偏置電路的作用是向各放大級(jí)提供合適的偏置電流,確定各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)。各個(gè)放大級(jí)對(duì)偏置電流的要求各不相同。對(duì)于輸入級(jí),通常要求提供一個(gè)比較?。ㄒ话銥槲布?jí))的偏置電流,而且應(yīng)該非常穩(wěn)定,以便提高集成運(yùn)放的輸入電阻,降低輸入偏置電流、輸入失調(diào)電流及其溫漂等等。
在集成運(yùn)放中,常用的偏置電路有以下幾種:
鏡像電流源也稱為電流鏡(current mirror),在集成運(yùn)放中應(yīng)用十分廣泛,它的電路如下圖所示。
電源vcc通過(guò)電阻r和vt1,產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)電流iref,由圖可得
然后在vt2的集電極得到相應(yīng)的ic2,作為提供給某個(gè)放大級(jí)的偏置電流。由于ube1=ube2,而vt1和vt2是做在同一硅片上兩個(gè)相鄰的三極管,它們的工藝、結(jié)構(gòu)和參數(shù)都比較一致,因此可以認(rèn)為
(2)
由于輸出恒流ic2和基準(zhǔn)電流iref相等,它們之間如同是鏡像的關(guān)系,所以這種恒流源電路稱為鏡像電流源。
鏡像電流源的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,而且具有一定的溫度補(bǔ)償作用。
二、比例電流源
在鏡像電流源的基礎(chǔ)上,在vt1、vt2的發(fā)射極分別入兩個(gè)電阻r1和r2,即可組成比例電流源,如下圖所示。
由于vt1、vt2是做在同一硅片上的兩個(gè)相鄰的三極管,因此可以認(rèn)為ube1≈ie2r2,則
ie1r1≈ie2r2
如果兩管的基極電流可以忽略,由上式可得
(3)
可見(jiàn)兩個(gè)三極管的集電極電流之比近似與發(fā)射極電阻的阻值成反比,故稱為比例電流源。
以上兩種電流源的共同缺點(diǎn)是,當(dāng)直流電源vcc變化時(shí),輸出電流ic2幾乎按同樣的規(guī)律活動(dòng),因此不適用于直流電源在大范圍內(nèi)變化的集成運(yùn)放。此外,若輸入級(jí)要求微安級(jí)的偏置電流,則所有電阻將達(dá)兆歐級(jí),在集成電路中無(wú)法實(shí)現(xiàn)。