1
多级放大电路
+
–
Vo RL
Io R s I i
+
–
V s
+
–
V i
–
V i1
+
–
V o1
+
放大电路
–
V i2
+
–
V o2
+
放大电路
–
V i3
+
–
V o3
+
放大电路
R o1
–
+
R i1 A
V O 1 V i1
–
V i2
+
R o2
–
V o2
+
–
+
R i2 A
V O 2 V i2
R o3
–
+
R i3 A
V O 3 V i3
输入级 —Ri? 中间放大级 —AV ? 输出级 —Ro ?
共集、共射 共射、共基 共集
第 4章
场效应管
第 6.2节
差分放大电路
2个信号
相减
第 5章
功率放大电路
直接耦合
零漂
Ri? RL特别小
第 6.1节
电流源
第 6章
集成 运算放大器
性能
改善 第 7章
反馈 技术、方法
第 8,9,10章
运算放大器 应用
各种功能电路
2
6.1 集成电路运算放大器中的电流源
6.2 差分式放大电路
6.3 集成电路运算放大器
6.4 集成电路运算放大器的主要参数
*6.5 专用型集成电路运算放大器
*6.6 放大电路中的噪声与干扰
3
6.1 集成电路运算放大器中的
电流源
? 镜像电流源
? 多路电流源
? 电流源用作有源负载
? 微电流源
? 概述
? BJT基本电流源
? 比例电流源
学习要求
会计算电流源的输出
电流（求 Q）
能辨认电路（电流源
结构的变化规律）
4
1,概述
6.1 集成电路运算放大器中的电流源
Q I CQ
I BQ
R c
V CC
V CC
v CE
i C
V CEQ
? v CE
? i C
直流电阻小
交流电阻大
C
CE
CE = I
VR
C
CE
ce = i
vr
?
?
恒流源, Rs = ?,iO = Is, 与 RL无关
三极管工作在放大区，其输出特性
具有恒流特性。
易受温度影响 特点,
分析任务
确定电流源的输出电流,
并提高计算精度
提高输出电阻 Ro
5
2,BJT基本电流源
6.1 集成电路运算放大器中的电流源
+
–
v i
i B
i 1
R b1
b
c
i C
R c
V CC
+
–
v o
R L
i E R
e
R b 2
C b 1
+
C b2
+
e
i 2
——分压式射极偏置电路
R b1
I C
R c
+ V CC
R e
R b 2
V B
I E
在满足条件 I1 >>IB ； VB >>VBE 时
电流源内阻 Rs = R’o（输出电阻）
CC
b2b1
b2B V
RR
RV ?
??
e
BEBEC
R
VVII ???
e
CC
b2b1
b2
e
B
R
V
RR
R
R
V ?
???
R b 1
r be
I b
r ce
+
–
V o
? I b
R b2
R b
R e
I o
R’o
)(
ebbe
e
ce
'
o RRr
R1rR
??
??? ?
RL
与 Rc无关，且能稳定 Q（温度影响）
式 3.5.6（ 106页）
6
3,比例电流源 6.1 集成电路运算放大器中的电流源
R b1
I C
R c
+ V CC
R e
R b 2
V B
I E
I 1
R b1
I C
R L
+ V CC
R e R
b 2
D
T
I 1
I O
R
I C2
R L
+ V CC
R e2 R
e1
T 2
I C1
T 1
I O
I 1
e
B
e
BEBC
R
V
R
VVI ???
提高计算精度
满足条件,I1 >>IB
VB >>VBE
? 增加 1个二极管 D
并使 D与 T（ Je） 具有相同
的温度特性（补偿）
即, VD = VBE
所以，在 Je回路有,
VD +I1 Rb2 = VBE +IC Re
e
b2
1C R
RII ? 比例电流源
b2b1
CC
b2b1
BECC
1 RR
V
RR
VVI
???
