大学课件-集成电子技术基础教程三篇第2章习题解答.doc
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1、第二章 集成运算放大器题3.2.1 某集成运放的一个偏置电路如图题3.2.1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) IC2与IREF有什么关系?写出IC2的表达式。图题3.2.1解:(1) T1、T2和R2组成基本镜像电流源电路(2) 题3.2.2 在图题3.2.2所示的差分放大电路中,已知晶体管的b =80,rbe=2 kW。(1) 求输入电阻Ri和输出电阻Ro;(2) 求差模电压放大倍数。图题3.2.2解:(1) Ri=2(rbe+Re)=2(2+0.05)=4.1 kRo=2Rc=10 k(2) 题3.2.3 在图题3.2.3所示的差动放大电路
2、中,设T1、T2管特性对称,b1=b2=100,VBE=0.7V,且rbb=200W,其余参数如图中所示。(1) 计算T1、T2管的静态电流ICQ和静态电压VCEQ,若将Rc1短路,其它参数不变,则T1、T2管的静态电流和电压如何变化?(2) 计算差模输入电阻Rid。当从单端(c2)输出时的差模电压放大倍数=?;(3) 当两输入端加入共模信号时,求共模电压放大倍数和共模抑制比KCMR;(4) 当vI1=105 mV,vI2=95 mV时,问vC2相对于静态值变化了多少?e点电位vE变化了多少?解:(1) 求静态工作点:若将Rc1短路,则(不变)(不变)(2) 计算差模输入电阻和差模电压放大倍数
3、:(3) 求共模电压放大倍数和共模抑制比:(即36.5dB)(4) 当vI1=105 mV,vI2=95 mV时,所以,VO2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VE随共模输入电压的变化而变化(射极跟随器),所以,即e点电位增加了100 mV。题3.2.4 差分放大电路如图题3.2.4所示,设各晶体管的b =100,VBE=0.7V,且rbe1=rbe2=3 kW,电流源IQ=2mA,R =1 MW,差分放大电路从c2端输出。(1) 计算静态工作点(IC1Q,VC2Q和VEQ);(2) 计算差模电压放大倍数,差模输入电阻Rid和输出电阻Ro;(3)
4、 计算共模电压放大倍数和共模抑制比KCMR;(4) 若vI1 =20sinwt mV,vI2 =0,试画出vC2和vE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3.2.4解:(1) 计算静态工作点:(2) 计算差模电压放大倍数,输入电阻和输出电阻:(3) 计算共模电压放大倍数和共模抑制比:(即88dB)(4) 若vI1 =20sinwt mV,vI2 =0,则(V)(V)vC2和vE的波形如图3.2.4所示,它们的动态分量与输入电压vI1之间都相位相同。图3.2.4题3.2.5 FET组成的差分放大电路如图题3.2.5所示。已知JFET的gm
5、=2 mS,rds=20 kW。(1) 求双端输出时的差模电压放大倍数;(2) 求单端输出时的差模电压放大倍数、共模电压放大倍数和共模抑制比KCMR;图题3.2.5解:(1) 双端输出时,(2) 单端输出时, (即26.3 dB)题3.2.6 采用射极恒流源的差分放大电路如图题3.2.6所示。设差放管T1、T2特性对称,b1 = b2 = 50,rbb=300 W,T3管b3 = 50,rce3 = 100 kW,电位器Rw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ICQ1、ICQ2、ICQ3和静态电压VOQ;(2) 计算差模电压放大倍数,输入电阻Rid和输出电阻Ro;(
6、3) 计算共模电压放大倍数和共模抑制比KCMR;(4) 若vI1=0.02sinwt V,vI2 =0,画出vO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3.2.6解:(1) 求静态工作点:(2) 计算差模性能指标:Rid=2(Rb+rbe1)+(1+)Rw=2(5+2.2)+510.1=19.5 kRo=Rc=10 k(3) 计算共模性能指标: (即72.6 dB)(4) 若vI1=0.02sinwt V,vI2 =0时,则 vO波形如图所示,其动态分量与vI1之间相位相同。题3.2.7 在图题3.2.7所示电路中,设各晶体管均为硅管,b = 1
7、00,rbb=200 W。(1) 为使电路在静态时输出直流电位VOQ=0,Rc2应选多大?(2) 求电路的差模电压放大倍数;(3) 若负电源(12V)端改接公共地,分析各管工作状态及VO的静态值。图题3.2.7解:(1) 当VOQ=0时,ICQ3Rc3=Vcc, ICQ3=VCC/Rc3=12/12=1 mAIRc2=ICQ2-IBQ3=0.12-0.01=0.11 mA(2) 求差模电压放大倍数:第二级(CE反相放大级)输入电阻为Ri2:Ri2=rbe3+(1+3)Re3=2.83+1010.25=28.1 k差模放大级:反相放大级:(3) 若负电源(-12V)端改为接地,则因静态时VB1=
8、VB2=0,故T1、T2管处于截止状态,ICQ2=0,VB3=12V,所以T3管也处于截止状态。故VOQ=0。题3.2.8 三级放大电路如图题3.2.8所示,已知:rbe1 = rbe2 = 4 kW,rbe3 = 1.7 kW,rbe4 = rbe5 = 0.2 kW,各管的b = 50。图中所有电容在中频段均可视作短路。试画出放大电路的交流通路,计算中频电压放大倍数,输入电阻Ri和输出电阻Ro。图题3.2.8解:交流通路为:图3.2.5输入级差分放大电路的电压放大倍数为 (rbe3是中间级的输入电阻)中间级共射放大电路的电压放大倍数为 (Ri3是输出级的输入电阻)其中,输出级的电压放大倍数
9、近似为1所以,总的电压放大倍数为:输入电阻和输出电阻为:题3.2.9 判断下列说法是否正确:(1) 由于集成运放是直接耦合放大电路,因此只能放大直流信号,不能放大交流信号。(2) 理想运放只能放大差模信号,不能放大共模信号。(3) 不论工作在线性放大状态还是非线性状态,理想运放的反相输入端与同相输入端之间的电位差都为零。(4) 不论工作在线性放大状态还是非线性状态,理想运放的反相输入端与同相输入端均不从信号源索取电流。(5) 实际运放在开环时,输出很难调整至零电位,只有在闭环时才能调整至零电位。解:(1) 错误。集成运放可以放大交流信号。(2) 正确。(3) 错误,当工作在非线性状态下,理想运
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