模擬電路第五章課后習題答案

1、第五章習題與思考題 習 題 5-1圖 p5 1 是集成運放 bg303 偏置電路的示意圖，已知v cc=v ee=15v ，偏置電阻 r=1m (需外接 )。設各三極管的 均足夠大，試估算基準電流i ref 以及輸入級放大管的電流i c1、 ic2。vccveeube15150.7r1解： v t4、vt3 、r 組成鏡像電流源，流過r 的基準電流 iref 為：6i refa29.3 ai c 31i ref21足夠大i c3i ref29.3 avt1 、 vt2 為差分對管，則有：i c1i c 21i c3229.3a214.7a本題的意圖是理解鏡像電流源的工作原理和估算方法。 習題

2、5-2 圖 p5 2 是集成比較器 bg307 偏置電路的示意圖。 已知 v ee=6v ，r5=85 ，r6 =68 ，r7=1.7k。設三極管的 足夠大，試問v t1、 vt2 的靜態(tài)電流 i c1、ic2 為多大？ 解：vt5、 vt6 為核心組成比例電流源，其基準電流ir7 為：i r702u ber6( vee ) r7020.76 a6817002.6mai c 5r6ic 6r5r6ir 7r5( 68852.6)ma2.08ma11vt1 、vt2 為差分對管，則有：i c1i c 2i c 522.08ma21.04ma本題的意圖是理解比例電流源的工作原理和估算方法。 習題

3、5-3 圖 p5-3 是集成運放 bg305 偏置電路的示意圖。假設 v cc=v ee=15v ，外接電阻 r 100k ， 其他的阻值為 r1=r2=r 3=1k ，r4=2k 。設三極管 足夠大，試估算基準電流 i ref 以及各路偏置電流 ic13、i c15 和 ic16。解：此電路為多路比例電流源，其基準電流iref 為：i refvccveeu be15150.7 ma0.29ma290 arr21001各路電流源電流值為：i c13i c15r1 i r2c14i c14i ref290 ai c16r2 i r4c14r2 i r4ref1290 a2145 a本題的意圖是練

4、習多路比例電流源的估算方法。 習題 5-4 圖 p5-4 是集成運放 fc3 原理電路的一部分。 已知 i c10 1.16ma, 若要求 ic1=i c2 18.5 a，試估算電阻 r11 應為多大。設三極管的 足夠大。解：若要求 i c1=i c2 18. 5 a ，則 ic11 18. 5 a 2 37 a ，有公式：ut lni c10i c 11i c11r11 ，則ru tln i6c10( 2610 3ln 1.1610 36)2.421032.42k11i c11i c 1137103710本題的意圖是理解微電流源的工作原理和估算方法。 習題 5-5 圖 5-5 中的電路是一種

5、傳輸精度更高的鏡像電流源，稱為威爾遜電流源。設 i c1=ic2=ic， 1 2 3 ，試證明：i c 3i ref (12)222解： i c 3i e 31i e 3ic 2i b1i b 2i c (12 )i c 1i c 3i refi c (1i b32 )1i ref2i c1ii c 3ci c3( i refi c3 ) 21i c3i ref (12222 )本題的意圖是說明威爾遜電流源比一般的鏡像電流源（教材 p182頁圖5.3.21i c 2i ref）12具有更高的傳輸精度。若 50，可算得 ic3 與 iref 的誤差小于 1，而一般的鏡像電流源 ic2 與 ire

6、f 的誤差約為 4，可見威爾遜電流源的傳輸精度更高。 習題 5-6 在圖 p56 中，假設三極管的 40,rbe=8.2k ，v cc=v ee=15v ，rc=75k ，re=56k ，r=1.8k， rw=1k ， rw 的滑動端處于中點，負載電阻rl =30k 。 求靜態(tài)工作點； 求差模電壓放大倍數(shù)； 求差模輸入電阻。解： 0i bq ru beq2i eq reveei bqveeu beq150.7ma3.1 ar2(1) re1.82(140)56i cqi bq403.1 a124 a0.12mau cqvcci cq( rw2rc )150.12( 1 275)v5.94v（對

7、地）u bq0i bqr(3.110 61.8103)v5.58v(對地) ad( rcrw 2 ) / rl 2(75401 ) / 302250 rid2( rrrbe )rbe2(1.88.2)k1.820k8.2本題的意圖是掌握長尾式差分放大電路的靜態(tài)和動態(tài)分析方法。 習題 5-7 在圖 p5-7 中，已知三極管的 100,r be 10.3k ，v cc=v ee=15v ，rc=36k ，re=27k ，r=2.7k， rw=100， rw 的滑動端處于中點，負載電阻rl=18k ,試估算： 靜態(tài)工作點； 差模電壓放大倍數(shù)； 差模輸入電阻。解：0i bq ru beqi eq (r