?＝而：
集成电路中,D?T1
BJT基本电流源 特殊状态
思路,
7
VCC=0
IC=0
VBB
IC ?0
VBB
T
BJT电流源接法与放大电路接法比较
R
I C2
R c
+ V CC
R e2 R
e1
T 2
I C1
T 1
8
4,镜像电流源
6.1 集成电路运算放大器中的电流源
思路,比例系数＝ 1
R
I C2
R L
+ V CC
R e2 R
e1
T 2
I C1
T 1
I O
I 1
R
I C2
R L
+ V CC
T 2
I C1
T 1
I REF
e1
CC
e2
e1
e2
e1
1C2 RR
V
R
R
R
RII
????
比例电流源
去掉 2个电阻，减少占用硅片面积
2IB 求 IC2 =?
对管 T1与 T2特性相同 （温度补偿）
假设 T1处于放大区 （问题？）
12VV ?? ＝；BE1BE2 = ?
C1C2B1B2 == IIII ；?
?
C1
R E FBR E FC1
I2II2II ????
R E F
R E F
C1C2 21= I
III ?
?
?
?
对 T1的 C点列 KCL方程,
R
V
R
VV CCBE1CC ???镜像
ce2o rR ?
9
6.1 集成电路运算放大器中的电流源
R
I C2
R L
+ V CC
T 2
I C1
T 1
I REF
4,镜像电流源
R
VIIII CC
R E F
R E F
C1C2 21= ????
?
思路：提高精度
问题 1 问题 2
VCE1 = VBE1 ? 0.6V ? VCE2
但仍造成, IC2 ? IC1 虽有,VBE2 = VBE1 ； ?2 = ? 1
修正如下,考虑基区宽度调制效应（ 75页）
）电压，典型值为（ 100V
=
A
C
A
ce
E a r l yV
I
Vr
)(1e CESC
BE
A
V
v
V
vIi T ??
1, 2 9
100
0, 6
1
100
30
1
1
1
C E 1
C E 2
C1
C2 ?
?
?
?
?
?
?
A
A
V
V
V
V
I
I
10
带缓冲级的镜像电流源
6.1 集成电路运算放大器中的电流源
R
I C2
R L
+ V CC
T 2
I C1
T 1
I REF
4,镜像电流源
R
VIIII CC
R E F
R E F
C1C2 21= ????
?
R
I C2
R L
+ V CC
T 2
I C1
T 1
I REF
T 3 I B3
2 I B1
R e3
问题 2
思路：提高精度
若 ? 较小，则分流造成
的误差不能忽略！
解决方法,增加 1个缓冲级 T3
即共集放大器，减小分流。
为了避免 T3的电流过小而使 ? 3下降，
常常加入电阻 Re3,使 IE3增大。
?
B1
R E FB3R E FC1
I2IIII ????
同样对 T1的 C点列 KCL方程,
R E F
R E F
C1C2 21= I
III
2
?
?
?
?
R
V
R
V2VI CCBE1CC
R E F ?
??
ce2o rR ?
11
5,微电流源
6.1 集成电路运算放大器中的电流源
R
I C2
R L
+ V CC
T 2
I C1
T 1
I REF
R
VIIII CC
R E F
R E F
C1C2 21= ????
?
R
I C2
R L
+ V CC
T 2
I C1
T 1
I REF
R e2
思路：产生 ?A级电流
例如, VCC = 10V,IC2 = 1?A，
则 R=10M?。 需 占用硅片面积大
e2
BE2BE1
R
VV ??
E2C2 II ?
)1 0 k1 0 m V(
e2
BE
?
??
R
V
解决方法：。。。
TV
v
II BEeSE ?
S
E
BE ln I
IVv
T?
E2
E1
e2e2
BE2BE1E2C2 ln
I
I
R
V
R
VVII T????
( 1 ) ln
C2
R E F
e2
C2 I
I
R
VI T?? ( 2 ) CC
R E F R
VI ?
例：已知 VCC=15V,IR =1mA,
IC2 =20?A,VBE1=0.7V,则由 (2)得
R=15k?； 由 (1)得 Re2 =5k?。
计算方法,
12
6,多路电流源
6.1 集成电路运算放大器中的电流源
e1
e
R E FC1 R
RII ?
