A.饱和,+UOppB.开环,-UOppC.闭环,-UOpp
9、差分放大电路(不接负载时)由双端输出变为单端输出,其差模电压放大倍数。
A.增加一倍B.减小一倍C.保持不变
10、多级放大电路在电路结构上放大级之间通常采用。
A.阻容耦合B.变压器耦合C.直接耦合D.光电耦合
11、理想运放的开环差模增益AOd为。
A.0B.1C.105D.∞
答案:
1、C2、A3、C4、A5、B6、C7、C8、C9、B10、C11、D
三判断下列说法是否正确(用√和×表示)
1、运放的输入失调电压是两输入端电位之差。
()
2、运放的输入失调电流是两端电流之差。
()
3、有源负载可以增大放大电路的输出电流。
()
4、在输入信号作用时,偏置电路改变了各放大管的动态电流。
()
5、一个理想差分放大电路,只能放大差模信号,不能放大共模信号。
6、集成运放只能放大直流信号,不能放大交流信号()
7、当理想运放工作在线性区时,可以认为其两个输入端“虚断”而且“虚地”。
()
8、差分放大电路的差模放大倍数愈大愈好,而共模放大倍数愈小愈好。
()
9、集成运放在开环应用时,一定工作在非线性区。
()
答案:
1、×2、√3、√4、×5、√6、×7、×8、√9、√
四计算题
4.1电路如图P4.1所示,已知三个三极管的参数均相等,其中β=100,UBE=0.7V,试求IC2
的值。
R
134KΩ
+
VCC
+15V
IC2
VT2
VT0
VT1
解:
由电路可知
图P4.1题4.1的图
I=VCC-UB=VCC-UBE2-UBE1=100uA
RRR
IC0=IC1=IC
IE2=IE1
IR=IC0+IB2
=IC0+IB1=IC
+
IC
I=⨯I≈I=100uA
C1+RR
4.2在图P4.2所示电路中,已知三个三极管的特性完全相同,>>2,反相输入端的输入电流为ii1,同相输入端的输入电流为ii2,试求:
(1)VT2的集电极iC2和VT3的基极电流iB3;
(2)求该电路的电压放大倍数Aui=Δuo/(ii1-ii2)。
C+VCC
ii1
iB3
uo
VT3
ui
图P4.2题4.2的图图P4.3题4.3的图
解:
(1)由于VT1和VT2为镜像关系,且>>2,所以有iC2≈iC1≈iI1;又由电路可知:
iB3≈iI1-iC2≈iI1-iI2
(2)输出电压的变化量和放大倍数分别为
∆uo=-∆iC3RC==-3∆iB3RC
Aui=∆uo/∆(iI1-iI2)≈∆uo/∆iB3=-3RC
4.3图P4.3所示电路是某集成运放电路的一部分,采用单电源供电,试分析以下问题:
(1)50uA和100uA电流源的作用;
(2)VT4的工作区(放大、截止或饱和);
(3)VT5和R的作用。
解:
(1)100uA电流源为VT1提供静态集电极电流,为VT2提供基极电流,并VT1的有源负载;50uA电流源为VT3提供射极电流,在交流等效电阻中等效为阻值非常大的电阻。
(2)VT4处于截止状态,因为uB4=uC1=uo+uR+uB2+uB3,uE4=uO,uB4>uE4。
(3)VT5和R构成保护电路,uBE5=iOR,未过流时VT5电流很小;过流时使iE5>50uA,
VT5更多的为VT3的基极分流。
4.4集成运放BG305偏置电路示意图如图P4.4所示,设VCC=VEE=15V,外接电阻R=100kΩ,其他电阻的阻值为R1=R2=R3=1kΩ,R4=2kΩ。
设三极管足够大,试估算基准电流IREF及各路偏置电流IC13、IC15、IC16。
图P4.4题4.4的图
解:
该电路为多输出比例电流源,其中基准电流为:
IREF
≈VCC+VEE-UBE
R+R
=0.29mA
各偏置电流分别为:
2
IC13=IC15≈IREF=0.29mA
IC16
≈R2⋅IR4
REF
=0.145mA
4.5在图P4.5所示电路中,VT1与VT2的特性完全相同,所有晶体管的β值均相同,RC1远大于二极管的正向电阻。
当ui1=ui2=0V时,uo=0V。
试回答下列问题:
(1)求解电压放大倍数的表达式;
(2)当有共模输入电压时,输出电压uo=?
