模拟电子技术课件第六章作业.docx

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模拟电子技术课件第六章作业

第六章集成运算放大电路

一、选择合适答案填入空内。

（1）集成运放电路采用直接耦合方式是因为。

A．可获得很大的放大倍数B.可使温漂小

C．集成工艺难于制造大容量电容

（2）通用型集成运放适用于放大。

A．高频信号B.低频信号

C.任何频率信号

（3）集成运放制造工艺使得同类半导体管的。

A.指标参数准确B.参数不受温度影响

C．参数一致性好

（4）集成运放的输入级采用差分放大电路是因为可以。

A．减小温漂B.增大放大倍数

C.提高输入电阻

（5）为增大电压放大倍数，集成运放的中间级多采用。

A．共射放大电路B.共集放大电路

C．共基放大电路

解：

（1）C

（2）B（3）C（4）A（5）A

二、判断下列说法是否正确，用“√”或“×”表示判断结果填入括号内。

（1）运放的输入失调电压UIO是两输入端电位之差。

（）

（2）运放的输入失调电流IIO是两端电流之差。

（）

（3）运放的共模抑制比

（）

（4）有源负载可以增大放大电路的输出电流。

（）

（5）在输入信号作用时，偏置电路改变了各放大管的动态电流。

（）

解：

（1）×

（2）√（3）√（4）√（5）×

三、电路如图T1所示，已知β1=β2=β3=100。

各管的UBE均为0.7V，试求IC2的值。

图T1

解：

分析估算如下：

μA

μA

四、通用型集成运放一般由几部分电路组成，每一部分常采用哪种基本电路？

通常对每一部分性能的要求分别是什么？

解：

通用型集成运放由输入级、中间级、输出级和偏置电路等四个部分组成。

通常，输入级为差分放大电路，中间级为共射放大电路，输出级为互补电路，偏置电路为电流源电路。

对输入级的要求：

输入电阻大，温漂小，放大倍数尽可能大。

对中间级的要求：

放大倍数大，一切措施几乎都是为了增大放大倍数。

对输出级的要求：

带负载能力强，最大不失真输出电压尽可能大。

对偏置电路的要求：

提供的静态电流稳定。

五、已知一个集成运放的开环差模增益Aod为100dB，最大输出电压峰-峰值Uopp＝±14V，分别计算差模输入电压uI（即uP－uN）为10μV、100μV、1mV、1V和－10μV、－100μV、－1mV、－1V时的输出电压uO。

解：

根据集成运放的开环差模增益，可求出开环差模放大倍数

当集成运放工作在线性区时，输出电压uO＝AoduI；当AoduI超过±14V时，uO不是＋14V，就是－14V。

故uI（即uP－uN）为10μV、100μV、1mV、1V和－10μV、－100μV、－1mV、－1V时，uO分别为1V、10V、14V、14V、－1V、－10V、－14V、－14V。

