北京交通大学模拟电子技术习题及解答第五章模拟集成放大电路基础-

第五章模拟集成放大电路基础
5-1.选择填空题
1.在模拟集成放大电路中,电流源的主要作用是_________和_________。

a.有源负载
b.偏置电路
c.信号源
d.补偿电路
2.典型的长尾式差分放大电路中,射极电阻R EE的主要作用是___________。

a.提高输入电阻
b.提高差模电压增益
c.提高共模电压增益
d.提高共模抑制比
3.放大电路产生零漂的主要原因是________________。

a.环境温度变化
b.采用阻容耦合方式
c.采用变压器耦合方式
d.电压倍数过大
4.在采用直接耦合方式的模拟集成放大电路中,影响零漂最严重的一级是
____________,零点漂移最大的一级是____________。

a.输入级
b.中间级
c.输出级
d.直流偏置电路
5.差分放大电路中,双端输入时差模电压放大倍数是A ud,当变为单端输入时,差模电压放大倍数为____________。

a.2A ud
b. 0.5A ud
c. A ud
d. 无法确定
6.差分放大电路由双端输出改为单端输出,共模抑制比减小的原因是
____________。

a. A ud不变,A uc增大。

b. A ud减小,A uc不变。

c. A ud减小,A uc增大。

d. A ud增大,A uc减小。

7.集成运放内部是由直接耦合方式的多级放大电路组成,作为放大电路的应用,它____________。

a.能放大直流信号,也能放大交流信号。

b. 不能放大直流信号,但能放大交流信号。

c. 能放大直流信号,但不能放大交流信号。

8.差分放大电路中,输入信号为u i=1mV,单端输入放大的输出电压比单输入方式(即作为差模输入电压进行放大得到的输出____________
a.大
b.小
c.相同
d.不能确定
9.晶体管集成放大电路较场效应管集成放大电路的特点有____________和
__________。

a.功耗大
b.功耗小
c.速度高
d.速度低
10.场效应管集成放大电路较晶体管集成放大电路的优点之一是
_____________。

a.输入电阻大
b.输入电阻小
c.输出电阻大
d.输出电阻小
答案:
5-1.(1a, b (2d (3a (4a, c (5c(6c(7a (8 b(9a, c (10a
5-2. 由对称三极管VT1、VT2组成的镜像电流源,如题图5-2所示。

若V CC= 12V, U BE1=U BE2=0.7V,
I B1=I B2,β1=β2,
1.证明当β>>2时,VT2管的电流I C2≈I R。

2.若要求I C2=1mA,电阻R应取多大?
题5-2图
I I
解:
1.证明I C2≈I R
在三极管对称的条件下有
⎪⎪⎩⎪
⎪⎨⎧====C2C1B2B121I I I I βββ
根据电路可直接得到基准电流
⎪
⎪⎭⎫
⎝⎛+=++=β21C1B2B1C1R I I I I I 当β>>2时,1
2
12≈+>>ββ时,当
所以C2C1R I I I =≈
2.若要求I C2=1mA ,电阻R 的计算过程如下。

根据电路可直接得基准电流R U V I BE CC
R -=
C2R I I ≈
k Ω
3.14mA 1V 7.0V 15C2BE CC =-=-=I U V R
5-3. 三极管VT1、VT2组成题5-3图所示的微电流电路。

1. 根据二极管电流方程,导出VT1、VT2管的工作电流I C1、I C2的关系式。

2. 若测得I C1=1mA ,I C2=26μA ,估算电阻R E2和R 的阻值。

I I E2
题5-3图
解:
1.推导I C1、I C2的关系式
根据PN 结(二极管的电流方程,有
(
1e /BE -=T U U s I I
其中I S 是二极管的反向漏电流。

在正偏状态下,mA 26BE =>>T U U ,此时T U U s I I /BE e ≈
三极管的发射结就是一个PN 结,有
s T s T I I U I I
U U C
E BE ln ln ≈= ⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧
==∴2C2BE21C1BE1ln ln s T s T I I U U I I U U 根据电路,有E2E2BE2BE1R I U U +=
E2BE2
BE1E2C2R U U I I -=
≈∴
当VT1和VT2管特性相同时,有I s1=I s2,整理得 C2C1E2C2ln I I R U I T
=
(2已知I C1=1mA ,I C2=26μA ,估算电阻R E2和R 的阻值
k Ω65.3μA 26mA 1ln μA 26mV 26ln C2C1C2E2===
I I I U R T
根据电路,得基准电流R U V I I BE1
CC
C1R -≈≈ k Ω
3.14mA 1V
7.0V 15C1BE1CC =-=-≈I U V R
5-4. 题5-4图所示电路是镜像电流源电路。