带缓冲级的 比例电流源
e2
e
R E FC2 R
RII ?
e3
e
R E FC3 R
RII ?
13
小结 —— 电流源结构的变化
R b1
I C
R c
+ V CC
R e
R b 2
V B
I E
I 1
R
I C2
R L
+ V CC
R e2 R e1
T 2
I C1
T 1
I O
I 1
R
I C2
R L
+ V CC
T 2
I C1
T 1
I REF
R
I C2
R L
+ V CC
T 2
I C1
T 1
I REF
T 3 I B3
2 I B1
R e3
R
I C2
R L
+ V CC
T 2
I C1
T 1
I REF
R e2
14
7,电流源用作有源负载
6.1 集成电路运算放大器中的电流源
(1) 用于提供静态电流并能 稳定静态工作点, 这对直接耦
合放大器是十分重要的。
(2) 用作 有源负载,可获得增益高的特性。
be
Lcc e 1
i
o
V
)////(=
r
RRr
V
VA ???
?
??
共射电路的电压增益为,
电流源的作用,
例,
共射放大
电流源作有源负载后
be
Lce2ce1
i
o
V
)////(=
r
Rrr
V
VA ???
?
??
比用电阻 Rc作负载时提高了
15
R
1
1k
?
R
6
1
k
?
T
3
R
8
3
k
+V
C
C
V
o
3
k
C
1
1
k
?
C
3
1
k
?
T
2
T
1
R
3
2
0
k
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R
L
3
k
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R
7
3
k
R
4
3
k
?
V
i
3
k
C
2
1
k
43 ?
3k
?
R
2
3
k
?
3k ?
R
5
3
k
1, 8 k
?
3k
8, 2 k
?
3k
?
1k ?
3k
1k ?
3k
?
10k
?
3k
? 3, 3 k
?
3k
?
1, 5 k
?
3k
3, 3 k
?
3k
?
( + 1 2 V
)
3k ?
放大电路如图所示。各三极管都有 ? = 49,VBE=0.7V。 例,
(1) 试简要说明各三极管的作用；
(2) 计算电路的电压放大倍数（电容的容抗可忽略不计）。
多级放大电路
+
–
Vo RL
Io R s I i
+
–
V s
+
–
V i
–
V i1
+
–
V o1
+
放大电路
–
V i2
+
–
V o2
+
放大电路
–
V i3
+
–
V o3
+
放大电路
R o1
–
+
R i1 A
V O 1 V i1
–
V i2
+
R o2
–
V o2
+
–
+
R i2 A
V O 2 V i2
R o3
–
+
R i3 A
V O 3 V i3
输入级 —Ri? 中间放大级 —AV ? 输出级 —Ro ?
共集、共射 共射、共基 共集
第 4章
场效应管
第 6.2节
差分放大电路
2个信号
相减
第 5章
功率放大电路
直接耦合
零漂
Ri? RL特别小
第 6.1节
电流源
第 6章
集成 运算放大器
性能
改善 第 7章
反馈 技术、方法
第 8,9,10章
运算放大器 应用
各种功能电路
2
6.1 集成电路运算放大器中的电流源
6.2 差分式放大电路
6.3 集成电路运算放大器
6.4 集成电路运算放大器的主要参数
*6.5 专用型集成电路运算放大器
*6.6 放大电路中的噪声与干扰
3
6.1 集成电路运算放大器中的
电流源
? 镜像电流源
? 多路电流源
? 电流源用作有源负载
? 微电流源
? 概述
? BJT基本电流源
? 比例电流源
学习要求
会计算电流源的输出
电流（求 Q）
能辨认电路（电流源
结构的变化规律）
4
1,概述
6.1 集成电路运算放大器中的电流源
Q I CQ
I BQ
R c
V CC
V CC
v CE
i C
V CEQ
? v CE
? i C
直流电阻小
交流电阻大
C
CE
CE = I
VR
C
CE
ce = i
vr
?
?
