7章习题答案.pdf

7 模拟集成电路模拟集成电路自我检测题自我检测题一选择和填空一选择和填空1.试比较图选择题1 中三个电流源电路的性能，填空：I0更接近于 IREF的电路是 a；I0受温度影响最小的电路是 b；I0受电源电压变化影响最大的电路是 a。T1T2IREFI0+VCC ReT1T2IREFI0+VCC RR(a)(b)图选择题 12差分放大电路是为了 C 而设置的（A提高放大倍数，B提高输入电阻，C抑制温漂），它主要通过 F 来实现。（D增加一级放大电路，E采用两个输入端，F 利用参数对称的对管）。3在长尾式的差分放大电路中，Re的主要作用是 B。（A提高差模电压放大倍数，B抑制零漂，C增大差模输入电阻）4在长尾式的差分放大电路中，Re对 B 有负反馈作用。（A差模信号，B共模信号，C任意信号）5差分放大电路利用恒流源代替 Re是为了 C。（A提高差模电压放大倍数，B提高共模电压放大倍数，C提高共模抑制比）6具有理想电流源的差分放大电路，无论何种组态，其共模抑制比 A。（A均为无穷大，B均为无穷小，C不相同）7输入失调电压 VIO是 C。(A两个输入端电压之差，B两个输入端电压均为零时的输出电压，C输出电压为零时，两个输入端之间的等效补偿电压)8VIO越大，表明运放 B。（A开环差模电压放大倍数越小，B输入差放级 VBE 或（VGS）的失配越严重，C输入差放级的失配越严重）9输入失调电流 IIO是 C。（A两个输入端信号电流之差，B两个输入端信号电流均为零时的输出电流，C两个输入端静态电流之差）10IIO越大，表明运放 B。（A差模输入电阻越小，B输入差放级的失配越严重，C输入差放级 VBE 或（VGS）的失配越严重）二判断题（正确的在括号内画二判断题（正确的在括号内画，错误的画，错误的画）1一个理想对称的差分放大电路，只能放大差模输入信号，不能放大共模输入信号。（）2共模信号都是直流信号，差模信号都是交流信号。（）3对于长尾式差分放大电路，不论是单端输入还是双端输入，在差模交流通路中，发射极电阻Re一概可视为短路。（）4在长尾式差分放大电路单端输入情况时，只要发射极电阻 Re足够大，则 Re可视为开路。（）5带有理想电流源的差分放大电路，只要工作在线性范围内，不论是双端输出还是单端输出，其输出电压值均与两个输入端电压的差值成正比，而与两个输入端电压本身的大小无关。（）6单端输入差分放大电路的差模输入信号等于该输入端信号的大小。（）7双端输入差分放大电路的差模输入信号等于两输入端信号的差值。（）8单端输入差分放大电路的共模输入信号等于该输入端信号的一半。（）9差分放大电路的输出信号电压值等于差模电压放大倍数与差模输入电压的乘积。（）10由于集成运放实际上是一个直接耦合放大电路，因此它只能放大直流信号，不能放大交流信号。（）11实际集成运放在开环时，其静态输出电压很难调整到零电压，只有在闭环时才能调至零电压。（）12实际集成运放在开环时，其输出电压只有两种可能取值，即输出高电平或输出低电平。（）习题习题7.1 在图题 7.1 所示的镜像电流源电路中，T1、T2特性相同，且足够大，。V6.0BEV试计算 IC2的值。T1T2+VCC IREF2k1k2IBIC1IC2VCE2R1R2 (+10V)图题 7.1解：解：mARVVIIIBECCREFCC7.41127.2 电流源电路如图题 7.2 所示。已知 T1、T2特性相同，且足够大，VBE-0.6V，电阻 R1R24.8k，R354k。（1）估算 IC2？（2）T2的集电极电位 VC2大小有无限制？若有，有何限制？T1T2IC2(+15V)V CC (15V)VC2+VEE IREFR1R2 R3图题 7.2解：解：（1）mARRVVVIIIBEEECCREFCC5.031112（2）为保证 T2正常放大，必须有 VC2 VB2而 VVRIVVRIVVBECEEBEEEEB121121112故 VC212V7.3 某集成运放的一个单元电路如图题 7.3 所示。T1、T2特性相同且足够大。（1）指出由 T1、T2和 R 组成的电路名称是什么？（2）写出 IC2的近似表达式。T1T2IREFiC2R+VCC viiLT3vo图题 7.3解：解：（1）T1、T2和 R 组成镜像电流源电路（2）RVVIIBECCREFC127.4 差分放大电路如图题 7.4 所示。设 T1、T2特性对称且12100，VBE1VBE2VBE0.6V，。试估算：bb 1bb 2240rr（1）T1、T2集电极的静态电位（对地）VC1、VC2；（2）当 vi20mV 时，T1、T2的集电极电位（对地）vC1、vC2。