在集成电路中,常用做偏置电路和有源负载。

如果两个三极管对称,电流放大倍数相等,β1=β2=β;V CC =12V ,R =10kΩ。

试分析当VT1的电流放大倍数β分别为2、20、200时,I C2与I R 的相对误差。

题5-4图
I I C2
解:由于VT1、VT2三极管对称,电流放大倍数相等,由题5-4图电路有,
⎪
⎪⎭⎫
⎝⎛+=++=β21C1B2B1C1R I I I I I
基准电流mA
1.110k ΩV 7.0V 12BE CC R =-=-=R U V I 当β=2时, C1C1C1R 222121I I I I
=⎪⎭⎫
⎝⎛+=⎪
⎪⎭⎫⎝⎛+=β
此时集电极电流I C2与基准电流I R 的相对误差是=-C1C1
R I I I 100% 当β=20时, C1C1C1R 1.1202121I I I I =⎪⎭⎫⎝⎛
+=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=β
此时集电极电流I C2与基准电流I R 的相对误差是=-C1C1
R I I I 10% 当β=200时, C1C1
C1R 01.12002121I I I I =⎪⎭⎫⎝⎛
+=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=β
此时集电极电流I C2与基准电流I R 的相对误差是=-C1C1
R I I I 1%
当β>>1时,C1R
I I ≈,基准电流R U V I BE
CC R -=。

此时电流源输出I C2仅仅与V CC 、R
有关,与负载的大小无关。

由于VT1、VT2两个管子参数一致,可以互相抵消由温度变化带来的影响,又具有很好的稳定性。

5-5 题5-5图所示电路是微电流源电路。

在集成电路中,常用做低功耗放大电路的偏置电路和有源负载。

如果两个三极管对称,电流放大倍数相等,β1=β2=β3=β。

试分析当VT1的电流放大倍数β分别为2、20、200时,I C2与I R 的相对误差。

题5-5图
I I I C3
C2
解:根据题5-5图,列出晶体管VT1、VT2、VT3之间的电流关系如下: ⎪⎪⎪
⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪
⎪⎨⎧
++=+==+=+=2C21C1C2E33
E33C3
C2C1
3
C3C1B3C1R
1βI βI I I I I I
I I I I I I βββ
如果三个三极管对称,有ββββ===321,解上面方程组,得
⎪⎪⎭⎫⎝
⎛++
=ββ22
12C3R I I
当β=2时,
C32C32C3R 25.12222122
1I I I I =⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯++=⎪⎪⎭⎫⎝⎛++
=ββ
此时集电极电流I C2与基准电流I R 的相对误差是=-C3C3 R I I I 20% 当β=20时,
C32C32C3R 005.1202202122
1I I I I =⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯++=⎪⎪⎭⎫⎝⎛++
=ββ
此时集电极电流I C2与基准电流I R 的相对误差是=-C3C3 R I I I 0.5% 当β=200时,
C32C32C3R 00005.120022002122
1I I I I =⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯++=⎪⎪⎭⎫⎝⎛++
=ββ
此时集电极电流I C2与基准电流I R 的相对误差是=-C3C3
R I I I 0.005%
5-6 为了克服电流源电路中三极管电流放大倍数β值造成的误差,采用带共集管的镜像电流源,如题5-6图所示。

I R 是基准电流,I C2是输出电流。

VT3管的接入,对电路性能有何
改善?
题5-6图
I I I C2
解:题5-6图所示的电流源电路是镜像电流源改进电路,在基准三极管VT1的集电极与基极之间接了一个VT3射极跟随器(即射极输出电路。