8、w22re )veei bqveeu beq150.7r(1)(ra2.6aw22 r )e32.710(1100)(1002322710 )i cqi bq1002.6 a260 a0.26mau cqvcci cq rc150.2636v5.64v（對地）ubq0ibqr(2.610 62.7103 )v7mv(對地)r/ rladc236 / 18 2rrbe(1)rw21003402.710.3(1100)100102rid2 rrbe(1)rw22(2.710.31010.05)k36k本題的意圖是掌握長尾式差分放大電路的靜態(tài)和動態(tài)分析方法。 習題 5-8 為了實現(xiàn)差分放大電路的調(diào)零

9、，通常采用在集電極回路加電位器 (見圖 p5-6)或在發(fā)射極回路加電位器 (見圖 p5-7)的辦法，試比較二者的優(yōu)缺點。解： 集電極回路加電位器調(diào)零比較簡單，但靜態(tài)調(diào)零后，動態(tài)仍有可能不平衡；電位器的阻值較大，通常為幾千歐至幾十千歐。發(fā)射極加電位器調(diào)零由于引入負反饋，因此對靜態(tài)和動態(tài)均有調(diào)零作用；所用電位器阻值較小，一般為幾十歐至幾百歐；但引入負反饋后使電壓放大倍數(shù)有所下降。本題的意圖是通過比較，了解差分放大電路兩種常用的調(diào)零方法的優(yōu)缺點。 習題 5-9 在圖 p5-9 所示的放大電路中， 已知 v cc=v ee=9v ，rc=47k ，re=13k ，rb1=3.6k ，rb2=16k，

10、r=10k ，負載電阻 rl=20k ,三極管的 30,ubeq =0.7v 。 試估算靜態(tài)工作點； 估算差模電壓放大倍數(shù)。解：u rrb1(vccvee )3.6(99)v3.31vb1i cq 3rb1 i eq 3rb 2rub 1u beq 3re3.63.3113160.7 ma0.2mai cq 1i cq 20.5i cq 30.50.2ma0.1mau cq1i bq1u cq 2i bq 2vcc i cq 1i cq1 rc0.1 ma 30(93.30.1a47)v4.3vrberbb(1) 26mvi eqrbb26mv i bq(300263.3 10 3 )8179

11、8.2kcr/ rlad247 / 2030213.6rrbe108.2本題的意圖是掌握恒流源式差分放大電路的靜態(tài)和動態(tài)分析方法。 習題 5-10 已知圖 p5-10 中三極管的 80,ubeq=0.6v ，v cc=v ee=15v ，rc=20k ，re3=7.5k ，re4=750， rc4=27k 。試估算放大管的 icq 和u cq(對地 )；估算 a d、rid 和 ro。若要求靜態(tài)時放大管的u cq=12v( 對地 )，則偏置電路的電阻r 應為多大？解： vt 3、vt 4 為核心組成比例電流源，其基準電流為：i rc4vccveeu be15150.6 ma1.06marc 4

12、re 4270.75i cq 3re4 re3i cq 4i rc4re4 re3(1.060.75)ma7.50.106ma106 ai cq 1i cq 21i cq 320.50.106 ma53 au cq 1u cq 2vcci cq 1rc1155310 32013.94vrberbb(1) 26mvi eq1rbb (1) 26mvi cq1300(180)265310 3 40karcdrbe80204040rid2rbe(240)k80kro2rc(220)k40ku cq1vccicq 1rc1i cq1vccu cq11512 ma0.15ma150 arc120i cq

13、 32i cq 1(2150)a300a0.3mai cq 3re4 re3i cq 4i rc4re4 re3i rc4re3 re 4i cq 3( 7.50.750.3)ma3mai rc4vccveerc 4u bere4rc 4vccveei rc4u bere4(151530.60.75)k9.05k本題是用比例電流源提供恒流的差分放大電路，本題的意圖是對比例電流源和恒流源差分放大電路這兩種電路的分析方法進行綜合訓練。 習 題 5-11在圖 p5-11 所示的電路中， 設電流表的滿偏轉電流為100a ，電表支路的總電阻rm =2k ， 兩管的 50,v cc=v ee=6v ，rc

14、=5.1k ， re=5.1k ， r 10k 。試計算： 當 u i=0 時，每管的 ibq 和 i cq 各是多少？ 接入電流表后，要使它的指針滿偏，需要加多大的輸入電壓？ 不接電流表時的開路電壓放大倍數(shù)是多少(輸出取自兩管集電極 ) ； 如果 |u i| 增加到 2v，這時會出現(xiàn)什么情況？你估計流過電流表的電流大概有多少？ 為了改善抑制零漂的性能，有人建議將ro 增大到 100k ，你認為是否合適？解： i bq ru beq2i eq reveei bqveeu beq60.6a10 ar2(1) re102(150)5.1i cqi bq(5010)a500 a0.5ma rberb

