第5章集成运算放大器的基础 5.1集成运算放大器中的电流源电路 5.1.1镜像电流源 1、基本镜像电流源
其电路如图4.2.2所示。V1、V2是做在同一小块硅片上的两个相邻三极管，由于工艺、结构及材料均相同， 因此，二者性能参数相同，又因UBE1=UBE2=UBE，因此电流也对称相等，即?? IB1=IB2=IB， IC1=IC2=IC??? 由图可得R中的电流为 IR=?? ccU?UBER
根据分流关系，又可有??
IR?IC1?2IB?IC1?2IC?Ic1(1?2)
??
当β>>2时，有?
IC2?IR?UCC?UBER
我们称IR为基准电流，而将IC2作为输出电流，供给其它放大级。由上式可知，IC2等于IR，一旦IR确定，IC2便随之确定，IR 稳定，IC2也随之稳定，IC2 与IR 成为一种镜像关系，故称其为镜像电流源。镜像电流源的输出电流IC2只决定于基准电流IR，而与V2集电极负载大小及性质无关。
2、带缓冲级的镜像电流源
对于基本镜像电流源来说， 只有在三极管的β值较大时， 才能认为输出电流IC2和参考电流IR近似相等， 否则这两个电流间就存在着较大的差别。 为了解决这一问题， 在电路中加入三极管V3， 如下图所示。 利用V3的电流放大作用， 进一步减小了V1和V2基极电流对IR的分流作用， 从而提高了IC2对IR的镜像程度。 为避免V3的射极电流过小， 使三极管不能正常工作， 加入电阻Re使IE3增加。
IO1IRRIB3T3IC1IB1T1IC2T2IB2Re3
带缓冲级的镜像电流源
?1??2??3??且???1
IC1?IC2,IB1?IB2?IC2?
IC2当IRe3??IB2时，IE3?2IB2?2?
IE3?IB3(1??)?(IR?IC1)(1??)
IC2?IR1?2/?2
5.1.2微电流源
在集成电路中， 有时需要微安级的小电流， 如果利用基本镜像电流源实现， 就必须提高电阻R的阻值， 而大电阻的制作在集成电路中非常困难。 为解决这个问题可以采用图3-20所示的微电流源电路。 与基本镜像电流源相比， 在V2的发射极接入电阻Re2， 由图可知， 当参考电流IREF一定时， 可确定IO。
图3-20 微电流源 因为
UBE1-UBE2=ΔUBE=IE2Re2 所以
IO?IC2?IE2??UBERe2
由于两个三极管发射结电压之差ΔUBE是一个较小的数值， 因此利用不大的Re2就可以获得较小的恒流输出， 故称为微电流源。 5.1.3多路电流源
设各管的参数值相同
IC?IREF??IB/?，当较大时，有
IC?IR?IE4
IERE4?IE1RE1?IE2RE2?IE3RE3
所以
IC1?IE1?IRRE4RE1,IC2?IE2?IRRE4RE2,IC3?IE3?IRRE4RE3
所以在IR确定后，通过改变各个电流源的射极电阻值，即可获得各路不同的电流源。 5.2差分放在电路
图3-5 典型基本差动放大电路 一、静态分析及抑制零漂原理 1、静态分析
当ui1=ui2=0时， 由于电路完全对称， 因此电路对称两边的静态参数也应完全相同。 以V1管为例， 其静态基极回路由-UEE、 UBE和Re构成， 但需要注意的是， 流过Re的电流是V1、 V2两管发射极电流之和， 如图3-5所示。 则V1管的输入回路方程为 UEE=UBE+2IE1Re 所以， 静态射极电流为
IE1?UEE?UBE2Re?IC1
静态基极电流为
IB1?IC1?