跨导型放大器 原理·电路·应用PDF电子书下载

1.1 四种基本类型放大器性能与模型 1

第一章 跨导型放大器的基本概念 1

1.1.1 电压型放大器 2

1.1.2　跨导型放大器 3

1.1.3　电流型放大器 4

1.1.4　跨阻型放大器 5

1.1.5　四种类型放大器的区别和联系 6

1.2　电压型和跨导型集成运算放大器比较 8

1.2.1　双极型晶体管等效电路 9

1.2.2　有源负载电压放大级 10

1.2.3　简化结构电压型集成运算放大器 11

1.2.4　简化结构跨导型集成运算放大器 14

1.2.5　两种集成运算放大器性能比较 15

参考文献 17

2.1 结构框图和基本单元电路 19

2.1.1 结构框图 19

第二章 双极型跨导运算放大器电路 19

2.1.2　射极耦合差动式跨导放大级 20

2.1.3　电流镜电路 23

2.1.4　差动式电流传输电路 25

2.2 CA3060跨导运算放大器 27

2.2.1　主要特点 27

2.2.2　电路分析 27

2.3.1　主要特点 29

2.3 CA3080跨导运算放大器 29

2.3.2　电路分析 30

2.4 LM13600跨导运算放大器 31

2.4.1　主要特点 31

2.4.2　电路分析 31

2.5 双极型跨导运算放大器的参数 35

参考文献 38

第三章 MOS型跨导运算放大器研究 39

3.1 概述 39

3.2.1　结构框图 40

3.2　结构框图和基本单元电路 40

3.2.2　MOS晶体管的基本电特性 42

3.2.3　基本源耦差分对 46

3.2.4　MOS电流镜 48

3.3 基本型CMOS跨导运算放大器 52

3.3.1　电路结构 52

3.3.2　直流传输特性 53

3.3.3　共模输入电压允许范围 55

3.4　尾电流提升CMOS跨导运算放大器 56

3.4.1　尾电流提升原理 56

3.4.2　电路结构 58

3.4.3　主要性能 59

3.5　具有源极反馈电阻的CMOS跨导运算放大器 61

3.5.1　源极反馈电阻 61

3.5.2　电路结构 62

3.5.3　主要性能 63

3.6.1　辅助源耦对负反馈原理 65

3.6　带辅助源耦对的CMOS跨导放大器 65

3.6.2　带辅助源耦对的跨导放大器 67

3.6.3　主要性能 70

3.7 辅助电压源交叉耦合CMOS跨导放大器 70

3.7.1　交叉耦合原理 70

3.7.2　交叉耦合差动式跨导放大器 71

3.7.3　主要性能 74

3.8 非对称源耦输入级CMOS跨导运算放大器 74

3.8.1　非对称源耦对 74

3.8.2　非对称源耦对跨导放大级 77

3.8.3　具有非对称差动输入级的跨导运算放大器 80

3.9　带补偿电流源的CMOS跨导运算放大器 83

3.9.1　补偿电流源作用原理 83

3.9.2　带补偿电流源的差动跨导放大级 84

3.9.3　输入级带补偿电流源的跨导运算放大器 85

3.10　CMOS对管交叉耦合跨导运算放大器 87

3.10.1　CMOS对管交叉耦合原理 87

3.10.2　CMOS对管交叉耦合跨导放大级 90

3.10.3　CMOS对管交叉耦合跨导运算放大器 92

3.11　基于四管跨导元件的跨导运算放大器 94

3.11.1　四管跨导元件 94

3.11.2　基于四管跨导元件的跨导运放电路 96

3.12　多输入端CMOS跨导运算放大器 97

3.12.1　特性与模型 97

3.11.3　主要性能 97

3.12.2　一种多输入端CMOS跨导运算放大器电路 99

3.12.3　主要性能 101

参考文献 102

第四章　跨导运算放大器的模型 104

4.1　概述 104

4.2　OTA的电路符号和简单模型 106

4.2.1　OTA的符号 106

4.2.2　小信号理想模型 107

4.2.3　简单非理想模型 108

4.2.4　偏置电路模型 109

4.3　OTA基本非线性宏模型 110

4.3.1　宏模型电路结构 110

4.3.2 宏模型电路描述 111

4.3.3　宏模型参数确定方法 113

4.4　OTA改进非线性宏模型 116

4.4.1　电路描述与参数选取 116

4.4.2　饱和特性的模拟方法 118

参考文献 120

第五章 跨导运算放大器应用原理 121

5.1 概述 121

5.2　压控电压放大器 122

5.2.1　基本反相及同相放大器 122

5.2.3　带输出缓冲级的电压放大器 127

5.2.4　带扩大输入范围及调零措施的电压放大器 128

5.2.2　全OTA电压放大器 128

5.2.5　负反馈电压放大器 129

5.2.6　常规电压型运算放大器 131

5.3　压控模拟电阻 132

5.3.1　接地模拟电阻 132

5.3.2　扩大电压范围的接地模拟电阻 135

5.3.3　浮地模拟电阻 136

5.3.4　扩大电压范围的浮地模拟电阻 137

5.4　压控回转器 139

5.4.1　接地回转器 140

5.4.2　浮地回转器 141

5.5　压控模拟电感 142

5.5.1　接地模拟电感 142

5.5.2　扩大电压范围的接地模拟电感 144

5.5.3　浮地模拟电感 145

5.5.4　一种新颖的浮地模拟电感 146

5.6　压控频变负电阻 148

5.6.1　接地频变负电阻 148

5.6.2　浮地频变负电阻 149

