模拟电路第五章课后习题答案

第五章习题与思考题

? ?习题5-1图P5- 1是集成运放BG303偏置电路的示意图，已知

V CC =V EE =15V ，偏置电阻R=1M Q (需

外接)。设各三极管的B 均足够大，试估算基准电流 I RE F 以及输入级放大管的电流I C1、I C2。

解: VT4、VT3、R 组成镜像电流源，流过

R 的基准电流IREF 为：

? ? 习题5-2图P5-2是集成比较器 BG307偏置电路的示意图。 已知V EE =6V , R 5=85 Q, R 6=68Q, R 7=1.7k

Q 。设三极管的B 足够大，试问 V TI 、V T 2的静态电流l ei 、|C2为多大？

解：

VT5、VT6为核心组成比例电流源，其基准电流

IR7为：

° 2U BE (V EE ) 0 2 0.7 6A 2.6mA

R 6 R 7 68 1700

I C5 R 6 I C 6 R 6 I R7 (68

2.6)mA 2.08mA

R 5 R 5 85

1 1

VT1、VT2 为差分对管，则有： I C1 I C2 T C 5 一 2.08mA 1.04mA

2 2

本题的意图是理解比例电流源的工作原理和估算方法。

? ? 习题5-3图P5-3是集成运放BG305偏置电路的示意图。假设 V CC =V EE =15V ，外接电阻 R = 100k Q, 其他的阻值为

R 1=R 2=R 3=1k Q, R 4=2k Q 。设三极管B 足够大，试估算基准电流 I REF 以及各路偏置电流I C13、

I C15 和 I C16。

V CC

V EE

U BE

REF

R

I

1 足够大

C3

I REF

1

2

15 15 1

0.7

A 29.3 A

I C3

I REF

29.3 A

1

VT1、VT2为差分对管，则有：

Id I C 2 I C 3

2

本题的意图是理解镜像电流源的工作原理和估算方法。

14.7 A

圈 P5-2

R7

十

? ?习题5-5图5-5中的电路是一种传输精度更高的镜像电流源，称为威尔逊电流源。

2

设 I C 1 = |C2=|C ,B 1 = 3 2= 3 3= 3，试证明:

I c3

I REF (1

32+23 + 2)

解：

I c3 I

E 3

1

I

E 3 I C 2 I B1 I B2 I C (1 —)

I

C3

I C (1

I

c

f

I

C1 I REF I

B3 I REF

解：

此电路为多路比例电流源，其基准电流

IREF 为:

15 15

%

0.29mA 290 A

100 1

各路电流源电流值为:

R 1

C13 I C15

R 2

I

C14 I C14 I REF

290 A

R 2

R 2

1

C16

I C14

2

I REF

—

290 A 145 A

R 4

R 4

2

图 P5-3

图 P5-4

? ?习题5-4图P5-4是集成运放FC3原理电路的一部分。

已知I c1o = 1.16mA,若要求I c1=|c2= 18.5卩A ，试

估算电阻R 11应为多大。设三极管的B 足够大。 解：

若要求 I c1=l c2= 18. 5 卩 A ，贝y I c11= 18. 5 卩 A X 2= 37 卩 A ，有公式：U T In

I C11

3 3

U T I C10

26 10 1.16 10 3

In ( 6 In 厂)

2.42 10 2.42k

I c11

I c11 37 10 6

37 10 6

本题的意图是理解微电流源的工作原理和估算方法。

1 REF

V CC

V EE U BE

R R 2 I C11 R 11

，则

R 11

本题的意图是练习多路比例电流源的估算方法

1 本题的意图是说明威尔逊电流源比一般的镜像电流源（教材P182页图5.3.

