极之间 原理：
插入一个射随器， 插入一个射随器，则由于 IB3 的分流较小， 的分流较小，使iC1更接近于 IR。
IR = iC1 + iB3
iE3 iB3 = (1+ β)
iE 3 = iB1 + iB 2
iB1 = iB 2 = I o / β
β2 +β Io = 2 IR ≈ IR β +β +2
IR = VCC ? 2VBE(on) R
T3射极加电阻可以防止 工作电流过小引起的放大倍数减少
输出电阻
Ro = rce2
2. 微电流源
I E 2 Re =VBE1 ? VBE 2
VCC IR R Io
V BE 1 VT V BE 1 VT
I C 1 ≈ I E1 = I S (e
即 V BE 1 = VT