六、多路电流源电路如图T2所示，已知所有晶体管的特性均相同，UBE均为0.7V。

试求IC1、IC2各为多少。

图T2

解：

因为T1、T2、T3的特性均相同，且UBE均相同，所以它们的基极、集电极电流均相等，设集电极电流为IC。

先求出R中电流，再求解IC1、IC2。

μA

当β（1＋β）＞＞3时

μA

七、电路如图T3所示，具有理想的对称性。

设各管β均相同。

（1）说明电路中各晶体管的作用；

（2）若输入差模电压为（uI1－uI2），则由此产生的差模电流为△iD，求解电路电流放大倍数Ai的近似表达式。

解：

（1）图示电路为双端输入、单端输出的差分放大电路。

T1和T2、T3和T4分别组成的复合管为放大管，T5和T6组成的镜像电流源为有源负载。

（2）由于用T5和T6所构成的镜像电流源作为有源负载，将左半部分放大管的电流变化量转换到右边，故输出电流变化量及电路电流放大倍数图T3

分别为

八、电路如图T4所示，具有理想的对称性。

回答题七所提的问题。

图

T4

解：

（1）图示电路为双端输入、单端输出的差分放大电路。

T1和T2、T3和T3分别组成的复合管为放大管，T5和T6组成的镜像电流源为有源负载。

（2）由于用T5和T6所构成的镜像电流源作为有源负载，将左半部分放大管的电流变化量转换到右边，故输出电流变化量及电路电流放大倍数分别为

九、电路如图T5所示，T1与T2管的特性相同，所有晶体管的β均相同，Rc1远大于二极管的正向电阻。

当uI1＝uI2＝0V时，uO＝0V。

图T5

（1）求解电压放大倍数的表达式；

（2）当有共模输入电压时，uO=？

简述理由。

解：

（1）在忽略二极管动态电阻的情况下

（2）当有共模输入电压时，uO近似为零。

由于Rc1＞＞rd，△uC1≈△uC2，因此△uBE3≈0，故uO≈0。

十、电路如图T6所示，T1与T2管为超β管，电路具有理想的对称性。

选择合适的答案填入空内。

（1）该电路采用了。

A．共集-共基接法

B.共集-共射接法

C．共射-共基接法

（2）电路所采用的上述接法是为了。

A．增大输入电阻

B.增大电流放大系数

C．展宽频带

图T6（3）电路采用超β管能够。

A．增大输入级的耐压值

B.增大放大能力C．增大带负载能力

（4）T1与T2管的静态压降约为。

A．0.7VB.1.4VC.不可知

解：

（1）C

（2）C（3）B（4）A

十一、在图T7所示电路中，已知T1～T3管的特性完全相同，β＞＞2；反相输入端的输入电流为iI1，同相输入端的输入电流为iI2。

试问：

（1）iC2≈?

（2）iB2≈?

（3）Aui=△uO/（iI1－iI2）≈？

图T7

解：

（1）因为T1和T2为镜像关系，且β＞＞2，所以iC2≈iC1≈iI2。

（2）iB3＝iI1－iC2≈iI1－iI2

（3）输出电压的变化量和放大倍数分别为

十二、图T8所示电路参数理想对称，β1＝β2＝β，rbe1＝rbe2＝rbe。

（1）写出RW的滑动端在中点时Ad的表达式；

（2）写出RW的滑动端在最右端时Ad的表达式，比较两个结果有什么不同。

图T8

解：

（1）RW的滑动端在中点时Ad的表达式为

（2）RW的滑动端在最右端时

所以Ad的表达式为

比较结果可知，两种情况下的Ad完全相等；但第二种情况下的

。

十三、图T9所示电路参数理想对称，晶体管的β均为50，

=100Ω，UBEQ≈0.7。

试计算RW滑动端在中点时T1管和T2管的发射极静态电流IEQ，以及动态参数Ad和Ri。

图T9

解：

RW滑动端在中点时T1管和T2管的发射极静态电流分析如下：

Ad和Ri分析如下：

十四、电路如图T10所示，T1管和T2管的β均为40，rbe均为3kΩ。

试问：

若输入直流信号uI1=20mv，uI2=10mv，则电路的共模输入电压uIC=？

差模输入电压uId=？

输出动态电压△uO=?

图T10

解：

电路的共模输入电压uIC、差模输入电压uId、差模放大倍数Ad和动态电压△uO分别为

由于电路的共模放大倍数为零，故△uO仅由差模输入电压和差模放大倍数决定。

十五、电路如图T11所示，晶体管的β=50，

=100Ω。

（1）计算静态时T1管和T2管的集电极电流和集电极电位；

（2）用直流表测得uO=2V，uI=？

若uI=10mv，则uO=？

图T11

解：

（1）用戴维宁定理计算出左边电路的等效电阻和电源为

静态时T1管和T2管的集电极电流和集电极电位分别为

（2）先求出输出电压变化量，再求解差模放大倍数，最后求出输入电压，如下：

△uO＝uO－UCQ1≈－1.23V

若uI=10mv，则

十六、试写出图T12所示电路Ad和Ri的近似表达式。

设T1和T2的电流放大系数分别为β1和β2，b-e间动态电阻分别为rbe1和rbe2。

图T12

解：

Ad和Ri的近似表达式分别为

十七、电路如图T13所示，T1和T2的低频跨导gm均为2mA/V。

试求解差模放大倍数和输入电阻。

图T13

解：

差模放大倍数和输入电阻分别为

Ad＝－gmRD＝－40

Ri＝∞

十八、试求出图T14所示电路的Ad。

设T1与T3的低频跨导gm均为2mA/V，T2和T4的电流放大系数β均为80。

图T14

解：

首先求出输出电压和输入电压的变化量，然后求解差模放大倍数。

，若rbe=1kΩ，则Ad＝－540。

十九、电路如图T15所示，T1～T5的电流放大系数分别为β1～β5，b-e间动态电阻分别为rbe1～rbe5，写出

、Ri和Ro的表达式。

图T15

解:

、Ri和Ro的表达式分析如下：

二十、电路如图T16所示。

已知电压放大倍数为－100，输入电压uI为正弦波，T2和T3管的饱和压降｜UCES｜=1V。

试问：

（1）在不失真的情况下，输入电压最大有效值Uimax为多少伏？

（2）若Ui＝10mv（有效值），则Uo＝？

若此时R3开路，则Uo=？

若R3短路，则Uo=？

T16

解：

（1）最大不失真输出电压有效值为

故在不失真的情况下，输入电压最大有效值Uimax

（2）若Ui＝10mV，则Uo＝1V（有效值）。

若R3开路，则T1和T3组成复合管，等效β≈β1β3，T3可能饱和，使得uO≈－11V（直流）。

若R3短路，则uO≈11.3V（直流）。