(电气工程)集成运算放大器习题及答案

第二章

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T 1、T 2管的参数完全相同。问：

(1) T 1、T 2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3.2.1

解：(1) T 1、T 2和R 2组成基本镜像电流源电路 (2) REF

BE CC REF C R V V I I -==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 =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vd

A 。

图题3.2.2

解：(1) R i =2(r be +R e )=2×(2+0.05)=4.1 k Ω

R o =2R c =10 k Ω (2) 6605

.0812580)1(-=⨯+⨯-=β++β-=e be c vd R r R A

题3.2.3 在图题3.2.3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 =0.7V ，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2

d A =?； (3) 当两输入端加入共模信号时，求共模电压放大倍数2

c 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 56.010

2101/107122)1/(1=⨯+-=+β+-=e b BE EE CQ R R V V I V 7.07.010100

56.01-≈-⨯-=--=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 V

V 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 R

5.338

.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：

5.020

1019.410101002)1(2-=⨯++⨯-=β++β-=e be b c c R r R R A 675.05.332

2===c d CMR A A K （即36.5dB ） (4) 当v I1=105 mV ，v I2=95 mV 时，

mV 109510521=-=-=I I Id v v v

mV 1002

95105221=+=+=I I Ic v v v mV 285100)5.0(105.33222=⨯-+⨯=⋅+⋅=∆Ic

c I

d 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3.2.4 差分放大电路如图题3.2.4所示，设各晶体管的 =100，V BE =0.7V ，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2

d 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2

c 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3.2.4

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 L

c L Q C R R I V R R R V V 71.01100

17.0-=⨯-

-=--=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：

42105.72000

101315.11002)1(-⨯-=⨯++⨯-=β++β-=R r R R A be b c c 2500010

5.775.18422=⨯==-c d CMR A A K （即88dB ） (4) 若v I1 =20sin t mV ，v I2 =0，则