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集成运算放大器习题集及答案

第二章集成运算放大器题某集成运放的一个偏置电路如图题所示,设T1、T2管的参数完全相同。

问:(1) T1、T2和R组成什么电路(2) I C2与I REF有什么关系写出I C2的表达式。

图题解:(1) T1、T2和R2组成基本镜像电流源电路(2)REF BECCREFC R VVII -==2题在图题所示的差分放大电路中,已知晶体管的=80,r be=2 k。

(1) 求输入电阻R i和输出电阻R o;(2) 求差模电压放大倍数vdA 。

图题解:(1) R i =2(r be +R e )=2×(2+= k ΩR o =2R c =10 k Ω(2) 6605.0812580)1(-=⨯+⨯-=β++β-=e be c vdR r R A题 在图题所示的差动放大电路中,设T 1、T 2管特性对称,1=2=100,V BE =,且r bb ′=200,其余参数如图中所示。

(1) 计算T 1、T 2管的静态电流I CQ 和静态电压V CEQ ,若将R c1短路,其它参数不变,则T 1、T 2管的静态电流和电压如何变化(2) 计算差模输入电阻R id 。

当从单端(c 2)输出时的差模电压放大倍数2d A =; (3) 当两输入端加入共模信号时,求共模电压放大倍数2c A 和共模抑制比K CMR ;(4) 当v I1=105 mV ,v I2=95 mV 时,问v C2相对于静态值变化了多少e 点电位v E 变化了多少 解:(1) 求静态工作点:mA 56.0102101/107122)1/(1=⨯+-=+β+-=e b BE EE CQ R R V V IV 7.07.01010056.01-≈-⨯-=--=BE b BQ E V R I V V 1.77.01056.012=+⨯-=--=E c CQ CC CEQ V R I V V若将R c1短路,则mA 56.021==Q C Q C I I (不变)V 7.127.0121=+=-=E CC Q CE V V VV 1.77.01056.0122=+⨯-=--=E c CQ CC Q CE V R I V V (不变)(2) 计算差模输入电阻和差模电压放大倍数:Ω=⨯+=β++=k 9.456.026101200)1('EQ T bb be I V r r Ω=+⨯=+=k 8.29)9.410(2)(2be b id r R R5.338.2910100)(22=⨯=+β=be b c d r R R A(3) 求共模电压放大倍数和共模抑制比:5.0201019.410101002)1(2-=⨯++⨯-=β++β-=e be b c c R r R R A675.05.3322===c d CMRA A K (即)(4) 当v I1=105 mV ,v I2=95 mV 时,mV 109510521=-=-=I I Id v v vmV 100295105221=+=+=I I Ic v v v mV 285100)5.0(105.33222=⨯-+⨯=⋅+⋅=∆Icc Id d O v A v A v 所以,V O2相对于静态值增加了285 mV 。

由于E 点在差模等效电路中交流接地,在共模等效电路中V E 随共模输入电压的变化而变化(射极跟随器),所以,mV 100==∆Ic E v v ,即e 点电位增加了100 mV 。

题 差分放大电路如图题所示,设各晶体管的 =100,V BE =,且r be1=r be2=3 k ,电流源I Q =2mA ,R =1 M ,差分放大电路从c 2端输出。

(1) 计算静态工作点(I C1Q ,V C2Q 和V EQ );(2) 计算差模电压放大倍数2d A ,差模输入电阻R id 和输出电阻R o ; (3) 计算共模电压放大倍数2c A 和共模抑制比K CMR ; (4) 若v I1 =20sin t mV ,v I2 =0,试画出v C2和v E 的波形,并在图上标明静态分量和动态分量的幅值大小,指出其动态分量与输入电压之间的相位关系。

图题解:(1) 计算静态工作点:mA 12121===Q Q C Q C I I I V 5.45.116)//(22=⨯-=-+=L c Q C CC Lc LQ C R R I V R R R VV 71.0110017.0-=⨯--=--=V R I V V b BQ BE EQ (2) 计算差模电压放大倍数,输入电阻和输出电阻:75.18)31(2)3//3(100)(2)//(2=+⨯=+β=be b L c d r R R R A Ω=+=k 8)(2be b id r R R Ω==k 3c o R R(3) 计算共模电压放大倍数和共模抑制比:42105.72000101315.11002)1(-⨯-=⨯++⨯-=β++β-=R r R R A be b c c25000105.775.18422=⨯==-c d CMRA A K (即88dB )(4) 若v I1 =20sin t mV ,v I2 =0,则(V) sin 375.022t v A v id c ω=⋅≈(V) sin 01.0t v v ic e ω==t v V v c Q C C ω+=+=∴sin 375.05.4222(V )t v V v e EQ E ω+-=+=sin 01.071.0(V )v C2和v E 的波形如图所示,它们的动态分量与输入电压v I1之间都相位相同。

