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VCC=VEE=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IREF以及输入级放大管的电流IC1、IC2。 解：VT4、VT3、R组成镜像电流源，流过R的基准电流IREF为： IREF?VCC?VEE?UBE15?15?0.7??A?29.3?A

R1 IC3?IREF11?2足够大??????IC3?IREF?29.3?A

?129.3IC3??A?14.7?A 22 VT1、VT2为差分对管，则有： IC1?IC2?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VEE=6V，R5=85Ω，R6=68Ω，R7=1.7kΩ。设三极管的β足够大，试问VT1、VT2的静态电流IC1、IC2为多大？ 解：

VT5、VT6为核心组成比例电流源，其基准电流IR7为：

IR7?0?2UBE?(?VEE)0?2?0.7?6?A?2.6mA

R6?R768?1700R6R68IC6?6IR7?(?2.6)mA?2.08mA R5R58511IC5??2.08mA?1.04mA 22IC5?VT1、VT2为差分对管，则有： IC1?IC2?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VCC=VEE=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IREF以及各路偏置电流IC13、IC15和IC16。

1

解：

此电路为多路比例电流源，其基准电流IREF为： IREF?VCC?VEE?UBE15?15?0.7?mA?0.29mA?290?A

R?R2100?1各路电流源电流值为：

IC13?IC15?R1IC14?IC14?IREF?290?A R2IC16?R2R1IC14?2IREF??290?A?145?A R4R42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IC10＝1.16mA,若要求IC1=IC2＝18.5μA，试估算电阻R11应为多大。设三极管的β足够大。 解：

若要求IC1=IC2＝18. 5μA，则IC11＝18. 5μA×2＝37μA，有公式：UTlnIC10?IC11R11，则 IC11IC10UT26?10?31.16?10?33R11?ln?(?ln)??2.42?10??2.42k? ?6?6IC11IC1137?1037?10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IC1=IC2=IC，β1＝β2＝β3＝β，试证明： Ic3?IREF(1?解：IC32) 2β＋2β＋2?IE3?1???????????IC32IE3?IC2?IB1?IB2?IC(1?)?2???IC(1?)?IC

?1??1??2?

IC1?IREF?IB3?IREF?2

IC3??IC

?IC3IC32??2?(IREF?)?IC3?IREF(1?2)

?1????2??2IC2?IREF11?2）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?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,rbe=8.2kΩ，VCC=VEE=15V，Rc=75kΩ，Re=56kΩ，R=1.8kΩ，Rw=1kΩ， Rw的滑动端处于中点，负载电阻RL=30kΩ。

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 0?IBQR?UBEQ?2IEQRe??VEE?IBQ?VEE?UBEQR?2(1??)Re?15?0.7mA?3.1?A

1.8?2?(1?40)?56 ICQ??IBQ?40?3.1?A?124?A?0.12mA UCQ?VCC?ICQ(RW1?RC)?[15?0.12?(?75)]V?5.94V22?63（对地）

UBQ＝0?IBQR＝(－3.1?10?1.8?10)V??5.58V(对地)

② Ad???(RC?RW2R?rbe)//RL(75?1)//302??40?22??50

1.8?8.2③ Rid?2(R?rbe)?[2?(1.8?8.2)]k??20k?

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。

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◆◆ 习题 5-7 在图P5-7中，已知三极管的β＝100,rbe＝10.3kΩ，VCC=VEE=15V，Rc=36kΩ，Re=27kΩ，R=2.7kΩ，Rw=100Ω， Rw的滑动端处于中点，负载电阻RL=18kΩ,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：

0?IBQR?UBEQ?IEQ(①

?IBQRW?2Re)??VEE2 VEE?UBEQ15?0.7??A?2.6?AR100?2?27?103)R?(1??)(W?2Re)2.7?103?(1?100)?(22 ICQ??IBQ?100?2.6?A?260?A?0.26mA UCQ?VCC?ICQRC?[15?0.26?36]V?5.64V?63 （对地） UBQ＝0?IBQR＝(－2.6?10?2.7?10)V??7mV(对地)

2??40

② Ad???RC//RL2RR?rbe?(1??)W2??100?36//18100?10?32.7?10.3?(1?100)?2③ Rid?2[R?rbe?(1??)RW]?2?(2.7?10.3?101?0.05)k??36k? 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 5-8 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。

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◆◆ 习题 5-9 在图P5-9所示的放大电路中，已知VCC=VEE=9V，Rc=47kΩ，Re=13kΩ，Rb1=3.6kΩ，Rb2=16kΩ，R=10kΩ，负载电阻RL=20kΩ,三极管的β＝30,UBEQ=0.7V。

① 试估算静态工作点； ② 估算差模电压放大倍数。 解：

① URb1?Rb13.6(VCC?VEE)??(9?9)V?3.31V

Rb1?Rb23.6?16 ICQ3?IEQ3?URb1?UBEQ3Re?3.31?0.7mA?0.2mA

13ICQ1?ICQ2?0.5ICQ3?0.5?0.2mA?0.1mA UCQ1?UCQ2?VCC?ICQ1RC?(9?0.1?47)V?4.3V IBQ1?IBQ2?ICQ1?0.1mA?3.3?A 30?② rbe?rbb'?(1??)26mV26mV26?rbb'??(300?)??8179??8.2k? ?3IEQIBQ3.3?10Ad???RC//RLR?rbe2??30?47//202??13.6

10?8.2 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,UBEQ=0.6V，VCC=VEE=15V，Rc=20kΩ，Re3=7.5kΩ，Re4=750Ω，Rc4=27kΩ 。

① 试估算放大管的ICQ和UCQ(对地)； ② 估算Ad、Rid和Ro。

③ 若要求静态时放大管的UCQ=12V(对地)，则偏置电路的电阻R应为多大？ 解：

① VT3、VT4为核心组成比例电流源，其基准电流为： IRc4?VCC?VEE?UBE15?15?0.6?mA?1.06mA

Rc4?Re427?0.75Re4R0.75ICQ4?IRc4e4?(1.06?)mA?0.106mA?106?A Re3Re37.51ICQ3?0.5?0.106mA?53?A 2ICQ3?ICQ1?ICQ2?UCQ1?UCQ2??VCC?ICQ1RC1?15?53?10?3?20?13.94V

② rbe?r'?(1??)26mV?r'?(1??)26mV?[300?(1?80)26]??40k?

bbbbIEQ1ICQ153?10?3

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