第二章第二章 模拟集成基本单元电路基础模拟集成基本单元电路基础 介绍主要的基本放大单元的工作原理、基本概念、主要特性介绍主要的基本放大单元的工作原理、基本概念、主要特性和基本分析方法。电流模电路基础和基本分析方法。电流模电路基础作者：木哥考研作者：木哥考研联系方式：联系方式：QQ13003313962022/7/71北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题2.1 放大电路的工作原理和图解分析放大电路的工作原理和图解分析2.1.1 共射放大电路的组成及其交、直流通路共射放大电路的组成及其交、直流通路射极偏置自稳电阻射极偏置自稳电阻2022/7/72北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题共射放大电路的基本组成：共射放大电路的基本组成：放大元件放大元件ic=ib，工，工作在放大区，要保证作在放大区，要保证集电结反偏，发射结集电结反偏，发射结正偏。正偏。vivo输入输入输出输出RB+ECEBRCC1C2T2022/7/73北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题作用：使发射结正作用：使发射结正偏，并提供适当的偏，并提供适当的静态工作点。静态工作点。基极电源与基极电源与基极电阻基极电阻RB+ECEBRCC1C2T共射放大电路的基本组成：共射放大电路的基本组成：2022/7/74北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题集电极电源，集电极电源，为电路提供能为电路提供能量。并保证集量。并保证集电结反偏。电结反偏。RB+ECEBRCC1C2T共射放大电路的基本组成：共射放大电路的基本组成：2022/7/75北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题集电极电阻，将变集电极电阻，将变化的电流转变为变化的电流转变为变化的电压。化的电压。RB+ECEBRCC1C2T共射放大电路的基本组成：共射放大电路的基本组成：2022/7/76北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题耦合电容：耦合电容：电解电容，有极性。数电解电容，有极性。数值一般为值一般为1 F100 F作用：隔离输入作用：隔离输入输出与电路的直输出与电路的直流联系，同时能流联系，同时能使交流信号顺利使交流信号顺利输入输出。输入输出。RB+ECEBRCC1C2T2022/7/77北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题可以省去可以省去电路改进：采用单电源供电电路改进：采用单电源供电RB+ECEBRCC1C2T2022/7/78北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题单电源供电电路：单电源供电电路：+ECRCC1C2TRBEB和和EC合并成合并成一个电源一个电源2022/7/79北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题静态工作点：静态工作点：vi=0时时IBQICQIEQ=IBQ+ICQRB+ECRCC1C2TVBEQVCEQVCEQ=EC-ICQRCVBEQ=EC-IBQRB2022/7/710北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题(IBQ,VBEQ)和和(ICQ,VCEQ)分别对应于输入输出特性曲线上的分别对应于输入输出特性曲线上的一个点称为静态工作点。一个点称为静态工作点。iBvBEQIBQVBEQiCvCEQVCEQICQIBQ直流负直流负载线载线VBEQ=EC-IBQRB直流负直流负载线载线VCEQ=EC-ICQRC2022/7/711北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题iBvBEQiCvCEibtictvit输入信号输入信号vi为正弦小信号：为正弦小信号：2022/7/712北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题vCE的变化沿一条直线，的变化沿一条直线，该直线称为该直线称为交流负载线，交流负载线，表达式如何确定？表达式如何确定？iCvCEictvcet交流负载线的作法：交流负载线的作法：交流负载线的斜率为交流负载线的斜率为1/RL(RL是是RL和和RC的并联值）的并联值）交流负载线通过交流负载线通过Q2022/7/713北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题共射放大器各点波形：共射放大器各点波形：RB+ECRCC1C2vitiBtiCtvCtvotviiCvCuoiB2022/7/714北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题直流通路和交流通路：直流通路和交流通路：放大电路中各点的电压或电流都是在静态直流上附加了放大电路中各点的电压或电流都是在静态直流上附加了小的交流信号。小的交流信号。电容对交、直流的作用不同。如果电容容量足够大，可以电容对交、直流的作用不同。如果电容容量足够大，可以认为它对交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交直流信认为它对交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交直流信号所走的通道是不同的。号所走的通道是不同的。交流通路：交流通路：只考虑交流信号的分电路。只考虑交流信号的分电路。直流通路：直流通路：只考虑直流信号的分电路。只考虑直流信号的分电路。信号的不同分量可以分别在不同的通路中分析。信号的不同分量可以分别在不同的通路中分析。2022/7/715北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题直流通路：直流通路：开路开路RB+ECRC开路开路RB+ECRCC1C2TRL2022/7/716北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题短路短路短路短路置零置零RB+ECRCC1C2TviRBRCRLvo交流通路：交流通路：RL2022/7/717北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题直流负载线：直流负载线：ICVCEVCEIC满足什么关系？满足什么关系？1.三极管的三极管的输出特性。输出特性。2.VCE=ECICRC 。iCvCEECQ直流直流负载线负载线与输出特与输出特性的交点性的交点就是就是Q点点IBRB+ECRC2022/7/718北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题交流负载线的作法：交流负载线的作法：iCvCEECQiB过过 Q 点作一条直线，斜率为：点作一条直线，斜率为：交流负载线交流负载线RBRCRLvivo2022/7/719北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题放大电路的图解分析：放大电路的图解分析：P632022/7/720北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题CE及Q点原理图解演示木哥考研专栏：木哥考研专栏：2022/7/721北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题静态工作点算法：静态工作点算法：（1）根据直流通路估算）根据直流通路估算IBRB称为称为偏置电阻偏置电阻，IB称为称为偏置电流偏置电流。