T1T2V EE+VCC vi(+12V)(12V)Rc1Rc2Rb130k30k1k1k57kReRb2C1 C2 图题 7.4解：解：（1）mARRVVIIIIebBEEEEECC1.0212121 VRIVVVcCCCCC91121（2）kIrrEbbbe5.2626)1(5.54)(22121bebcicicvdvdrRRvvvvAA 26.02)1(1ebebcvcRrRRA VvAvAVvivcivdCC9.701.026.002.05.54921111 VvAvAVvivcivdCC09.1001.026.002.05.549212227.5 双端输入、单端输出差分放大电路如图题 7.5 所示。T1、T2两管特性对称，60，VBE0.6V，rbe6.9K，VCCVEE15V，Rb2 K，Re30K，Rc20K。（1）估算 T1的静态工作点 IC1、VCE1、VC1；（2）求差模电压放大倍数，共模电压放大倍数和共模)(211d1iicvvvvAiccvvvA1c1抑制比；11CMR1vcvdAAK（3）当 vi1100mV，vi250mV 时，输出信号电压 vovc1？输出端 C1对地的电位vC1？（4）若 T2发射极与电阻 Re之间断开，判断 T1是否仍处于放大状态。若能正常放大，试估算？111icvvvAT1T2V EE+VCC vidReRbRbvi1vi2vc1RcRcc1 图题 7.5解：解：（1）mARRVVIIIIebBEEEEECC24.0212121VVRIVBEbEE62.01VRIVVCCCCC2.101VVVVECCE82.1011（2）4.67)(211bebcicvdrRRvvA328.02)1(11ebebciccvcRrRRvvA5.205111vcvdCMRAAK（3）VvvvvvAvAvviiiiicvcidvdco39.32328.0)(4.672121111VvVvcCC81.639.32.10111（4）mARRVVIIebBEEEEC48.0111VVRIVBEbEE62.01VRIVVCCCCC4.511VVVVECCE02.611故 T1仍能正常放大66.0)1(111ebebcicvRrRRvvA7.6 差分放大电路如图题 7.6 所示。设晶体管 T1、T2的参数对称均为 50，rbe均为2.6k。试估算：（1）差模电压放大倍数 Avd；（2）共模电压放大倍数 Avc和共模抑制比 KCMR。T1T2V EE+VCC vovi2(+12V)(12V)10k10k20k10kRe20kRsRsRb300k300kRbvi1RcRc图题 7.6解：解：（1）11/211bebsbebbecicvdrRRrRrRvvA（2）画出共模微变等效电路如下图所示ebcrbeRcRbRs2RevicibibvockRrRebei10232)1(45.0/1ibsibicvcRRRRRRRA4.24111vcvdCMRAAK 7.7 单端输入、单端输出差分放大电路如图题 7.7 所示。设晶体管 T1、T2参数1250，rbe1rbe22k，VBE1VBE20.6V。试估算：（1）差模电压放大倍数，差模输入电阻 Rid和输出电阻 Ro；dvA（2）共模电压放大倍数和共模抑制比 KCMR。cvAT1T2V EE+VCC vi(+12V)(12V)10k10kReRc2uEvc2voRL10k图题 7.7解：解：（1）5.622/21beLciodvdrRRvvAk42beid rRk10c2o RR(3)25.02)1(/21ebeLcicocvcRrRRvvA250111vcvdCMRAAK7.8 差分放大电路如图题 7.8 所示。设场效应管 T1、T2参数相同，且 gm1mS，rds。试估算：（1）差模电压放大倍数；dvA（2）共模电压放大倍数 Avc和共模抑制比 KCMR。T1T2V SS+VDDvi(+10V)(10V)10k10k10kvi2voRdRdRs图题 7.8解：解：（1）521dmdRgAv（2）476.021smdmicoccRgRgvvAv5.10cdCMRvvAAK7.9 设图题 7.9 所示恒流源式差分放大电路中，晶体管 T1、T2特性对称，且60，VBE0.7V，rbb300。试估算：（1）静态工作点 IC1、IC2、VC1、VC2；（2）当输入电压 vi11V，vi21.01V 时，单端输出信号电压 vo1？T2T1vi1V EEvo1+VCC vi2I01.1mA(+12V)(6V)11kRc2kRb12kRb2c1c2图题 7.9解：解：（1）mA55.02oE2E1C2C1IIIII V6cC1CCC1RIVV V12C2V（2）k18.326)1(beEbbIrr7.632beb1cido1d1rRRvvAvV64.0i2i1d1o1vvAvv7.10 恒流源式差分放大电路如图题 7.10 所示。设各晶体管特性均相同，且VBE0.7V，已知电阻 R31k，电源电压 VCCVEE9V，且负电源提供的总电流为4mA，现要求 T1、T2静态集电极电流 IC1IC21mA，试计算电阻 R1和 R2的电阻值。