射极跟随器的特点是输出增益近似为1,但是电流增益大,输入电阻大、输出电阻小。

这样VT3起到隔离与电流放大的作用,使镜像电流精度进一步提高,又称为带缓冲级的镜像电流源。

输出电流I C2与基准电流I R 的关系推导过程如下。

(E3
R C1B3C1C1
E3B1B2B1C1R C1C1212222
(1
1I I I I I I
I I I I I I I I β
β
ββ
ββ=+=++=+==∴=+
=+++ C2C1I I =
与基本镜像电流源相比,由β值造成的I C2与I R 之间误差大大减小。

另外,由于VT3管的电流放大作用,温度变化引起微小的I C 变化,经过VT3放大后,很快地被抑制,其抑制、稳定过程如下:
⎪⎩⎪⎨
⎧↓↓⇒↓↓⇒↓⇒↓⇒⎪⎩⎪⎨⎧↑↑↑⇒22113321C B C B E B R I C C I I I I I I I I T 一定时
5-7 为了克服电流源电路中三极管电流放大倍数β值造成的误差,采用带共集管的镜像电流源,如题5-6图所示。

I R 是基准电流,I C2是输出电流。

计算当电流放大倍数β分别为2、20时,输出电流I C2与基准电流I R 的误差。

解:
输出电流I C2与基准电流I R 的关系推导过程如下。

(E3R C1B3C1C1
E3B1B2B1C1R C1C1212222
(1
1I I I I I I
I I I I I I I I β
β
ββ
ββ=+=++=+==∴=+
=+++ ⎪⎪⎭⎫⎝⎛++
=∴=ββ2C2R c2
1c 21I I I I 当β=2时,
C22C22C2R 331222121I .I I I =⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=⎪⎪⎭⎫⎝⎛++
=ββ
此时集电极电流I C2与基准电流I R 的相对误差是=
-C2C2
R I I I 33% 当β=20时, C22C22C2R 0051202021221I .I I I ≈⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=ββ
此时集电极电流I C2与基准电流I R 的相对误差是%5.0C2C2
R ≈-I I I 。

5-8 电流源在模拟集成电路中除了作偏置电路外,另外一个重要应用就是作为放大电路的有源负载,以提高放大电路的电压增益。

题5-8图所示是用电流源作为有源负载的共射放大电路。

试说明电流源作为有源负载,对放大器的动态性能有怎样的改善?
+V cc
u -
题5-8图
解:由于晶体管、场效应管是有源器件,因此用晶体管、场效应管做放大电路的负载就称为有源负载。

由于电流源具有交流电阻大的特点,作为负载可以提高共射放大电路的交流输出电阻r o 和电压增益A U 。

题5-8图电路的小信号交流等效电路如题5-8图a 所示。

+ u o -
题5-8图a
这样共射放大电路的等效输出电阻为
ce2ce1o //r r r =
电压增益为
(be B L o U //r R R r A +-=
β
由此可见,与带普通负载电阻R C 的CE 组态放大电路相比,用ce2ce1o //r r r =作为有源
负载,替代R C ,由于ce2ce1o //r r r =很大,这样放大电路的输出电阻和电压增益都得到了大幅度的提高。

5-9 场效应管电流源作为场效应管放大电路的有源负载,可以构成共源、共漏、共栅放大电路。

题5-9图所示电路是场效应管镜像电流源作有源负载的场效应管放大电路,V DD =10V ,I R =100μA 。

当r ds1=r ds2=2MΩ,|V T1|=1V ,导电系数
K=100μA/V 2 时,求小信号的电压增益A U 。

VT3I
题5-9图
解:题5-9图放大电路的小信号交流等效电路如题5-9图a 所示。

o 题5-9图a
G1D1
放大电路的电压增益为
((2
////ds1
m ds2ds1m gs1ds2ds1gs1m i o U r g r r g u r r u g u u A ⋅-=-=-==
对于场效应管,有2
1T GS11D1(U u K i -=
因此跨导为
D1
11
D111T GS11GS1D1m 22(2i K K i
K U u K u i g ==-=∂∂=
对于镜像电流源,有μA 100R D2D3===I i i 根据电路,有μA 100D2D1==i i μS 200μA 100μA/V 100222D11m =⨯==∴i K g
200
2M Ω
2μS 2002ds1m U -=⨯-=⋅-=∴r g A
5-10 电路如题5-10图所示。