2 I c2 I REF——L ）

1 2

具有更高的传输精度。

若卩=50,可算得IC3与IREF的误差小于1%o,而一般的镜像电流源IC2与IREF的误差约为4%，可见威尔逊电流源的传输精度更高。

图F5-5 图FA6

??习题5-6 在图P56 中，假设三极管的^= 40,r be=8.2k Q, V CC=V EE=15V, R c=75k Q, R e=56k Q, R=1.8k

Q,R w=1k Q, R w的滑动端处于中点，负载电阻

①求静态工作点；

②求差模电压放大倍数；

③求差模输入电阻。

R L=30k Q。

解：

V EE U BEQ15 0.7 A

A

①0I BQ R U BEQ 2I EQ R e V EE I BQ mA 3.1 A

R 2(1)R e 1.8 2 (1 40) 56

I CQ I BQ 40 3.1 A 124 A 0.12mA

本题的意图是掌握长尾式差分放大电路的静态和动态分析方法。

i (i 乌2

C3 REF i

1 C3 I REF (1

U CQ V CC I CQ(R

W

R C) [15

U BQ=°I BQ R=(—3.1 106 1.8

(R C

R

W

2)//

0.12 (

2

75)]V 5.94V

103)V 5.58V

（对

地）

(75 1

2)//302

:50

R 「be 1.8 8.2

R id 2(R「be) [2 (1.8 8.2)]k 20k

（对

地）

? ? 习题 5-7 在图 P5-7 中，已知三极管的 100,仏=10.3k Q, V CC =V EE =15V , R c =36k Q, R e =27k Q, R=2.7k Q, R w =100 Q, R w 的滑动端处于中点，负载电阻

R L =18k Q ，试估算：

① 静态工作点； ② 差模电压放大倍数； ③ 差模输入电阻。 解：

E P5-7 E PS -9

??习题5-8为了实现差分放大电路的调零，通常采用在集电极回路加电位器

（见图P5-6）或在发射极回路

加电位器（见图P5-7）的办法，试比较二者的优缺点。

解：集电极回路加电位器调零比较简单，但静态调零后，动态仍有可能不平衡；电位器的阻值较大，通常为 几千欧至几十千欧。发射极加电位器调零由于引入负反馈，因此对静态和动态均有调零作用；所用电位器阻 值较小，一般为几十欧至几百欧；但引入负反馈后使电压放大倍数有所下降。

0 I BQ R U BEQ I E Q (号 2R e )

V EE

U BEQ

R W

V EE

I CQ

I BQ

100 U CQ

V CC

U BQ

=°

A d

R id (1 )(

2.6 A

1 CQ R C

[15

15 0.7

2

2R e ) 2.7 103 (1 100)(罟

260 A 0.26mA 0.26 36]V

5.64V (对地)

I BQ R =(—2.6 106

2.7 103)V 7mV (对地)

27 A 2.6 A

103)

R C 〃

R

L

2 100

36〃18

2

R r

be (1

)亍

2.7 10.3 (1 100)

3

100 10

2

40

R W

2[R % (1 P

(2.7 10.3 101 0.05)k

36 k

本题的意图是掌握长尾式差分放大电路的静态和动态分析方法。

? ?习题 5-9 在图 P5-9 所示的放大电路中， 已知 V CC =V EE =9V, R c =47k Q, R e =13k Q, R bi =3.6k Q, R b2=16k Q, R=10k Q,

负载电阻 R L =20k Q ，三极管的30,U BEQ =0.7V 。

① 试估算静态工作点； ② 估算差模电压放大倍数。 解:

? ?习题 5-10 已知图 P5-10 中三极管的 80,U BEQ =0.6V , V CC =V EE =15V , R c =20k Q, R e3=7.5k Q, R e4=750

Q, R c4=27k Q 。

① 试估算放大管的I CQ 和U CQ （对地）； ② 估算A d 、R id 和R o 。 ③ 若要求静态时放大管的 U CQ =12V （对地），则偏置电路的电阻 R 应为多大？

解：

① VT 3、VT 4为核心组成比例电流源，其基准电流为：

〔Rc 。乞墜蚯—5 匹 mA 1.06mA

R c4 R e4

27 0.75

R

e4

I CQ4 I Rc4 (1.06 0175

)mA 0.106mA 106 A

R e3

R e3 7-5

U“1

(V CC V EE )

R b2

兰(9 9)V

3.31V

3.6 16

I CQ1

I CQ2

U CQ1 U CQ2

I BQ1 I BQ2

r be

r bb

(1

U R b1

U BEQ3

R e

0.

