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=1MΩ(需外接)。

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

解：V T4、VT3、R组成镜像电流源，流过R的基准电流IREF为：AARUVVI BEEECCREFμμ3.2917.01515=-+=-+=AIIIIREFCREFCμββ3.2921133=≈−−−→−+=足够大VT1、VT2为差分对管，则有：AAIIICCCμμ7.1423.2921321≈≈==本题的意图是理解镜像电流源的工作原理和估算方法。

◆◆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，R5=85Ω，R6=68Ω，R7=1.7k Ω。

设三极管的β足够大，试问V T1、V T2的静态电流I C1、I C2为多大？解：VT5、VT6为核心组成比例电流源，其基准电流IR7为：mAARRVUI EEBER6.217006867.02)(2767≈++⨯-=+---=mAmAIRRIRRIRCC08.2)6.28568(7566565=⨯=≈=VT1、VT2为差分对管，则有：mAmAIIICCC04.108.22121521=⨯===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＝100kΩ，其他的阻值为R1=R2=R3=1kΩ，R4=2kΩ。

设三极管β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。

解：此电路为多路比例电流源，其基准电流IREF 为： A mA mA RR U V V I BE EE CC REF μ29029.011007.015152=≈+-+=+-+=各路电流源电流值为：A I I I R R I I REF C C C C μ2901414211513=≈=== A A I R R I R R I REF C C μμ1452902142144216=⨯=≈=本题的意图是练习多路比例电流源的估算方法。

◆◆ 习题 5-4 图 P5-4是集成运放FC3原理电路的一部分。

已知I C10＝1.16mA,若要求I C1=I C2＝18.5μA ，试估算电阻R 11应为多大。

设三极管的β足够大。

解：若要求I C1=I C2＝18. 5μA ，则I C11＝18. 5μA ×2＝37μA ，有公式：11111110lnR I I I U C C C T ≈，则 Ω=Ω⨯=Ω⨯⨯⨯⨯⨯=≈----k I I I U R C C C T 42.21042.2)10371016.1ln 10371026(ln 3636311101111 本题的意图是理解微电流源的工作原理和估算方法。

◆◆ 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。

设I C1=I C2=I C ，β1＝β2＝β3＝β，试证明： )2221(23β＋＋β-=REF c I I 解：ββββββββ++=++=−−−−−−−→−+=+=++=121)21(13)21(332123CC C I I I I I E C I I I I I C B B C EC C REF B REF C I I I I I I =-=-=β331)2221(12)(2333++-=⇒++-=⇒βββββREF C C REFC I I I I I本题的意图是说明威尔逊电流源比一般的镜像电流源（β2112.3.51822+=REFC I I P 页图教材）具有更高的传输精度。

若β＝50，可算得IC3与IREF 的误差小于1‰，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。

◆◆ 习题 5-6 在图P56中，假设三极管的β＝40,r be =8.2k Ω，V CC =V EE =15V ，R c =75k Ω，R e =56k Ω，R=1.8k Ω，R w =1k Ω， R w 的滑动端处于中点，负载电阻R L =30k Ω。

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。

解：① A mA R R U V I V R I U R I eBEQ EE BQ EE e EQ BEQ BQ μβ1.356)401(28.17.015)1(220≈⨯+⨯+-=++-=⇒-=---mA A A I I BQ CQ 12.01241.340≈=⨯=≈μμβ （对地）V V R R I V U C W CQ CC CQ 94.5)]7521(12.015[)2(=+⨯-=+-=)(58.5)108.1101.3(036对地－＝＝VV R I U BQ BQ -=⨯⨯⨯--② 502.88.1230//)2175(402//)2(-≈++⨯-=++-=beLWC d r R R R R A β③ Ω=Ω+⨯=+=k k r R R be id 20)]2.88.1(2[)(2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 5-7 在图P5-7中，已知三极管的β＝100,r be ＝10.3k Ω，V CC =V EE =15V ，R c =36k Ω，R e =27k Ω，R=2.7k Ω，R w =100Ω， R w 的滑动端处于中点，负载电阻R L =18k Ω,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：①AA R R R U V I V R R I U R I e W BEQ EE BQEE e WEQ BEQ BQ μβ6.2)102722100()1001(107.27.015)22)(1()22(033≈⨯⨯+⨯++⨯-=+++-=⇒-=+--- mA A A I I BQ CQ 26.02606.2100≈=⨯=≈μμβ （对地）V V R I V U C CQ CC CQ 64.5]3626.015[=⨯-=-=)(7)107.2106.2(036对地－＝＝mVV R I U BQ BQ -≈⨯⨯⨯--② 40210100)1001(3.107.2218//361002)1(2//3-≈⨯⨯+++⨯-=+++-=-Wbe LC d Rr R R R A ββ③ Ω=Ω⨯++⨯=+++=k k R r R R Wbe id 36)05.01013.107.2(2]2)1([2β 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 5-8 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。

本题的意图是通过比较，了解差分放大电路两种常用的调零方法的优缺点。

◆◆ 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 Ω，R e =13k Ω，R b1=3.6k Ω，R b2=16k Ω，R=10k Ω，负载电阻R L =20k Ω,三极管的β＝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：① V V V V R R R U EE CC b b b R b 31.3)99(166.36.3)(2111≈+⨯+=++=mA mA R U U I I eBEQ R EQ CQ b 2.0137.031.33331≈-=-=≈mA mA I I I CQ CQ CQ 1.02.05.05.0321=⨯≈≈= V V R I V U U C CQ CC CQ CQ 3.4)471.09(121=⨯-=-==A mA I I I CQ BQ BQ μβ3.3301.0121≈=≈= ② Ω≈Ω=Ω⨯+=+=++=-k I mV r I mV r r BQ bb EQ bb be 2.88179)103.326300(2626)1(3''β 6.132.810220//47302//-≈+⨯-=+-=beLC d r R R R A β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。

◆◆ 习题 5-10 已知图P5-10中三极管的β＝80,U BEQ =0.6V ，V CC =V EE =15V ，R c =20k Ω，R e3=7.5k Ω，R e4=750Ω，R c4=27k Ω 。

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： mA mA R R U V V I e c BE EE CC Rc 06.175.0276.01515444≈+-+=+-+≈A mA mA R R I I R R I e e Rc CQ e e CQ μ106106.0)5.775.006.1(3444343==⨯=≈=A mA I I I CQ CQ CQ μ53106.05.021321=⨯=≈= V R I V U U C CQ CC CQ CQ 94.132010531531121=⨯⨯-=-===-② Ω≈Ω⨯++=++≈++=-k I mV r I mV r r CQ bbEQ bb be 40]105326)801(300[26)1(26)1(311''ββ40402080-=⨯-=-=be C dr R A βΩ=Ω⨯==k k r R be id 80)402(2 Ω=Ω⨯==k k R R c o 40)202(2③ A mA mA R U V I R I V U C CQ CC CQ C CQ CC CQ μ15015.0201215111111==-=-=⇒-= mA A A I I CQ CQ 3.0300)1502(213==⨯==μμmA mA I R R I R R I I R R I CQ e e Rc e e Rc CQ e e CQ 3)3.075.05.7(34343444343=⨯=≈⇒≈=Ω=Ω--+=--+=⇒+-+≈k k R I U V V R R R U V V I e Rc BE EE CC c e c BE EE CC Rc 05.9)75.036.01515(444444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。