IBVBE+ECRBRC2022/7/722北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题（2）根据直流通道估算）根据直流通道估算VCE、ICICVCERBRC2022/7/723北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题三种常用偏置电路比较！掌握！掌握！2022/7/724北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题放大电路输输出出级级放放大大电电路路中中间间级级放放大大电电路路输输入入级级放放大大电电路路信信号号输输入入信信号号输输出出反馈电路反馈电路单元电单元电路路偏置电路偏置电路2022/7/725北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题2.2 集成电路（集成电路（IC）中的电流源和稳定偏置电路）中的电流源和稳定偏置电路2.2.1 BJT参数的温度特性参数的温度特性2.2.1.1 的温度特性的温度特性的温度系数为正的温度系数为正2.2.1.2 ICBO的温度特性的温度特性ICBO随温度按指数规律变化随温度按指数规律变化为什么要用电流源？为什么要用电流源？2022/7/726北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题2.2.1.3 VBE的温度特性的温度特性VBE的温度系数为负，且接近于常数的温度系数为负，且接近于常数2022/7/727北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题从电阻偏置到电流源偏置？从电阻偏置到电流源偏置？2022/7/728北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题2.2.2 主要镜像电流源主要镜像电流源2.2.2.1 基本镜像电流源基本镜像电流源因：因：VBE1=VBE2有：有：IC1=IC2又：又：IR=IC12IB得：得：IC2=IR/(1+2/）可见在可见在1时：时：IC2IRIC2与与IR是镜像关系，故是镜像关系，故称为称为镜像电流源镜像电流源。2022/7/729北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题从左图中易知：从左图中易知：输出电阻输出电阻 ro=rce2=VA/IC2设设T2的的 VA=130V，IC2=1mA则则 ro=130K可见，电流源的输出电阻很大。可见，电流源的输出电阻很大。注意：此电阻为注意：此电阻为交流电阻交流电阻 （动态电阻），有别于（动态电阻），有别于 直流电阻。直流电阻。re1的化简过程！的化简过程！基本镜像电流源的输出电阻：基本镜像电流源的输出电阻：求法：求法：内部电源置内部电源置零零输出负载开路输出负载开路2022/7/730北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题2.2.2.2 精密镜像电流源精密镜像电流源镜像电流精度提高了约镜像电流精度提高了约倍，倍，但输出电阻但输出电阻ro的值没有提高。的值没有提高。缺点：缺点：1.输出电阻不够高输出电阻不够高 2.T1,T2的工作状态不对的工作状态不对称（称（VCE1=VBE1+VBE3 而而VCE2可可能变化很大）能变化很大）2022/7/731北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题2.2.2.3 高输出阻抗串接镜像电流源高输出阻抗串接镜像电流源特点：输出电阻特点：输出电阻ro非常高非常高原因：原因：T4的输出电阻对的输出电阻对T2 有很强烈的电流负有很强烈的电流负 反馈作用。反馈作用。输出电阻：输出电阻：2022/7/732北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题求输出电阻求输出电阻ro的等效电路：的等效电路：gmvbe2022/7/733北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题2.2.2.4 闭环负反馈镜像电流源威尔逊电流源闭环负反馈镜像电流源威尔逊电流源特点：电流镜像误差很小；特点：电流镜像误差很小；输出电阻很大。输出电阻很大。2022/7/734北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题2.2.3 对电源电压变化不敏感的偏置电流源对电源电压变化不敏感的偏置电流源2.2.3.1 比例电流源比例电流源特点：特点：IC2和和IR成比例成比例 关系，比例系数关系，比例系数 由由R1/R2控制控制2022/7/735北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题2.2.3.2 微电流源微电流源特点：特点：IC2很小很小;IC2对电源电压变化对电源电压变化 不敏感。不敏感。对对IR求导，求导，并带入原式并带入原式2022/7/736北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题电流源主要特性对照表P70，表2.2.12022/7/737北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题电流源电路名称电路结构电流传输关系动态输出电阻基本镜基本镜像电流像电流源源IC2=IR/(1+2/）ro=rce2=VA/IC2精密镜精密镜像电流像电流源源同上。2022/7/738北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题电流源电路-续1名称电路结构电流传输关系动态输出电阻串接镜串接镜像电流像电流源源IC2=IR/(1+2/）同基本镜像电同基本镜像电流源。流源。威尔逊威尔逊电流源电流源-闭环负闭环负反馈镜反馈镜像电流像电流源源同上。2022/7/739北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题电流源电路-续2名称电路结构电流传输关系动态输出电阻比例电比例电流源流源当当IC1=(510 IC2)时，时，微电流微电流源源2022/7/740北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题作业：2.1、32022/7/741北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题P67图2.2.5中简化前的部分2022/7/742北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题2022/7/743北航通信考研与历年真题北航通信考研与历年真题射极偏置自