差动放大电路和集成运算放大电路例题解析

第5章 差动放大电路和集成运算放大电路例题解析

例5.1 具有集电极调零电位器R p 的差动式放大电路如图5.1所示。已知β=50，V BE1=V BE2=0.7V ，当R p 置中点位置时，求电路的静态工作点。

解：静态时v i1=v i2=0，有

0)(011=-----EE e E BE B b V R I V I R

一般可以认为11BE B b V I R <<，所以

mA k V

V R V V I e EE BE E 13.147.015)(1=Ω

-=---≈

mA I I I I E E C C 5.02

1

112==≈=

A mA mA

I I I C B B μβ1001.050

5.0112=====

V V I R R V V I R R V V V BE C P C CC E

C P C CC CE CE 2.8)()2

1

()21

(1111112=--+-=-+-==

从以上分析可知，该电路的静态工作点为Q （10μA ，0.5 mA ，8.2 V ）。下面检验开始分析时的条件

1

1BE B b V I R <<是否成立。

因为V V A k I R B b 7.001.01011<<=⨯Ω=μ

显然，由于基极电流I B 很小，一般11BE B b V I R <<是成立的，即计算时可以不考虑1B b I R 。

例5．2 图5.2是一个单端输出的差动放大电路。指出1，2两端哪个是同相输入端，哪

图5.1

图5.3.10 带电流源的差动式放大电路

R b

R b

个是反相输入端，并求该电路的共模抑制比K CMR 。设V CC ＝12V ，-V EE ＝-6V ，R B ＝10 k Ω，R E ＝6．2k Ω，R C ＝5．1k Ω，晶体管β1＝β2＝50，r bb ’l ＝r bb ’2＝300Ω，V BEl ＝V BE2＝0．7V 。

解 由于输出V o 与1端输入信号反相，所以1端是反相输入端，2端是同相输入端。

静态时，每管的静态电流等于流过 R E 上电流的一半，即

mA R V V I I I E EE BE E Q C Q C 42.02

.627.062)(21

121≈⨯-=---≈=

=

Ω

≈++=++=k I r r CQ

bb be 4.342.026

)501(30026)1('β

差模放大倍数 5.9)

4.310(21

.550)

(2≈+⨯=

+=

be B C

Vd r R R A β

共模放大倍数 4.022

.62514.3101

.5502)1(≈⨯⨯++⨯=

+++=

E

be B C

VC R r R R A ββ

共模抑制比 8.234

.05

.9===

VC d V CMR A A K 例5．3 图5.3所示电路，设器件参数为'bb r ＝100，β＝100。 (1)求静态工作点电流Q C Q C I I 21、，静态工作点电压V CElQ ，V CE2Q ；

(2)求差模放大倍数d V A ；

(3)当v i 为一直流电压16mV 时，计算VT l ，VT 2集电极对地的直流电压。

解 1. R E

上

的

电

压

V V V V BE z R E 6.47.03.53=-=-=

2.

mA R V I E

R E E 17

.46

.43≈=

=

图5.2

图5.3

45.91.55.01221=⨯-=-==C CQ CC Q C Q C R I V V V

7.0-=E V

2.107.045.9121≈+=-==E Q C Q CE Q CE V V V V

(2) Ω≈++=++=k I r r CQ

bb be 3.55.026

)1001(10026)

1('β

差模放大倍数 965300

5100

100=⨯=

=

be

C

Vd r R A β

(3)v i 为16mV 直流电压，经放大后为V mV v A v i Vd O 54.115361696==⨯== VT l 集电极电压V V V V O Q C C 68.854.121

45.92111=⨯-=-

= VT 2集电极电压V V V V O Q C C 2.1054.12

1

45.92122=⨯+=+

= 例 5.4 电路如图5.4所示。试求单端输出时的差模电压放大倍数A Vd 1、共模电压增益放

大倍数A VC 1、共模抑制比和共模输入电阻。

解： 输入共模信号时，r o 中将流过2倍的射极电流，所以共模电压增益为

差模电压增益为

]

)1([21e be C

Vd R r R A ββ++-

=

共模抑制比为

]

)1([2)

2)(1(11e be o e be VC Vd CMR R r r R r A A K ββ+++++==

共模输入电阻为

例5．5 图5.5所示电路，理想运算放大电路的工作情况均满足深负反馈条件，求输出V O 的表达式。

解 理想运算放大电路工作于线性状态时，利用虚短和虚断条件以及相关电路分析方法进行分析推导，是求解电路输出电压与输入电压间函数关系的基本途径。

根据运算放大电路A 2输入端虚断和虚短路的条件，有：

O O V R R R V 4

34

2+=

图5.4