模电(李国立)10章习题答案.doc

10 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 T1T2 IREF I0 VCC Re T1T2 IREF I0 VCC R R a b 图选择题 1 2 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 8 VIO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 10 IIO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 10 1 在图题 10 1 所示的镜像电流源电路中 T1 T2特性相同 且 足够大 试计算 IC2的值 V6 0 BE V T1T2 VCC IREF 2k 1k 2IB IC1 IC2 VCE2 R1R2 10V 图题 10 1 解 解 mA R VV III BECC REFCC 7 4 1 12 10 2 电流源电路如图题 10 2 所示 已知 T1 T2特性相同 且 足够大 VBE 0 6V 电阻 R1 R2 4 8k R3 54k 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 T1T2 IC2 15V V CC 15V VC2 VEE IREF R1 R2 R3 图题 10 2 解 解 1 mA RR VVV III BEEECC REFCC 5 0 31 1 12 2 为保证 T2正常放大 必须有 VC2 VB2 而 VVRIVVRIVV BECEEBEEEEB 12 1121112 故 VC2 12V 10 3 某集成运放的一个单元电路如图题 10 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 T1T2 IREF iC2 R VCC vi iL T3 vo 图题 10 3 解 解 1 T1 T2和 R 组成镜像电流源电路 2 R VV II BECC REFC 1 2 10 4 差分放大电路如图题 10 4 所示 设 T1 T2特性对称且 1 2 100 VBE1 VBE2 VBE 0 6V 试估算 bb 1bb 2 240rr 1 T1 T2集电极的静态电位 对地 VC1 VC2 2 当 vi 20mV 时 T1 T2的集电极电位 对地 vC1 vC2 T1T2 V EE VCC vi 12V 12V Rc1Rc2 Rb1 30k 30k 1k 1k 57k Re Rb2 C1 C2 图题 10 4 解 解 1 mA R R VV IIII e b BEEE EECC 1 0 2 1 2121 VRIVVV cCCCCC 9 1121 2 k I rr E bbbe 5 26 26 1 4 67 2 21 21 beb c i c i c vdvd rR R v v v v AA VvAVv ivdCC 65 702 0 4 679 111 VvAVv ivdCC 35 1002 0 4 679 222 10 5 双端输入 单端输出差分放大电路如图题 10 5 所示 T1 T2两管特性对称 60 VBE 0 6V rbe 6 9K VCC VEE 15V Rb 2 K Re 30K Rc 20K 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 211d1iicv vvvA iccv vvA 1c1 抑制比 11CMR1vcvd AAK 3 当 vi1 100mV vi2 50mV 时 输出信号电压 vo vc1 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 111icv vvA T1T2 V EE VCC vid Re Rb Rb vi1 vi2 vc1 RcRc c1 图题 10 5 解 解 1 mA R R VV IIII e b BEEE EECC 24 0 2 1 2121 VVR I V BEb E E 59 0 1 VRIVV CCCCC 2 10 1 VVRIVV ECCCCCE 79 10 1 2 4 67 2 1 1 beb c i c vd rR R v v A 328 0 2 1 1 1 ebeb c ic c vc RrR R v v A 5 205 1 1 1 vc vd CMR A A K 3 V vv vvvAvAvv ii iiicvcidvdco 39 3 2 328 0 4 67 21 21111 VvVv cCC 81 6 39 3 2 10 111 4 mA R R VV II e b BEEE EC 48 0 1 11 VVR I V BEb E E 59 0 1 VRIVV CCCCC 4 5 11 VVRIVV ECCCCCE 6 1 故 T1仍能正常放大 66 0 1 111 ebeb c icv RrR R vvA 10 6 差分放大电路如图题 10 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 T1T2 V EE VCC vo vi2 12V 12V 10k 10k 20k 10k Re 20k RsRs Rb 300k 300k Rb vi1 RcRc 图题 10 6 解 解 1 11 2 1 1 bes c i c vd rR R v v A 2 画出共模微变等效电路如下图所示 e bc rbe Rc Rb Rs 2Re vic ib ib voc kRrR ebei 10232 1 45 0 1 ibs ib i c vc RRR RR R R A 4 24 1 1 1 vc vd CMR A A K 10 7 单端输入 单端输出差分放大电路如图题 10 7 所示 设晶体管 T1 T2参数 1 2 50 rbe1 rbe2 2k VBE1 VBE2 0 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 dv A 2 共模电压放大倍数和共模抑制比 KCMR cv A T1T2 V EE VCC vi 12V 12V 