设VT1、VT2两管的参数对称,β1=β 2 >>1,U
BE2=0.7V 。

VT3、VT4两管的参数对称,β3=β4=8,|U BE3|=|U BE4|=0.7V ,试求输出电流I o1和I o4。

分析:这是由两个电流源电路组成的电路。

VT1、VT2构成微电流源电
路,VT3、VT4构成电流镜电路。

解:
流经过R 2的电流为:
(
(mA 584.0821/73.021/2121mA 73.0397
.02302R2o4o4C3R22BE2BE4CC R2=⎪⎭⎫
⎝⎛+=⎪
⎪⎭
⎫⎝⎛+=∴⎪⎪⎭
⎫⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+==⨯-=--=
βββI I I I I k
R U U V I
(μA 281073.0ln
31026ln o1o13
3o1o1
2
R 1T o1≈⨯⨯=∴=
--I I k I I I R U I 解上面超越方程,得
5-11 电路如图5-11所示,差分放大电路由硅管组成,已知晶体管的β=50,r bb’=300Ω,U BE =0.7V 。

求:
(1静态工作点I BQ 、I CQ 、U CEQ 。

(2计算输出电压u O 及输入电阻r id 和输出电阻r od 。

B Ω
题5-11图
u i
解:
(1 首先计算静态工作点,此时VT1的输入为0V 。

(
((((((P
BQ B BQ BQ E EE BE EE BE
BQ P E
12121121260.7
11502150 5.62
9.18R I R I I R V U V U I R
k R k k
A ββββμ++++=--∴=
++++-=
++++⨯=
((((
V 19.76
2200106.521018.95110121046.012221mA 46.0μA 18.9503633EE
P E BQ C CQ CC CEQ BQ CQ =+⎪⎭⎫⎝⎛
+⨯⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯-=+⎪⎭⎫⎝
⎛
++--=∴=⨯=⋅=∴--V R R I R I V U I I ββ
(2计算输入电阻r id 和输出电阻r od 。

(((
k Ω241222k Ω46.181005113.31221(2k Ω
13.310
18.926
30026261C od p ie B id 3BQ bb'EQ bb'ie =⨯===⨯++=⎪⎪⎭
⎫⎝⎛
+++==⨯+=+=++=-k R r k k R h R r I r I r h 差分输出电阻:差分输入电阻: ββ (3计算输出电压u O
该电路为任意输入,VT1管的输入为100mV ,VT2管的输入为0V 。

该任意输入对应的差模信号和共模信号分别如下:
mV 502mV 1002mV 502mV
1002i ic i id ===
===U U U U
差模双端输出电压增益为
(65
2200
51k 13.3k 1k
12502
1P
ie B C
Ud -=⨯++⨯-
=⋅+++⋅-
=R h R R A ββ
共模双端输出电压增益A UC =0。

输出为(-6.5V mV 502652Ud o =⨯⨯-=⨯=id u A u 5-12
恒流源差分放大电路如题5-12图所示。

已知I o =200μA ,晶体管的β=100,r bb ’=0,r ce =100k Ω。

试求:
(1差模电压增益A Ud ; (2共模抑制比K CMR ;
(3差模输入电阻和差模输出电阻。

分析:本差分电路有恒流源提供直流偏置。

解:
(1 静态工作点如下:
(
(
(k Ω26.2610
10026
101026261μA 10023BQ bb'EQ bb'ie o EQ2EQ1=⨯⨯+=+=++=∴===-I r I r h I I I β
双输入单输出的差模电压增益A ud 为
id o
i21o ud 2u u u u u A i =-=
电路的差模信号为:22i1
id i u u u -= 电路的共模信号为:2i2
i1
ic u u u +=
4.190k 26.262k
10010022C id o ud -=⨯⨯-=-==
∴ie h R u u A β
(2 双输入单输出的共模电压增益A uc 为
(((
dB 911092.76lg 2038462
1026.262101010121026.26212123CMR 36
3ie EE ie uc ud CMR EE
e C ic o uc =⨯==⨯⨯⨯⨯⨯+⨯=++==∴++⋅=
=K h R h A A K R h R u u A i 或βββ
(3
((k Ω50100//100//kΩ52.5226.2622ce C od ie id ====⨯==k k r R r h r 差模单输出电阻:
差模输入电阻:
5-13恒流源差分放大电路如题5-13图所示。

