MAX2244EBL加vo1、Vo2与pid间呈线性关系,放大电路工作在放大区。本章所讨论的放大电路工作状态即局限于这个线性范围,如图6.3.1中用灰色所标示的线性区间。

曲线上o点的斜率是差分放大电路的差模电压增益Ardl=-gmRc’Ad2=iu,gmRcogm是BJT在线性区的互导。

z>id在yr~4 yr间和-y、~~4 yr间,uol、to2与rid间呈非线性。电路工作在非线性区。

(4)vid<-4 yT和ud>+4/T,曲线趋于平坦。当oid+477,T1趋于饱和,T2趋于截止,uo1=ycc-roRc。2=+yom=ycc;而当ukl<-4 yr,T1截止,T2饱和,vol和1o2向相反的方向变化,uo2=ycc-ro,u=+yom=ycc。

差分放大电路皇现良好的限幅特性。这一特性广泛用于非线性模拟集成电路的输入级,如模拟集成电压比较器。

扩大传输特性的线性工作范围,可在两管发射极e1、e2和公共e端分别串接电阻Re1=Re2=Re来改善,利用Re的负反馈作用,使传输特性曲线斜率减小(即gm减小),线性区扩大,如图6.3.1中的虚线所示。

必须指出,最大差模输入电压的幅值还受BJT be结反向击穿电压的限制。通常称为最大输人差模电压。

关于FET差分式放大电路的传输特性,具有类似的特点,可参阅文献[2]、[3]c值得指出的是,JFET组成的源极耦合差放电路传输特性的线性范围比射极耦合差放电路大许多。

由图6,3.1 BJT差放电路传输特性说明该电路有几个工作区域,在线性放大区时,oid的范围有多少?在大信号运用的限幅区,ri<1的范围有多大?

由图6.3.1求出双端输出ud=u-u2=r(qd)的传输特性曲线。在线性区曲线的斜率等于什么?

集成运算放大器是一种高性能的多级直接耦合放大电路,从第2.1节的介绍中知道它的主要组成单元有差分输人级、电压放大级和负载能力强的输出级。此外,还有为各级提供合适静态工作电流的偏置电路和一些辅助环节,如电平移动电路、过载保护电路以及高频补偿环节等。

模拟集成电路,rD6存在下列关系

u/DD+us-ysc5yDD+yss+u/Gs5           (6.4.1)

RREF,RRE1,和rREF=KP5(7Gs5-u)2        (6.4.2)

设T1~T的|u|=0.5v,各管的W/L(宽长比)和参数如表6.4.1所示,RREI=225 kΩ。将式(6.4.1)和式(6,4.2)联解,可得7cs5=-1V (即ysG5=1Ⅴ)

表6.4.1 T1~T的W/L和各参数值,因此由式(6.4.1)可求出V=40 uA225 kΩ

故有fD1=rD2=rD3=JD4=urD6=20 uA

考虑到T5、T6、T的参数相同,即得rD=fREF=rD7=4o uA

从T7的宽长比是T3和T4的2倍,也证明T7的电流应是T3、T4电流的2倍。

小信号分析,求输人级的电压增益Av1,输人级的差模小信号为ogs1=一上,V gs2=+纽。由于源极耦合差分放大输入级与图6.2.8的电路原理相同,故由式(6.2.22)可直接写出T2的输出电压

u2(即T7的输入电压rgs7)为u2=ugs7=[gm1(-thd/2)-gm2(+ud/2)](rp2‖ro4)=-gm2o、d(rds2||ru4)                  (6.4.3)

输人级差分电路是对称的,式中gm1=gm2,故输入级的电压增益由式模拟集减量电压.

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