10k 10k Re Rc2 uE vc2 vo RL 10k 图题 10 7 解 解 1 5 62 2 2 1 be Lc i od vd r RR v v A k42 beid rR k10 c2o RR 3 25 0 2 1 2 1 ebe Lc ic oc vc Rr RR v v A 250 1 1 1 vc vd CMR A A K 10 8 差分放大电路如图题 10 8 所示 设场效应管 T1 T2参数相同 且 gm 1mS rds 试估算 1 差模电压放大倍数 dv A 2 共模电压放大倍数 Avc和共模抑制比 KCMR T1T2 V SS VDD v i 10V 10V 10k 10k 10k vi2 vo RdRd Rs 图题 10 8 解 解 1 5 2 1 dmd RgAv 2 476 0 21 sm dm ic oc c Rg Rg v v Av 5 10 c d CMR v v A A K 10 9 设图题 10 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 VBE 0 7V rbb 300 试估算 1 静态工作点 IC1 IC2 VC1 VC2 2 当输入电压 vi1 1V vi2 1 01V 时 单端输出信号电压 vo1 T2T1 vi1 V EE vo1 VCC vi2 I0 1 1mA 12V 6V 11k Rc 2k Rb1 2k Rb2 c1c2 图题 10 9 解 解 1 mA55 0 2 o E2E1C2C1 I IIII V6 cC1CCC1 RIVV V12 C2 V 2 k18 3 26 1 be E bb I rr 7 63 2 beb1 c id o1 d1 rR R v v Av V64 0 i2i1d1o1 vvAv v 10 10 恒流源式差分放大电路如图题 10 10 所示 设各晶体管特性均相同 且 VBE 0 7V 已知电阻 R3 1k 电源电压 VCC VEE 9V 且负电源提供的总电流为 4mA 现要求 T1 T2静态集电极电流 IC1 IC2 1mA 试计算电阻 R1和 R2的电阻值 T1T2 V EE VCC vi1 vi2 vo Rc1Rc2 Rb1Rb2 T3 RL RW R1 R2 R3 T4 图题 10 10 解 解 VRIVV CRR 22 31 32 mA224 C1 2 IIR 故 k I V R R R 1 2 2 2 k I VVV I V R R BEREE R R 15 3 2 2 1 1 1 选 R1为 3 3K R2为 1K 10 11 恒流源式差分放大电路如图题 10 10 所示 设晶体管 T1 T2 T3 T4特性相同 50 rbe 1 5k VBE 0 7V RW 100 且其滑动端位于中点 VCC VEE 12V Rc1 Rc2 Rc 5k Rb1 Rb2 Rb 1k RL 10k R2 1k R1 R3 5k 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 21diiov vvvA 3 差模输入电阻 Rid和输出电阻 Rod 解 解 1 mA88 1 21 BEEE C4 RR VV I mA38 0 C4 3 2 C3 I R R I mA19 0 2 1 C3C2C1 III V05 11 cC1CCC2C1 RIVVV 2 75 24 2 1 2 w beb L c d R rR R R Av 3 k 1 10 2 12 w bebid R rRR k102 c1od RR 10 12 直接耦合两级差分放大电路如图题 10 12 所示 设各晶体管的 均为 50 VBE均 为 0 7V rbe1 rbe2 3k rbe4 rbe5 1 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 iov vvA 2 输入电阻 Ri和输出电阻 Ro T4 T5 T1T2 T3 3k R 1k Rb1 Re vo 6 6k 100 Rw 1k Rb2 3 3k 6 6k 3k 3k VCC 6V V EE 6V Ri Ro VDZ Vz 4V Re3 vi Rc2Rc1Rc5Rc4 3 9k 图题 10 12 解 解 1 83 9 2 1 w 1be1b1 be4c11 i o1 1 R rR rR v v Av 88 46 2 be4 c45 o1 o 2 r R v v Av 461 21 i o vvv AA v v A 2 k82 be1b1i rRR k3 c4o RR 10 13 两级直接耦合差分放大电路如图题 10 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 rbe3 rbe4 1 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 dv A 2 输入电阻 Ri和输出电阻 Ro T2T1 20k 20k T5 vo T6 12k Rc3 7 5k Re5 7 5k Re4 T3T4 3 9k R3 400 RW 2 5 1M RW1 2k vo1 15k Re 12k Rc4 5 1M 12V 12V d1 vi Rd1 d2 Rd2 R1R2 图题 10 13 解 解 1 2 18 2 1 2 W2 be3 W1 D1m i o1 d1 R r R Rg v v Av 4 41 2 1 W2 be3 c3 o1 o d2 R r R v v Av 753 d2d1d vvv AAA 2 M1 5 1i RR k242 c3o RR 10 14 两级直接耦合差分放大电路如图题 10 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 vi1 10mV vi2 8mV 时 输出电压 vo T1T2 VCC vi1 Rc1Rc2 Re1 T3T4 V EE vo Rc3Rc4 Re2 vi2 图题 10 14 解 解 设输入差模电压极性由 vi vi1 vi2确定 则差模电压放大倍数为正值 且 Avd 1000 共模电压放大倍数 10 CMR d c K A A v v 差模输入电压 vid