集成电路设计：有源器件的应用与优势

"尽量用有源器件代替无源器件。-模拟电子技术_差动放大电路" 在模拟电子技术中，特别是在设计差动放大电路时，有源器件的使用是提高电路性能的关键策略之一。标题提到的“尽量用有源器件代替无源器件”这一原则，源于集成电路（IC）的设计理念。集成工艺的进步使得有源器件如BJT（双极型晶体管）和FET（场效应晶体管）能够作为恒流源替代传统的无源电阻，这样的电路被称为有源负载。有源负载的优势在于它们可以提供更稳定的电流，并且对温度变化不敏感，从而提高电路的稳定性。 描述中提到了几点关于集成电路的特点和设计考虑： 1. 有源负载：电阻由BJT或FET组成的恒流源替代，能提供恒定的电流，不受电源电压波动影响，提高了电路的线性度和稳定性。 2. 直接耦合：由于集成工艺限制，大型电容和电感难以制作，因此常采用直接耦合方式，避免了传统耦合方式中电容带来的低频截止问题。 3. 对称性：集成电路中的元件一致性好，温度均一性高，易于制造出参数相同的器件，这对于实现温漂低的差动放大电路尤其有利。 4. 复合结构电路：采用如共射-共基、共集-共基等组合，可以优化电路性能，同时降低制造难度。 在集成运算放大器部分，它是一种高增益、高品质、直接耦合的多级放大器，由输入级、中间放大级、输出级和偏置系统组成。电流源电路是集成运放中的重要组成部分，如镜像电流源，通过精确复制电流，确保电流的稳定输出，这对维持电路的线性工作状态至关重要。 在第4.3节电流源电路中，详细介绍了镜像电流源的工作原理，它利用BJT的特性来保持两个电流源的电流相等，即使在温度变化或元件参数轻微差异的情况下也能保持良好的电流复制特性。这种电流源在差动放大电路中作为负载使用，可以改善电路的共模抑制比和温度稳定性。 总结来说，有源器件的使用是现代模拟电子技术中的一个重要趋势，尤其是在集成电路设计中，它可以提升电路性能，减少温度漂移，增强稳定性。同时，电流源电路作为核心组成部分，对于保证电路的精确性和稳定性起着至关重要的作用。