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[讨论] 电压比较器工作原理分析和疑问

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一粒金砂(中级)

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发表于 2016-12-1 15:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
如附件所示的电路,分析如下,哪里不对请大家多多指正,谢谢!
1)Q1和Q4是前置放大电路,当正负输入电压较小时(不足以导通二极管),其放大后的发射极电流驱动Q2和Q3工作;
2)当正负输入电压较大时(大于0.7V),通过二极管加到Q2和Q3的基极进行放大;
3)与Q2和Q3发射结并联的二极管起到偏置的作用是其处在微导通状态;
4)IN+大于IN-时,Q3的集电极电流大于Q2集电极电流使Q7导通/Q8不导通,OUT输出高阻态;
5)IN+小于IN-时,Q2的集电极电流大于Q3集电极电流使Q6导通/Q7不导通、Q8在100uA恒流源驱动下导通,OUT输出低电平;
疑问一:Q5和Q6组成的是电流镜电路,他们的集电极电流应该相差不大啊!(因为Q2和Q3导通情况不一致,EC间等效电阻相差很大的缘故么?)
疑问二:Q5的集电极和基极工作在临界饱和状态,放大倍数应该很大,Q5在这里有什么作用呢?

此帖出自模拟电子论坛
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发表于 2016-12-1 15:50 | 显示全部楼层
疑问二不知道从何而来,疑问一中你自己已经说了“Q5和Q6组成的是电流镜电路”,那怎么还问“Q5在这里有什么作用呢?”

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是我没表达清楚; 分析中没发现Q5起到什么作用; 说是Q5和Q6组成电流镜,但实际中他们集电极电流相差很大啊!  详情 回复 发表于 2016-12-1 15:56


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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2016-12-1 15:56 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2016-12-1 15:50
疑问二不知道从何而来,疑问一中你自己已经说了“Q5和Q6组成的是电流镜电路”,那怎么还问“Q5在这里有什么 ...

是我没表达清楚;
分析中没发现Q5起到什么作用;
说是Q5和Q6组成电流镜,但实际中他们集电极电流相差很大啊!

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“说是Q5和Q6组成电流镜,但实际中他们集电极电流相差很大啊!” 静态(输出端不是高电平也不是低电平,即整个放大器处于线性状态)时,Q5Q5集电极电流近似相等。  详情 回复 发表于 2016-12-1 16:54


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发表于 2016-12-1 16:54 | 显示全部楼层
Gjinbiao 发表于 2016-12-1 15:56
是我没表达清楚;
分析中没发现Q5起到什么作用;
说是Q5和Q6组成电流镜,但实际中他们集电极电流相差很 ...

“说是Q5和Q6组成电流镜,但实际中他们集电极电流相差很大啊!”
静态(输出端不是高电平也不是低电平,即整个放大器处于线性状态)时,Q5Q5集电极电流近似相等。


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五彩晶圆(中级)

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发表于 2016-12-1 19:28 | 显示全部楼层
本帖最后由 gmchen 于 2016-12-1 19:33 编辑

没错啊,Q5与Q6的集电极电流是相差不大啊,楼主凭什么认为它们的电流相差很大呢?
楼主搞错了一点:Q5的集电极电流一定等于Q2的,但是Q6的可以不等于Q3——还有Q7呢!!!再有一点最重要的——Q5与Q6的集电极电流相差不大的前提在它们都处于放大状态下,但是楼主讨论的是比较器,在比较器内部晶体管大部分时间都工作在开关状态下——在开关状态下晶体管不是饱和就是截止,那时电流镜两侧的电流是可以不一样的!!!


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了解,就是在电平反转的时候的,他们肯定相差很大的的; 要么Q5电流大驱动Q6导通输出低电平,要么Q6电流大驱动Q7导通输出高阻态;  详情 回复 发表于 2016-12-2 10:42

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五彩晶圆(中级)

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发表于 2016-12-1 19:37 | 显示全部楼层
再回来回答楼主开始时的问题:Q5的作用。
前一个回答已经说了,Q5与Q6在放大状态下电流是一样的,比较器在两个输出状态转换过程中,一定是经过一个线性放大的过渡状态的,在那个状态下,Q5就起作用了——它可以加速转换过程。

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Q5的集电极和基极短接了,Q5应该始终工作在临界饱和状态吧,还经过线性放大过度么?  详情 回复 发表于 2016-12-2 10:59


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一粒金砂(中级)

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发表于 2016-12-2 09:24 | 显示全部楼层
好猛的电路。。。。上面的恒流你打算怎么解决?

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比较放大器芯片内部的电路图; 估计会用三极管做恒流源吧  详情 回复 发表于 2016-12-2 10:20
呆小帅


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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2016-12-2 10:20 | 显示全部楼层
零℃冰淇淋 发表于 2016-12-2 09:24
好猛的电路。。。。上面的恒流你打算怎么解决?

比较放大器芯片内部的电路图;
估计会用三极管做恒流源吧


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 楼主| 发表于 2016-12-2 10:42 | 显示全部楼层
gmchen 发表于 2016-12-1 19:28
没错啊,Q5与Q6的集电极电流是相差不大啊,楼主凭什么认为它们的电流相差很大呢?
楼主搞错了一点:Q5的集 ...

了解,就是在电平反转的时候的,他们肯定相差很大的的;
要么Q5电流大驱动Q6导通输出低电平,要么Q6电流大驱动Q7导通输出高阻态;


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 楼主| 发表于 2016-12-2 10:59 | 显示全部楼层
gmchen 发表于 2016-12-1 19:37
再回来回答楼主开始时的问题:Q5的作用。
前一个回答已经说了,Q5与Q6在放大状态下电流是一样的,比较器在 ...

Q5的集电极和基极短接了,Q5应该始终工作在临界饱和状态吧,还经过线性放大过度么?

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不是晶体管的集电极和基极短接了就一定是饱和状态的,只要流过集电极的电流有变化,ce(就是be)压降还是有变化的,正是这个变化导致Q6的集电极电流发生变化。这个电路是最常见的电流镜,关于它的原理有许多可以参考  详情 回复 发表于 2016-12-2 13:10
Q5集电极和基极短接,是否工作于线性状态,要看集电极电流是多少。Q5集电极电流并不是由Q5自身这一个因素决定,还有Q2呢。如果Q2关断,Q5也不可能有集电极电流。  详情 回复 发表于 2016-12-2 13:06


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发表于 2016-12-2 13:06 | 显示全部楼层
Gjinbiao 发表于 2016-12-2 10:59
Q5的集电极和基极短接了,Q5应该始终工作在临界饱和状态吧,还经过线性放大过度么?

Q5集电极和基极短接,是否工作于线性状态,要看集电极电流是多少。Q5集电极电流并不是由Q5自身这一个因素决定,还有Q2呢。如果Q2关断,Q5也不可能有集电极电流。


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发表于 2016-12-2 13:10 | 显示全部楼层
Gjinbiao 发表于 2016-12-2 10:59
Q5的集电极和基极短接了,Q5应该始终工作在临界饱和状态吧,还经过线性放大过度么?

不是晶体管的集电极和基极短接了就一定是饱和状态的,只要流过集电极的电流有变化,ce(就是be)压降还是有变化的,正是这个变化导致Q6的集电极电流发生变化。这个电路是最常见的电流镜,关于它的原理有许多可以参考的资料与教科书。


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发表于 2016-12-2 14:45 | 显示全部楼层

我的理解的是你Q6比Q5集电极多的电流流到Q7的基极,然后Q7的集电极有电流,加上原有的100uA,又一次放大到输出端
呆小帅


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