5.7　压控电容乘法器 150

5.7.1　接地电容乘法器 151

5.7.2　浮地电容乘法器 153

5.8　加法器和积分器 154

5.8.1　加法器 154

5.8.2　积分器 156

5.8.3　带输入衰减器和输出缓冲级的积分器 157

5.8.4　积分-加法器 158

5.9　模拟乘法器 159

5.9.1　基本模拟乘法器 159

5.9.2　改进的模拟乘法器 161

5.10　幅度调制器 163

5.11 一阶有源滤波器 164

5.11.1 一阶低通滤波器 165

5.11.2　一阶高通滤波器 169

5.11.3　一阶低通-高通滤波器 170

5.11.4　一阶斜坡均衡器 172

5.11.5　一阶相位均衡器 176

5.12 二阶有源滤波器 180

5.12.1　双二阶函数 180

5.12.2 单OTA双二阶滤波器 181

5.12.3　双OTA双二阶滤波器 183

5.12.4 三OTA双二阶滤波器 184

5.12.5　五OTA通用双二阶滤波器 187

5.12.6　多OTA通用双二阶滤波器 189

5.13　压控正弦波振荡器 191

5.13.1 OTA理想正交振荡器 191

5.13.2　双OTA正交振荡器 193

5.13.3　三OTA正交振荡器 194

5.13.4　基于带通滤波器的正弦波振荡器 196

5.14　非线性函数发生器 198

5.14.1　乘法器与除法器 198

5.14.2　平方器和指数器 201

5.14.3　开平方器 202

5.14.4　分数指数器 203

5.14.5　分段线性函数发生器 204

5.15　人工神经网络 207

5.15.1　人工神经网络硬件实现方法 207

5.15.2　神经元的模型 208

5.15.3　具有N个突触和一个集总细胞体的神经元电路 209

5.15.4　具有N个突触和N个分布细胞体的的神经元电路 210

5.15.5　OTA突触及非线性负载电路 212

5.16　各种应用中的OTA跨导压控电路 215

5.16.1　单OTA跨导压控电路 215

5.16.2　多OTA同步跨导压控电路 217

参考文献 219

6.1 概述 222

6.1.1　几种可全集成滤波器比较 222

第六章　OTA-C连续时间模拟滤波器设计方法 222

6.1.2　关于二阶OTA-C滤波器常见设计方法 224

6.1.3　关于高阶OTA-C滤波器直接实现法 225

6.2.1　基本设计步骤 226

6.2.2　由单运放有源RC电路生成OTA-C滤波器 226

6.2 由有源RC网络生成OTA-C滤波器 228

6.2.3　由双运放有源RC电路生成OTA-C滤波器 228

6.2.4　由三运放有源RC电路生成OTA-C滤波器 230

6.3　信号流图法设计双二阶OTA-C滤波器 233

6.3.1　基本设计步骤 233

6.3.2　基本电路模块及其信号流图 235

6.3.3　二阶低通函数的四种信号流图及电路模拟 235

6.3.4　双二阶函数的信号流图及电路模拟 239

6.4　方块图法设计双二阶OTA-C滤波器 243

6.4.1　基本设计步骤 244

6.4.2　基本电路模块及其方块图 244

6.4.3　特征方程式的方块图和电路模拟 247

6.4.4　含传输零点的方块图和电路模拟 250

6.5.1　基本设计步骤 257

6.5.2　基本模块 257

6.5　基于参数可控要求的双二阶滤波器模块设计法 257

6.5.3　双二阶传输函数的基本模块表示法 259

6.5.4　根据参数可控要求选取模块系数 260

6.6　多环反馈法设计高阶OTA-C滤波器 265

6.6.1　任意n阶传输函数的信号流图和方块图 266

6.6.2　通用n阶OTA-C滤波器电路 269

6.7.1　基本设计步骤 271

6.7.2　按原型LC梯形电路作状态变量框图 271

6.7　模拟无源LC梯形电路法设计高阶OTA-C滤波器 271

6.7.3　模拟LC梯形电路的OTA-C电路参考文献 275

7.1　3080型号OTA应用电路 277

7.1.1　双通道线性多路传输器 277

第七章　跨导运算放大器应用电路实例 277

7.1.2　采样-保持电路 280

7.1.3　调幅电路 281

7.1.4　四象限模拟乘法器 284

7.1.5　双通道数据选择／译码器 285

7.1.6　高增益电压放大器及高精度电压跟随器 287

7.1.7　脉冲产生与整形电路 289

7.2　13600型号OTA应用电路 291

7.2.1　压控电压放大器 291

7.2.2　自动增益控制放大器 292

7.2.3　立体声音量控制电路 293

7.2.4　调幅电路 294

7.25　压控电阻器 294

7.2.6　一阶压控滤波器 296

7.2.7　二阶压控滤波器 296

7.2.8　正弦波压控振荡器 299

7.2.9　脉冲波压控振荡器 299

7.2.10　施密特触发器 301

7.2.11　采样-保持电路 302

7.2.12　峰值检测和保持电路 302

7.2.13　斜坡和保持电路 303

7.2.14　电压基准电路 304

7.2.15　对数放大器 305

7.2.16　对数电流源 306

7.2.17　零稳态功耗定时器 307

7.2.18　脉宽调制器 308

7.2.19　多路选择器 309

参考文献 310

3.9.4　主要性能 8545