15、b (1) 26mvi eq1rbb (1) 26mvi cq1 300(150)26 0.52.952krmrc /ad225.1/5023.23rrbe102.95uo100 a2k200mv| u i | uoad| | 200mv |3.2362mvadrcrrbe505.1102.9519.7e i r2i eq2i cq20.5ma1maevei r revee1ma5.1k6v0.9v當|ui|=2v時，設 ui=-2v ，則 vt1 截止， vt2 導電。此時，i bq 2veer(1u beq 2) re610(10.650)a5.120 ai cq 2i bq 2(5020

16、)a1500 a1mai mrc1rc2rc2i cq 2rm(5.15.15.11)ma20.418ma i bqveeu beq60.6a0.53 ar2(1)re102(150)100i cqi bq(500.53) a26.5 a無法達到電流表滿偏時100 微安的要求。本題的意圖是對單單端輸入、雙端輸出長尾式差分放大電路的靜態(tài)和動態(tài)分析進行綜合練習。 習題 5-12 如果想用恒流源來代替圖p5-11 中的 re，且設恒流為 0.5ma, 試畫出有關部分的電路圖，并定出原件參數(shù)。電源電壓仍為6v ，不能改變。解：解決方法很多，右圖為其中之一。本題的意圖是對恒流源式差分放大電路的組成進行訓

17、練。7 習題 5-13 設圖 p4-13 電路中差分放大三極管的 70,rbe=12k ， v cc=v ee=12v ， rc2=20k ，re=11k， rb=750 ， r=2k ，穩(wěn)壓管為 2cw11, 其穩(wěn)壓值為 4v ，負載電阻 rl =20k ，試問： 靜態(tài)時 icq1 、icq2 等于多少？ 差模放大倍數(shù) a d？ 若電源電壓由 12v 變?yōu)?18v ， i cq1 和 icq2 是否變化？解： i cq 3i eq 3u dzu beq 3re40.7 ma110.3mai cq 1i cq 20.5i cq 30.50.3ma0.15maad1rc2/ rl17020 /

18、20252rrbe2212 若電源電壓變化，因icq3 基本不變，故 i cq1 和 icq2 也基本不變。本題的意圖是對雙端輸入、單端輸出恒流源式差分放大電路進行靜態(tài)和動態(tài)分析，并了解本電路對電源電壓變化的適應性。 習題 5-14 在圖 p5-14 所示的放大電路中， v cc=v ee=15v ，rc1=10k ，r1=r 2=1k ，恒流源電流 i=0.2ma,假設各三極管的 50,u beq=0.7v ， rbe1= rbe2=13.5k ， rbe3 1.2k 。 試分析差分輸入級屬于何種輸入、輸出接法。 若要求當輸入電壓等于零時，輸出電壓也等于零，則第二級的集電極負載電阻rc3 應

19、有多大？ 分別估算第一級和第二級的電壓放大倍數(shù)a u1 和 a u2，以及總的電壓放大倍數(shù)a u。解： 差分輸入級屬于單端輸入、單端輸出接法。 i cq 10.5i0.50.2ma0.1ma8i rc 1u ebq 3i rrc 10.7 ma 100.07mai bq 3i cq 1(0.10.07)ma0.03mac1i cq 3i bq 3500.03ma1.5ma欲使 ui=0 時 uo=0 ，則 rc3 上的壓降應等于 v ee，即rc 3veei cq 315 k1.510 kau11rc 1 / rbe315010 / 1.21.85au 22rrc 3rbe1215010417

20、13.5rbe31.2auauau2( 1.85)( 417)771.5本題的意圖是對前置級由差分放大電路組成的兩級直接耦合放大電路進行綜合練習。 習 題 5-15圖 p5-15 是某集成運放中間級的示意圖。假設 1 100, 2 150,i c3=0.365ma, 三極管 vt 2、vt 3 的集電極等效內(nèi)阻為rce2=rce3=274k ，負載電阻 rl =300k 。 分析電路中的各個三極管分別起什么作用； 估算三極管 vt 1、vt 2 的等效輸入電阻 rbe1、 rbe2； 估算復合管等效的 和 r be； 估算放大電路的電壓放大倍數(shù)a u。提示：本題中負載電阻rl 的阻值與有源負載的等效電阻rce3 均很大，與放大管集電極等效電阻r ce2 屬于同一數(shù)量級，因此都不能忽略。此時，a( rce2u/ rce3 / rberl )9解： vt 1 和 vt 2 組成的復合管充當放大管，vt 3 為有源負載， vt 3 和 vt 4 組成鏡像電流源，作為偏置電路。2 rr(1) 26(mv ) 300(1150)26 11.1kbe2bbi eq 20.365i eq1i bq 2i eq 220.3651