恒流源, Rs = ?,iO = Is, 与 RL无关
三极管工作在放大区，其输出特性
具有恒流特性。
易受温度影响 特点,
分析任务
确定电流源的输出电流,
并提高计算精度
提高输出电阻 Ro
5
2,BJT基本电流源
6.1 集成电路运算放大器中的电流源
+
–
v i
i B
i 1
R b1
b
c
i C
R c
V CC
+
–
v o
R L
i E R
e
R b 2
C b 1
+
C b2
+
e
i 2
——分压式射极偏置电路
R b1
I C
R c
+ V CC
R e
R b 2
V B
I E
在满足条件 I1 >>IB ； VB >>VBE 时
电流源内阻 Rs = R’o（输出电阻）
CC
b2b1
b2B V
RR
RV ?
??
e
BEBEC
R
VVII ???
e
CC
b2b1
b2
e
B
R
V
RR
R
R
V ?
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R b 1
r be
I b
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+
–
V o
? I b
R b2
R b
R e
I o
R’o
)(
ebbe
e
ce
'
o RRr
R1rR
??
??? ?
RL
与 Rc无关，且能稳定 Q（温度影响）
式 3.5.6（ 106页）
6
3,比例电流源 6.1 集成电路运算放大器中的电流源
R b1
I C
R c
+ V CC
R e
R b 2
V B
I E
I 1
R b1
I C
R L
+ V CC
R e R
b 2
D
T
I 1
I O
R
I C2
R L
+ V CC
R e2 R
e1
T 2
I C1
T 1
I O
I 1
e
B
e
BEBC
R
V
R
VVI ???
提高计算精度
满足条件,I1 >>IB
VB >>VBE
? 增加 1个二极管 D
并使 D与 T（ Je） 具有相同
的温度特性（补偿）
即, VD = VBE
所以，在 Je回路有,
VD +I1 Rb2 = VBE +IC Re
e
b2
1C R
RII ? 比例电流源
b2b1
CC
b2b1
BECC
1 RR
V
RR
VVI
???
?＝而：
集成电路中,D?T1
BJT基本电流源 特殊状态
思路,
7
VCC=0
IC=0
VBB
IC ?0
VBB
T
BJT电流源接法与放大电路接法比较
R
I C2
R c
+ V CC
R e2 R
e1
T 2
I C1
T 1
8
4,镜像电流源
6.1 集成电路运算放大器中的电流源
思路,比例系数＝ 1
R
I C2
R L
+ V CC
R e2 R
e1
T 2
I C1
T 1
I O
I 1
R
I C2
R L
+ V CC
T 2
I C1
T 1
I REF
e1
CC
e2
e1
e2
e1
1C2 RR
V
R
R
R
RII
????
比例电流源
去掉 2个电阻，减少占用硅片面积
2IB 求 IC2 =?
对管 T1与 T2特性相同 （温度补偿）
假设 T1处于放大区 （问题？）
12VV ?? ＝；BE1BE2 = ?
C1C2B1B2 == IIII ；?
?
C1
R E FBR E FC1
I2II2II ????
R E F
R E F
C1C2 21= I
III ?
?
?
?
对 T1的 C点列 KCL方程,
R
V
R
VV CCBE1CC ???镜像
ce2o rR ?
9
6.1 集成电路运算放大器中的电流源
R
I C2
R L
+ V CC
T 2
I C1
T 1
I REF
4,镜像电流源
R
VIIII CC
R E F
R E F
C1C2 21= ????
?
思路：提高精度
问题 1 问题 2
VCE1 = VBE1 ? 0.6V ? VCE2
但仍造成, IC2 ? IC1 虽有,VBE2 = VBE1 ； ?2 = ? 1
修正如下,考虑基区宽度调制效应（ 75页）
）电压，典型值为（ 100V
=
A
C
A
ce
E a r l yV
I
Vr
)(1e CESC
BE
A
V
v
V
vIi T ??
1, 2 9
100
0, 6
1
100
30
1
1
1
C E 1
C E 2
C1
C2 ?
?
?
?
?
?
?