图题 FET 组成的差分放大电路如图题所示。

已知JFET 的g m =2 mS ,r ds =20 k 。

(1) 求双端输出时的差模电压放大倍数vdA ; (2) 求单端输出时的差模电压放大倍数1vd A 、共模电压放大倍数1vc A 和共模抑制比K CMR ;图题解:(1) 双端输出时,3.13)20//10(2)//(2)//(2-=⨯-=-=-==ds d m gsds d gs m id o vd r R g V r R V g V V A(2) 单端输出时,7.6)20//10(221)//(212)//(11-=⨯⨯-=-=-==ds d m gsds d gs m id o vd r R g V r R V g V V A325.02021)20//10(221)//(1-=⨯+⨯-=⨯+-=s m ds d m vc R g r R g A 5.20325.07.611===vc vd CMRA A K (即 dB )题 采用射极恒流源的差分放大电路如图题所示。

设差放管T 1、T 2特性对称,1=2= 50,r bb ′=300 ,T 3管3= 50,r ce3 = 100 k ,电位器R w 的滑动端置于中心位置,其余元件参数如图中所示。

(1) 求静态电流I CQ1、I CQ2、I CQ3和静态电压V OQ ;(2) 计算差模电压放大倍数2d A ,输入电阻R id 和输出电阻R o ; (3) 计算共模电压放大倍数2c A 和共模抑制比K CMR ; (4) 若v I1=t V ,v I2 =0,画出v O 的波形,并标明静态分量和动态分量的幅值大小,指出其动态分量与输入电压之间的相位关系。

图题解:(1) 求静态工作点:mA 4.15.15030//107.012301010//33212113=+-⨯+=+β-+=e b b BE EE b b b CQ R R R V V R R R I mA 7.021321===CQ CQ CQ I I I V 5.2)10//10(7.010101210)//(22=⨯-+⨯=-+=L c CQ CC L c L OQ R R I V R R R V(2) 计算差模性能指标:Ω=⨯+=β++==k 2.27.02651300)1(1'21Q C T bb be be I V r r r Ω=⨯+=k 25.14.126513003be r8.121.051)2.25(2550)1()(2)//(12=⨯++⨯⨯=β+++β=w be b L C d R r R R R AR id =2(R b +r be1)+(1+β)R w =2×(5++51×= k Ω R o =R c =10 k Ω(3) 计算共模性能指标:Ω=⨯++⨯+=++β+=k 832100)5.125.130//105.1501()1(333333ce e be b e o r R r R R R003.0)832205.0(512.25550)221)(1()//(322-=⨯+⨯++⨯-=+β+++β-=o w be b L c c R R r R R R A 4267003.08.1222===c d CMRA A K (即 dB ) (4) 若v I1=t V ,v I2 =0时,则(V) sin 26.05.2122t v A V v I d Q O O ω+=+= v O 波形如图所示,其动态分量与v I1之间相位相同。

题 在图题所示电路中,设各晶体管均为硅管, = 100,r bb ′=200 。

(1) 为使电路在静态时输出直流电位V OQ =0,R c2应选多大(2) 求电路的差模电压放大倍数vdA ; (3) 若负电源(-12V )端改接公共地,分析各管工作状态及V O的静态值。

图题解:(1) 当V OQ =0时,I CQ3·R c3=V cc , ∴I CQ3=V CC /R c3=12/12=1 mAmA 01.01001333==β=CQ BQ I I mA 12.0477.0122121Re 22=-⨯==≈I I I EQ CQ I Rc2=I CQ2-I BQ3= mAΩ=+⨯=+=k 64.811.07.025.0123332Rc BE e CQ c I V R I R(2) 求差模电压放大倍数vdA : Ω=⨯+==k 1.2212.02610120021be be r rΩ=⨯+=k 83.21261012003be r 第二级(CE 反相放大级)输入电阻为R i2:R i2=r be3+(1+β3)R e3=+101×= k Ω差模放大级:151.222)1.28//64.8(1002)//(1221=⨯⨯=β=be i c vd r R R A 反相放大级:7.421.2812100232-=⨯-=β-=i c v R R A ∴5.64021-=⨯=v vd vdA A A (3) 若负电源(-12V )端改为接地,则因静态时V B1=V B2=0,故T 1、T 2管处于截止状态,I CQ2=0,V B3=12V ,所以T 3管也处于截止状态。

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