單片CMOS運放偏置及輸入級與輸出級設計電路圖

上面介紹的大都是應用于LSI MOS模擬集成電路中的CMOS運放。圖3.4-10是單片CMOS運放ICL7613的電路圖。CMOS運放電路圖。它的功耗電流可在外部進行調節，最小的功耗電流是10微安，最低能使用的電源電壓是±0.5伏，因此它是一種微功耗運放。

ICL7613電路由三部分組成，即輸入級，輸出級和偏置電路。

1、CMOS輸入級

電路的輸入級是n溝MOS管M1、M2組成的差分放大級，P溝MOS管M3、M4是它的有源負載，同時實現雙端-單端的轉換功能。M3、M4的源極接有電阻，以提高M3、M4的等效輸出電阻，并可實現失調調零。

2、CMOS偏置電路

該運放的偏置電路由p溝MOS管。以及n溝MOS管組成。M6源極連接大電阻，故它的電流將比M7管小得多。M6的電流用來偏置輸入級電路，而M7的電流用來偏置輸出級電路，整個電路偏置電流的70%是供給輸出級的，所以，M7的電流比M6的電流大。CMOS運放電路圖。的電流由的電流源電路提供給輸入級，而M7的電流由M13偏置給M10，M10及M12并且起著分流作用，以達到偏置電流調節的目的。當偏置電流IQ調節端接向正電源時，截止，M6的電流很小。與此同時，M11電流較大，即M10、M12的電流較大，從而使M9、M10的電流減小，這使輸入、輸出級的電流均減小。在該電路設計時，使此時的總電流為10微安左右。當偏置電流IQ調節端接向負電流時，M9電流較大，而M11截止。M10、M12不起分流作用，因此，輸入、輸出級電流均增大，電路的正電流約1毫安。當偏置電流IQ調節端接地時，電流介于上述兩種情況之間，此時電路的總電流為100微安左右。

3、CMOS輸出級

輸出級電路由M14~M20組成。M19、M20構成共源輸出級，它的驅動電路形式在這里作一簡要的介紹。電路中M10，的電流由M7，M13米偏置。當M14的柵極電壓升高時，其電流下降，故M16提供給M15的電流增加。由于M15、M17組成電流源，因而，M17電流就隨之增加。通過M18、M20的電流源作用，使M20的電流增加。與此同時，由于M10與M14柵極連接于同一點，因而，M19的電流也下降。此時電路輸出電壓向負向變化，它的負載電流將主要由M20提供。CMOS運放電路圖。反之，當M14柵極電壓降低時，的柵極電壓也隨之降低，輸出電壓就向正向變化。這時M14的電流增加，M15電流減小，最終使M20的電流減小。因此，此陸的負載電流將由M10提供。顯然，該輸出級同時也是電壓增益級。輸出級中的電容C是須率補償電容。D1、D2是輸出電路的保護管。

當電路外接負載電阻變小時，運放的正向電壓擺幅將由正電源電壓限制，而負向電壓擺幅將受偏置電流限制。因為電路的負向負載電流由M2。提供，它不可能超過電路的總電流。所以，當負載電阻變小時，其負向輸出擺幅受到偏置電流的限制。

當該運放的偏置電流發生變化時，電路參數將有相應變化。偏置電流小的時候，輸入的噪聲電壓降低，增益略有提高（其原因在前一章已講過），此時，電路的轉換速率將變小。當偏置電流增加到l毫安時，該電路的轉換速率相應增加。

此外，該電路的輸入端接有保護電路，圖3.4-10中的電阻以及二極管即為此目的而設置的。CMOS運放電路圖。當輸入感應信號大于正、負電源電壓時，二極管就導通。由于它的鉗位作用，輸入電壓就被限制在正、負電源電壓范圍內。電阻為二極管的很流電阻。

ICL7613的主要參數見表3.4-11。

聯系方式：鄒先生

聯系電話：0755-83888366-8022

手機：18123972950

QQ：2880195519

聯系地址：深圳市福田區車公廟天安數碼城天吉大廈CD座5C1

請搜微信公眾號:“KIA半導體”或掃一掃下圖“關注”官方微信公眾號

請“關注”官方微信公眾號:提供  MOS管  技術幫助