5 I CQ3

°?5

V CC

I CQ1

I CQ1 R C

30

)26mV

I EQ

3319 mA 0.2mA 13

0.2mA 0.1mA (9 0.1

3.3 A r bb

26mV

I BQ

47)V

4.3V

(300 2

^^)

8179 8.2k

3.3 10 3

R C // R% A d

2

R r be

本题的意图是掌握恒流源式差分放大电路的静态和动态分析方法。

30

47//202

10 8.2

13.6

1 CQ3

1 CQ1 1 CQ2

1I CQ3

0.5 0.106mA 53 A

U CQ1 U CQ2

3

V CC I CQ 1R C 1

15 53 10

20 13.94V

②

r

be

r

bb

(1

)26mV

1

EQ1

r bb '

(1

x 26 mV

)~

[300 1

CQ 1

(1 80)

53 10

40k

本题是用比例电流源提供恒流的差分放大电路，本题的意图是对比例电流源和恒流源差分放大电路这两 种电路的分

析方法进行综合训练。

图 P5-10 图 P5-11

? ?习题5-11在图P5-11所示的电路中，设电流表的满偏转电流为 100卩A ，电表支路的总电阻 R M =2k Q, 两管的

50,V CC =V EE =6V , R c =5.1k Q, R e =5.1k Q, R = 10k Q 。试计算：

① 当U i =0时，每管的I BQ 和I CQ 各是多少？

② 接入电流表后，要使它的指针满偏，需要加多大的输入电压？ ③ 不接电流表时的开路电压放大倍数是多少

（输出取自两管集电极）；

④ 如果|U I |增加到2V ,这时会出现什么情况？你估计流过电流表的电流大概有多少？

⑤ 为了改善抑制零漂的性能，有人建议将 解：

R o 增大到100k Q,你认为是否合适？

V EE

U BEQ

6 0 6

八 八

① 1 BQ R U BEQ

2 1 EQ R e

V EE 1 BQ

A 10 A

R 2(1 )R e

10 2 (1 50) 5.1

Ad

80

20

40

40

Rd

2r be (2 40)k 80k R o

2R C (2 20)k

40k

③ U CQI V CC

I C Q1 R ci

1 CQ1

V CC

U CQ1

R CI

15 12

mA 0.15mA 150 A

20

1 CQ3

2I CQ 1 (2

150)

300 A 0.3mA

I CQ3

艮4

I R C 4

R e3

I Rc4

R e3

I

CQ3 R

e4

0.3)mA 3 mA

I Rc4

V CC

V EE

R C 4

U BE

R e4 V CC

V EE R C 4

I R C 4

U BE

R e4

(15 15

0.6

0.75)k 9.05k

R C

r be

无法达到电流表满偏时 100微安的要求。

本题的意图是对单单端输入、双端输出长尾式差分放大电路的静态和动态分析进行综合练习。

? ?习题5-12如果想用恒流源来代替图

P5-11中的R e ,且设恒流为0.5mA,试画出有关部分的电路图，并

定出原件参数。电源电压仍为土 6V ，不能改变。

解：

解决方法很多，右图为其中之一。

本题的意图是对恒流源式差分 放大电路的组成进行训练。

I CQ

I BQ (50 10) A

500 A 0.5mA

「be

r

bb '

「bb (1

[300 (1 50)兰]

2.952k

I CQ1

0.5

A d

50

r be

5.1〃 2

____ 2 10 2.95 3.23

U o

100 A 2k 200mV u o 200 mV R 1 —

62mV

V E

R C

R i 21 EQ 2I

CQ

50

5.1 19.7

I R e R e

V EE 1mA

当 |ui|=2V 时，设 ui=-2V , V EE U BEQ 2

Rh

~~)R e 10

I CQ2

10 2.95 0.5mA 1mA 5.1k 6V

则VT 1截止, 0.9V

VT ＞导电。此时,

6 0.6

(1 50) 5.1

A 20

I BQ 2 (50 20) A 1500 A 1mA

R C1

R C 2

R

R~ I CQ2

R C2 R M

5 1

(

1)mA 5.1 5.1 2

0.418mA

I BQ

V EE U BEQ 6 0.6

I CQ

R 2(1

)R e

10 2 (1 50) 100

I BQ (50 0.53) A 26.5 A

A 0.53 A

20. 5Lc