已知晶体管的β=100,U BE
=0.7V ,r bb’=80Ω,
r ce =100KΩ。

试求:
(1各管的静态工作点I CQ 和U CEQ ;
(2双端输出时的差模电压增益、差模输入电阻; (3从VT1集电极单端输出时的共模抑制比。

题5-13图
-V EE -12V
V CC +12V
分析:电路中VT1、VT2构成差分电路;VT3、VT4构成比例电流源电路,该电流源给差分电路提供直流偏置。

解:
(1 各管的静态工作点I CQ 和U CEQ 计算如下。

R 1、VT4、R 2支路电流为
(
((
V
64.9V 64.9651.07.012V 8.10500101127.0V
7.0,0V 7.0mA 51.02
mA 151.0500
1mA 51.01457
.012122CEQ 1CEQ 2C CQ2C3CC CEQ23E3CQ3EE 3CEQ3C3i BE4CEQ43CQ 2CQ CQ1CQ4E32CQ321BE EE CC CQ4===⨯-+=--==⨯⨯-+-=-+=-==≈===
==⨯=≈
=+-+=+-+=-U U R I U V U R I V U U U u U U I I I k I R R I k k R R U V V I C 静态时,
(2双端输出时的差模电压增益、差模输入电阻;
(((((
EQ1EQ2ie bb'bb'EQ BQ C
ud ie
i ie 0.51mA 262626180101 5.23k Ω0.51
1006
114.75.23
22 5.23k Ω10.5k ΩI I h r r I I R A h r h ββ=≈∴=++=+=+⨯=-⨯=-
=
=-==⨯=输入电阻
(3从VT1集电极单端输出时的共模抑制比。

((((((
dB 653.1941lg 203
.19411023.52105.010*********.52122(12CMR 33
3ie E3ce ie uc ud CMR ie
C
id o1ud E3ce ie C
ic o uc ===⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯=+++==∴=
=+++=
=K h R r h A A K h R u u A R r h R u u A 或单ββββ
5-14 已知如题5-14图所示差放电路的V CC =V EE =+12V ,R C =R E =10k Ω,β=80。

求 (1 静态工作点。

(2 输入u i =10mV ,不接R L 时的输入u O 。

(3 输入u i =10mV ,接R L =20 k Ω负载时输出u O 。

题 5-14图
cc
解:
(1 静态工作点
mA
576.0μA 2.780μA 2.781
mA 585.01mA
585.01027
.0122BQ CQ E BQ EE BE CC EQ =⨯====+=
=⨯-=-=I I I I R U V I ββ
V
54.610
585.0210576.012122E
E C C EE CC CEQ =⨯⨯-⨯-+=--+=R I R I V V U
(2 不接R L 时的输出u O
((V 051.21.205mV 10mA 101.2059
.310
80k Ω9.3mA 585.0mV
2681300mV 261300od i o i ie
C
od E ie -=-⨯=⋅==-=⨯-
=⋅-
==⨯+=++=A u u u h R A I h 时,输出为ββ
(3 接R L 时的输出u O
(
(V 026.16.102mV 10mA 106
.1029
.3220//10802//
k Ω9.3mA
585.0mV
2681300mV 261300od i o i ie L
C od E ie -=-⨯=⋅==-=⎪
⎭⎫⎝⎛⨯-=⋅-
==⨯+=++=A u u u h R R A I h 时,输出为
ββ
5-15 电路如题5-15图所示为差分放大电路,已知β1=β2=50,r be1=r be2=2kΩ,I o =1mA ,试求 (1静态工作点。

(2差模电压放大倍数。

(3单端输出共模电压放大倍数。

u u i2
题5-15图
解:
(1 静态工作点
V 8.78.07V 8.07.01001.0V
7105.012mA
01.050mA 5.0mA
5.0mA
5.02mA 12E1C1CE BE C C BE B1E1C C CC C1E1
C1CE C B E C o E =+=-=∴-=-⨯-=---=-==⨯-=-=-=====≈===U U U U R I U U U R I V U U U U I I I I I I β
(2 差模电压放大倍数
(5010
13.3
1102510.5C
od B be E
R A R r R ββ⋅⨯=-
=-
=-+++++⨯
(3 单端输出共模电压放大倍数
((EE E be B C
oc 121R R r R R A βββ+++++⋅-
=
因为电路中R EE 是用恒流源替代,因此R EE 近似为无穷大,所以0oc ≈A 。