T1T2V EE+VCC vi1vi2voRc1Rc2Rb1Rb2T3RLRWR1R2 R3T4图题 7.10解：解：VRIVVCRR223132mA224C12IIR故 kIVRRR1222kIVVVIVRRBEREERR15.3221117.11 恒流源式差分放大电路如图题 7.10 所示。设晶体管 T1、T2、T3、T4特性相同，50，rbe1.5k，VBE0.7V，RW100，且其滑动端位于中点，VCCVEE12V，Rc1Rc2Rc5k，Rb1Rb2Rb1k，RL10k，R21k，R1R35k。试估算：（1）静态时各管的 IC和 T1、T2管的 VC；（2）差模电压放大倍数；)(21diiovvvvA（3）差模输入电阻 Rid和输出电阻 Rod。解：解：（1）mA88.121BEEEC4RRVVImA38.0C432C3IRRImA19.021C3C2C1IIIV05.11cC1CCC2C1RIVVV（2）75.24212/wbebLcdRrRRRAv（3）k1.10212wbebidRrRRk102c1odRR7.12 直接耦合两级差分放大电路如图题 7.12 所示。设各晶体管的均为 50，VBE均为0.7V，rbe1rbe23k，rbe4rbe51.6k，RW的滑动端位于中点，又设该电路共模抑制比足够大。试估算：（1）总的电压放大倍数；iovvvA（2）输入电阻 Ri和输出电阻 Ro。T4T5T1T2T33kR1kRb1Revo6.6k100Rw1kRb23.3k6.6k3k3k+VCC (+6V)V EE(6V)RiRoVDZVz=4VRe3viRc2Rc1Rc5Rc43.9k图题 7.12解：解：（1）83.921/w1be1b1be4c11io11RrRrRvvAv88.462be4c45o1o2rRvvAv46121iovvvAAvvA（2）k1.132)1(2be1b1iwRrRRk3c4o RR7.13 两级直接耦合差分放大电路如图题 7.13 所示。设场效应管 T1、T2的 gm均为4mS，晶体管 T3 T6的均为 20，VBE均为 0.6V，rbe3rbe41.6k，电位器 RW1、RW2的滑动端均位于中点。试估算：（1）总的差模电压放大倍数；dvA（2）输入电阻 Ri和输出电阻 Ro。T2T120k20kT5voT612kRc37.5kRe57.5kRe4T3T43.9kR3400RW25.1MRW12kvo115kRe12kRc45.1M 12V 12Vd1viRd1d2Rd2R1R2 图题 7.13解：解：（1）2.1821/2W2be3W1D1mio1d1RrRRgvvAv4.4121W2be3c3o1od2RrRvvAv753d2d1dvvvAAA（2）M2.1021iRRR k242c3oRR7.14 两级直接耦合差分放大电路如图题 7.14 所示。已知差模增益为 60dB，共模抑制比 KCMR为 40dB。试求输入电压 vi110mV，vi28mV 时，输出电压 vo？T1T2+VCC vi1Rc1Rc2Re1T3T4V EEvoRc3Rc4Re2vi2图题 7.14解：解：设输入差模电压极性由 vivi1vi2确定，则差模电压放大倍数为正值，且 Avd1000，共模电压放大倍数10CMRdcKAAvv差模输入电压 vidvi1vi22mV共模输入电压mV921i2i1icvvv输出电压mV902000icciddOvAvAvvv7.15 某集成电路的输出级如图题 7.15 所示，试说明：（1）R1、R2和 T3组成什么电路，在电路中起何作用；（2）恒流源 I 在电路中起何作用；（3）电路中引入了 D1、D2作为过载保护，试说明其理由。R3R4R2R1vivo1T2D1D5T6TV153T2TI4TV15图题 7.15解：解：（1）R1、R2和 T3组成 VBE扩大电路，给互补对称功率放大电路提供静态偏置，克服交越失真。（2）恒流源 I 给 T1、T2构成的复合管放大电路提供静态偏置电流，并作为交流大电阻，提高第一级的电压放大倍数。（3）T4导通时，若电流过大，D1导通，给 T4的基极恒流；T6导通时，若电流过大，D2导通，给 T5的基极恒流。这样达到保护输出级功放管的目的。7.16 一个用集成功放 LM384 组成的功率放大电路如图题 7.16 所示。已知电路在通频带内的电压增益为 40dB，在 RL=8时，不失真最大输出电压（峰-峰）值可达到 18V，当vi为正弦信号时，求：（1）最大不失真输出功率；omP（2）输出功率最大时，输入电压的有效值。+_LM38072vi614VCC81RL1000FFF+vo+_)12(V图题 7.16解：解：（1）VVVPPom92/WRVPLomom06.5829222（2）mVAVVvoi6410029