A
A
V
V
V
V
I
I
10
带缓冲级的镜像电流源
6.1 集成电路运算放大器中的电流源
R
I C2
R L
+ V CC
T 2
I C1
T 1
I REF
4,镜像电流源
R
VIIII CC
R E F
R E F
C1C2 21= ????
?
R
I C2
R L
+ V CC
T 2
I C1
T 1
I REF
T 3 I B3
2 I B1
R e3
问题 2
思路：提高精度
若 ? 较小，则分流造成
的误差不能忽略！
解决方法,增加 1个缓冲级 T3
即共集放大器，减小分流。
为了避免 T3的电流过小而使 ? 3下降，
常常加入电阻 Re3,使 IE3增大。
?
B1
R E FB3R E FC1
I2IIII ????
同样对 T1的 C点列 KCL方程,
R E F
R E F
C1C2 21= I
III
2
?
?
?
?
R
V
R
V2VI CCBE1CC
R E F ?
??
ce2o rR ?
11
5,微电流源
6.1 集成电路运算放大器中的电流源
R
I C2
R L
+ V CC
T 2
I C1
T 1
I REF
R
VIIII CC
R E F
R E F
C1C2 21= ????
?
R
I C2
R L
+ V CC
T 2
I C1
T 1
I REF
R e2
思路：产生 ?A级电流
例如, VCC = 10V,IC2 = 1?A，
则 R=10M?。 需 占用硅片面积大
e2
BE2BE1
R
VV ??
E2C2 II ?
)1 0 k1 0 m V(
e2
BE
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??
R
V
解决方法：。。。
TV
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S
E
BE ln I
IVv
T?
E2
E1
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BE2BE1E2C2 ln
I
I
R
V
R
VVII T????
( 1 ) ln
C2
R E F
e2
C2 I
I
R
VI T?? ( 2 ) CC
R E F R
VI ?
例：已知 VCC=15V,IR =1mA,
IC2 =20?A,VBE1=0.7V,则由 (2)得
R=15k?； 由 (1)得 Re2 =5k?。
计算方法,
12
6,多路电流源
6.1 集成电路运算放大器中的电流源
e1
e
R E FC1 R
RII ?
带缓冲级的 比例电流源
e2
e
R E FC2 R
RII ?
e3
e
R E FC3 R
RII ?
13
小结 —— 电流源结构的变化
R b1
I C
R c
+ V CC
R e
R b 2
V B
I E
I 1
R
I C2
R L
+ V CC
R e2 R e1
T 2
I C1
T 1
I O
I 1
R
I C2
R L
+ V CC
T 2
I C1
T 1
I REF
R
I C2
R L
+ V CC
T 2
I C1
T 1
I REF
T 3 I B3
2 I B1
R e3
R
I C2
R L
+ V CC
T 2
I C1
T 1
I REF
R e2
14
7,电流源用作有源负载
6.1 集成电路运算放大器中的电流源
(1) 用于提供静态电流并能 稳定静态工作点, 这对直接耦
合放大器是十分重要的。
(2) 用作 有源负载,可获得增益高的特性。
be
Lcc e 1
i
o
V
)////(=
r
RRr
V
VA ???
?
??
共射电路的电压增益为,
电流源的作用,
例,
共射放大
电流源作有源负载后
be
Lce2ce1
i
o
V
)////(=
r
Rrr
V
VA ???
?
??
比用电阻 Rc作负载时提高了
15
R
1
1k
?
R
6
1
k
?
T
3
R
8
3
k
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C
C
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2
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1
R
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2
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7
3
k
R
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k
C
2
1
k
43 ?
3k
?
R
2
3
k
?
3k ?
R
5
3
k
1, 8 k
?
3k
8, 2 k
?
3k
?
1k ?
3k
1k ?
3k
?
10k
?
3k
? 3, 3 k
?
3k
?
1, 5 k
?
3k
3, 3 k
?
3k
?
( + 1 2 V
)
3k ?
放大电路如图所示。各三极管都有 ? = 49,VBE=0.7V。 例,
(1) 试简要说明各三极管的作用；
(2) 计算电路的电压放大倍数（电容的容抗可忽略不计）。