5-16 请回答以下问题
(1差分放大电路在结构上有什么特点?
(2典型差分放大电路中R EE 和负电源的作用是什么? (3典型差分放大电路是如何抑制零点漂移的? (4典型差分放大电路是怎样放大差模信号的?
解答:
(1 差分放大电路的对称性是它的主要特点。

能有效地抑制共模信号而不影响差模
信号的放大,从而使零点漂移大大减小。

(2 典型差分放大电路中的R EE 的主要作用是减小零漂,稳定静态工作点。

负电源
V EE 用来补偿R EE 两端的直流压降。

(3 典型差分放大电路中所产生的零点漂移表现为I E1、I E2的相同变化,即相当于共
模信号所引起的效果。

R EE 对共模信号有强负反馈作用,就是对零漂有很强的抑制作用。

(4 典型差分放大电路的有用信号就是以差模方式输入的。

R EE 对这种方式的输入信
号不产生负反馈作用,不消弱差模放大倍数。

不论输入方式是单端还是双端,双端输出的差模电压增益与单端放大电路的电压增益相同,单端输出的电压增益是双端输出的一半。

5-17 双入单出长尾式放大电路如题5-17图所示。

已知V CC =V EE =12V ,R B =5kΩ,R C =50kΩ,R W =200Ω,R EE =57kΩ,三极管的电流放大倍数β=80,U BE
=0.7V ,r bb′=100Ω,试计算 (1静态工作点。

(2差模输入电阻r id 、输出电阻r o . (3差模电压放大倍数A Ud 。

(4共模电压放大倍数A Uc 。

(5共模抑制比CMRR 。

(6若输入u i1=40mV ,u i2=20mV ,电路输出u O =?
+u -题 5-17题
+u i2-
解:
(1 计算静态工作点
计算静态工作点时,令输入u i1=u i2=0。

列写VT1输入回路方程,有EE
EE EQ1W EQ1BE B BQ122V R I R
I U R I =+++
EQ1BQ1EE BE EQ1W B
E EE
EQ1
BQ1CQ1E 1120.7
0.1mA
52002572812120.1mA
1.2μA
18180
0.1mA 0.1mA
181I I V U I R k R k R I I I I β
ββββ=+--∴=
==++⨯+++=
=
=+==⨯≈+
VT2的静态工作电流与VT1的相同。

列写三极管VT1集电极节点电流方程,有
V 5.3501501mA
1.0501211C L CQ1C CC C1CQ1
L
C1
C C1CC ≈+-=+-=∴+=-k k k R R I R V U I R U R U V
所以VT1管的静态压降为
((CEQ1C1E1C1BQ1
B BE1 3.5 1.2A 50.7V 4.2V
U U U
U I R U k μ=-=---=--⨯-≈
三极管VT2集电极节点电流方程,有
((((
CEQ2C2E2
CC C2C BQ2B BE212V-0.1mA 50k 1.2A 50.7V 7.7V U U U V I R I R U k μ=-=----=⨯--⨯-=
(2计算差模输入电阻和输出电阻
差模输入电阻为
⎪
⎭⎫⎝⎛
++=22W ie B id R h R r 其中(
k Ω16.21mA
1.0mV
26811001EQ T bb'ie ≈⨯+=++=I U r h β
(k Ω
5.6822008121.16k Ωk Ω52212W
ie B id ≈⎪⎭⎫⎝⎛
⨯++=⎪⎭⎫⎝
⎛
+++=∴R h R r β
差模单端输出电阻k Ω50C od ==R r
(3 差模电压放大倍数A ud 单端输出的差模电压放大倍数为((((2
.29k Ω
52.68k Ω
50//5080//-212//-2id L fe W ie B L fe id cd1i o ud -=⨯-=
=
⎥
⎦⎤⎢⎣⎡
+++=
==r R R h R h R R R h u u u u A C C β
(4 共模电压放大倍数A uc
单端输出的共模电压放大倍数为
(
((216
.0k Ω57222008121.16k Ωk Ω5k Ω
50//5080221//-E W ie B L fe ic oc1
i o c U -=⎪
⎭
⎫
⎝⎛⨯+⨯++⨯-=
⎪
⎭⎫
⎝⎛++++=
==R R h R R R h u u u u A C β
(5共模抑制比CMRR
135216.02
.29CMRR Uc Ud ===
A A
用分贝表示为dB
6.42135lg 20lg 20CMRR Uc
Ud ===A A
(6输入u i1=40mV ,u i2=20mV 时,电路输出u O 的计算。

