偏置电路的作用是向各放大级提供合适的偏置电流,确定各级静态工作点。各个放大级对偏置电流的要求各不相同。对于输入级,通常要求提供一个比较小(一般为微安级)的偏置电流,而且应该非常稳定,以便提高集成运放的输入电阻,降低输入偏置电流、输入失调电流及其温漂等等。 在集成运放中,常用的偏置电路有以下几种: 镜像电流源也称为电流镜(Current Mirror),在集成运放中应用十分广泛,它的电路如下图所示。 电源VCC通过电阻R和VT1,产生一个基准电流IREF,由图可得 然后在VT2的集电极得到相应的IC2,作为提供给某个放大级的偏置电流。由于UBE1=UBE2,而VT1和VT2是做在同一硅片上两个相邻的三极管,它们的工艺、结构和参数都比较一致,因此可以认为 (2) 由于输出恒流IC2和基准电流IREF相等,它们之间如同是镜像的关系,所以这种恒流源电路称为镜像电流源。 镜像电流源的优点是结构简单,而且具有一定的温度补偿作用。 二、比例电流源 在镜像电流源的基础上,在VT1、VT2的发射极分别入两个电阻R1和R2,即可组成比例电流源,如下图所示。 由于VT1、VT2是做在同一硅片上的两个相邻的三极管,因此可以认为UBE1≈IE2R2,则 IE1R1≈IE2R2 如果两管的基极电流可以忽略,由上式可得 (3)可见两个三极管的集电极电流之比近似与发射极电阻的阻值成反比,故称为比例电流源。 以上两种电流源的共同缺点是,当直流电源VCC变化时,输出电流IC2几乎按同样的规律活动,因此不适用于直流电源在大范围内变化的集成运放。此外,若输入级要求微安级的偏置电流,则所有电阻将达兆欧级,在集成电路中无法实现。 |
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GMT+8, 2023-5-28 14:05