在双端任意输入信号的作用下,对应的差模信号和共模信号分别如下:
差模信号 mA
10220
402i2i12id 1id =-=-=-=u u u u 共模信号 mA
30220
402i2i1ic =+=+=u u u
差模输入id id1id210(1020mA u u u =-=--=。

动态输出电压u o 为
V 59.0mA
30216.0mA 202.29ic
uc id ud o -≈⨯-⨯-=⋅+⋅=u A u A u
因为VT1管的静态集电极输出U CQ1为
2.91V
.59V 0-V 5.3V
5.3o CQ1O CQ1==+=∴≈u U u U 单端输出端总电压为
5-18 双入双出长尾式差分放大电路如图5-18所示。

已知V CC =V EE =9V ,R B1= R B2=2kΩ,R C1= R C2=10kΩ, R EE =10kΩ,三极管的电流放大倍数β1=β2=40,U BE =0.7V ,r bb′=100Ω,试计算 (1静态工作点
(
CEQ
CQ BQ U I I Q ,,。

(2差模电压放大倍数
id od
ud u u
A =
题5-18图
解答: (1
((EE CQ1CQ2EE CQ1
BQ11
CEQ1CC EE CQ1C1EE 0.7(0.7(9 0.415mA
2210k 0.415mA
10.4A 40
(2990.41510210 5.55V V I I R I I U V V I R R μβ------=≈==⨯=
=
=≈---+=+-⨯+⨯= (2
ie1B1C1
ud h R R A +-
=β
(87
6.2210
40k Ω6.2μA
4.10mA
26100mV 26mV 261ud BQ1bb'EQ1bb'ie1-=+⨯-
==+=+=++=A I r I r h β
5-19 差分放大电路如题5-19图所示。

已知V CC =V EE =12V ,R B =1kΩ,R C =12kΩ, R EE =11.3kΩ,
R W =200Ω,R L =36kΩ,三极管的电流放大倍数β1=β2=60,U BE =0.7V ,r bb′=300Ω,试计算 (1静态工作点
(
CEQ
CQ BQ U I I Q ,,。

(2差模电压放大倍数
id
od
ud u u A =
(3输入电阻和输出电阻
题5-19图
解答: (1
EE CQ1CQ2W EE
CQ1BQ11W CEQ1CC EE CQ1C1EE 0.7(0.7(12 0.5mA
200
211.3k 222
0.5mA 8.3A
60(2220012120.5mA 12k ΩΩ211.3k Ω 6.7V 2V I I R R I I R U V V I R R μβ------=≈
==+⨯+===⎛⎫
≈---++ ⎪
⎝⎭⎛⎫
=+-⨯++⨯= ⎪⎝⎭
(2
(212//
W
ie1B L C ud R
h R R R A ββ+++⎪⎭
⎫
⎝⎛
-
=
(41
1
.0614.31236//1260k Ω
4.3μA
3.8mA
26300mV 266mV 21ud BQ1bb'EQ1bb'ie1-=⨯++⎪
⎭⎫⎝⎛
⨯-==+=+=++=A I r I r h β
(3
((k Ω
211.0614.312212W ie1B id =⨯++=⎥⎦⎤⎢⎣⎡
+++=R h R r β输入电阻
k Ω242C od ==R r 输出电阻
5-20 单输入双输出差分放大电路如图5-20所示。

已知V CC =V EE =15V ,R B =2kΩ,R C =40kΩ,
R EE =28.6kΩ,R L =40kΩ,三极管的电流放大倍数β1=β2=100,U BE =0.7V ,U CES =0.7V , r bb′=300Ω,试计算
(1VTT 管的静态工作点
(
CEQ1
CQ1BQ1U I I Q ,,。

(2差模输入电阻和输出电阻。

(3差模电压放大倍数
id
od
ud u u A =。

(4差模信号的输出幅度U od,max =?
题5-20图
解答: (1
(
(EE CQ1CQ2EE CQ1
BQ11
CEQ1CC EE CQ1C EE 0.7(0.7(15
0.25mA
2228.6k 0.25mA
2.5A 100
(215150.25mA 40k Ω228.6k Ω 5.7V V I I R I I U V V I R R μβ------=≈==⨯=
=
=≈---+=+-⨯+⨯=
(2
(
k Ω7.10A
.52mA
26300mV 266mV 21BQ1bb'EQ1bb'ie1=+=+=++=μβI r I r h
[](k Ω4.257.10222ie1B id =+=+=h R r 输入电阻
od C 280k Ωr R ==输出电阻
(3
(1057.10220//401002//
ie1B L C ud -=+⨯-=+⎪⎭⎫⎝
⎛
-=h R R R A β
5-21 双输入单输出差分放大电路如题5-21图所示。

已知V CC =V EE =12V ,R B =5kΩ,R C =10kΩ, R EE =11.3kΩ, R L =10kΩ,三极管的电流放大倍数β1=β2=100,U BE =0.7V ,U CES =0.7V , r bb′=300Ω,试计算 (1电路静态工作点
(CEQ1CQ1BQ1U I I Q ,,,(
CEQ2
CQ2BQ2U I I Q ,,。

(2差模输入电阻和输出电阻。

(3差模电压放大倍数单(ud A 。

(4共模电压放大倍数(单uc A 。

(5电路共模抑制比CMRR 。

题5-21图
(1
A 5100
mA
5.0mA
5.0k 3.112
12(7.02(7.01
CQ1
BQ2BQ1EE EE CQ2CQ1μβ==
=
==⨯---=---≈=I I I R V I I
(
(V 7.7k Ω3.1120k Ω1mA 5.012122(EE C CQ1EE CC CEQ2=⨯+⨯-+=+---≈R R I V V U
3.5V
1035.0mA
35.0mA 85.0V 121010mA 5.0V 12mA 5.0L L CQ1L C1R CC L C1R L C1R CC L L C C1R L C1R =⨯==⎪⎩⎪⎨
⎧==⎪⎩⎪⎨⎧==+=-⇒⎪⎩⎪⎨⎧==+=-R I U I I V I I I I V R I R I I I 解得
(CEQ1CQ1EE CQ1EE
(23.5120.5mA 211.3k Ω 4.2V U U V I R ≈---⨯=+-⨯⨯=
(2
(
k Ω5.5A
5mA
26300mV 266mV 21BQ1bb'EQ1bb'ie1=+=+=++=μβI r I r h
[](k Ω215.5522ie1B id =+=+=h R r 输入电阻
k Ω10C od ==R r 输出电阻
(3
((
(
(
(C ud B ie1//10010//1023.8
225 5.5L R R A R h β⨯=-
=-
=-++单
(4
((((
C uc B ie1EE //10010//100.218
215 5.520211.3L R R A R h R ββ⨯=-
=-=-+++++⨯单
(5((109
CMRR uc ud ==单单A A
5-22 单输入单输出差分放大电路如题5-22图所示。

已知V CC =V EE =15V ,R B =1kΩ,R C =15kΩ, R EE =14.3kΩ, R L =30kΩ,R W =300Ω,三极管的电流放大倍数β1=β2=80,U BE =0.7V , r bb′=100Ω,试计算:
(1电路静态工作点
(CEQ1CQ1BQ1U I I Q ,,,(
CEQ2
CQ2BQ2U I I Q ,,。

(2差模输入电阻和输出电阻。

(3差模电压放大倍数单(ud A 。

(4共模电压放大倍数(单uc A 。

(5电路共模抑制比CMRR 。

(6输入u i =20mV 时,输出电压是多少?
+
u i -
题5-22图
(1
A 25.680
mA
5.0mA
5.0k 3.1422300
15(7.022(7.01
CQ1
BQ2BQ1EE
W EE CQ2CQ1μβ==
=
==⨯+---=+---≈=I I I R R V I I
V
2.8k Ω
3.14223005k Ω1mA 5.0151522(EE W C CQ1EE CC CEQ1=⎪⎭⎫⎝⎛⨯++⨯-+=⎪
⎭
⎫
⎝⎛++---≈R R R I V V U
V
1.50317.0mA
17.0mA 67.0V 153015mA 5.0V 15mA 5.0L L CQ2L C R L C1R L C R CC L L C C R L C R =⨯==⎪⎩⎪⎨。