简要说明原因。
+
VCC
Rc1
Rc1
VT3
VT1
ui
VT2
I
uo10
Rc2
-VEE
图P4.5题4.5的图图P4.6题4.6的图
解:
(1)在忽略二极管动态电阻的情况下
RC1
//rbe3
A=-
RC2
A=A∙A
Au1
=-
2
rbe1
u2
be3
uu1u2
(2)当由共模输入电压时,uo近
似为零,由于RC1>>rd,因此∆uc1≈∆uc2,
∆uBE3≈0
故uo≈0
4.6集成运放FC3原理电路的部分电路如图P4.6所示。
已知IC10=1.16mA,若要求
IC1=IC2=18.5A,试估算电阻R11应为多大。
设三极管的足够大。
解:
微电流源做有源负载,根据电路可以得到:
IC11≈IC1+IC2=2⨯18.5=37A
又对于微电流源有:
UT
lnIC10≈IIC11
C11
R11
将UT=26mV,
R11≈2.4kΩ
IC10=1.16mA,
IC11≈37A代入上面的式子可得:
4.7在图P4.7所示电路中,假设三极管的=100,rbe=10.3kΩ,VCC=VEE=15V,
Rc=75kΩ,Re=36kΩ,R=2.7kΩ,RWRL=18kΩ。
(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。
=100Ω,RW的滑动端位于中点,负载
解:
①静态工作点
图P4.7题4.7的图
IBQ=
VEE-UBEQ
R
=2.6A
R+(1+)(W+2R)
2e
ICQ=IBQ=0.26mA
UCQ=VCC-ICQRc=5.64V
UBQ=-IBQR=-7mV
②差模电压放大倍数:
双端输入、双端输出时,差模电压放大倍数等于单边放大电路的
电压放大倍数;所以有:
1
Ad=Au1=-
(Rc//2RL)
R+r+(1+)RWbe2
≈-40
③差模输入电阻:
差模输入电阻是两个单边放大电路输入电阻的串联。
所以有:
Rid
=2[R+rbe
+(1+)RW]=36kΩ2
4.8在图P4.8所示放大电路中,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=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静态工作点
图P4.8题4.8的图
URb1
=Rb1Rb1+Rb2
⋅(VCC
+VEE
)=3.3V
ICQ3
≈IEQ3
=URb1-UBEQ
Re
=0.2mA,I
CQ1
=ICQ2
=1I
2
CQ3
=0.1mA
IBQ1
=IBQ2
=ICQ1=3.3μA,U
CQ1
=UCQ2
=VCC
-
RcI
CQ1
=4.3V
UBQ1=UBQ2=-RIBQ1=-33mV
②差模电压放大倍数(双端输入、双端输出)
1
rbe
=rbb'+
26
IBQ1
≈8.1kΩ
Ad=Au1=-
(Rc//2RL)
R+rbe
≈-13.7
4.9在图P4.9所示差动放大电路中,假设Rc=30kΩ,Rs=5kΩ,Re=20kΩ,
VCC=VEE=15V,RL=30kΩ,三极管的=50,rbe=4kΩ,求:
(1)双端输出时的差模放大倍数Aud;
(2)改双端输出为从VT1的集电极单端输出,试求此时的差模放大倍数Aud;
(3)在
(2)的情况下,设Ui1=5mV,Ui2=1mV,则输出电压Uo=?
Ui1
RcRc
RL
+VCC
Ui2
+
VCC
VT1
VT2
Re
-VEE
Z
-VEE
图P4.9题4.9的图图P4.10题4.10的图
解:
(1)由于静态时
UBE+2IEQRe=VEE
所以有
IEQ
=0.3575mA
rbe
=300+(1+)26
I
≈4kΩ
EQ
所以当双端输出时,差模电压放大倍数为
1
Ad=Au1=-
(Rc//2RL)
rbe
=-50⨯(15//30)
4
≈-125
(2)若改双端输出为从VT1的集电极单端输出,试求此时的差模放大倍数为
A=A
=-1⨯⨯Rc=-1⨯50⨯30≈-187.5
du1
2rbe24
(3)在
(2)的情况下,设Ui1=5mV,Ui2=1mV,则输出电压为
Uo=Aud⨯uid=-187.5⨯(5-1)=-750mV
4.10在P4.10所示电路中,已知VCC
=VEE
=15V,三极管的均为20,UBEQ=0.7V,
rbe=1.2KΩ,RC=15KΩ,Re=3.3KΩ,R1=R2=R=2KΩ,滑动变阻器RW=200Ω,滑动
端调在中间,稳压管的UZ=4V,R1=20KΩ。
(1)试估算静态时的IBQ1,ICQ1和UCQ1
(对地);
(2)试估算放大电路的差模电压放大倍数Aud和差模输入电阻Rid,输出电阻Ro。
解:
(1)
I≈UZ-UBEQ3=4-0.7mA=1mA
EQ3
ICQ1=I
CQ2
Re
≈1I
2
EQ3
3.3
=0.5mA
IBQ1
=IBQ1
≈ICQ1=
1
0.5
20mA
25uA
UCQ1=UCQ2=VCC-ICQ1RC1=(15-0.5⨯15)V=7.5V(对地)
(2)
Aud
=
R+rbe
RC
+(1+)⨯0.5RW
=20⨯15
2+1.2+21⨯0.5⨯0.2
=-56.6
Rid=2[R+rbe+(1+)⨯0.5RW]=2[2+1.2+21⨯0.5⨯0.2]KΩ=10.6KΩ
RO=2RC=2⨯15KΩ=30KΩ
4.11在图P4.11所示电路中,设两个三极管参数相同:
均为60,UBEQ=0.7V,其中
VCC=12V
VEE=6V,RC1=RC2=10KΩ,Re=5.1KΩ,R1=R2=RW
∆Ui1=1V,∆Ui2=1.01V,计算:
(1)双端输出时,ΔUO=?
(2)从VT1单端输出时的ΔUO1=?
=2KΩ,RW滑动端在中点,
+VCC
+
∆Ui1
Rc1
c1
R1
VT1
RWR
+-2
∆uoR2
VT2
ui2
+
∆Ui2
-Re
-
-VEE
图P4.11题4.11的图
解:
(1)双端输出时,输出为差模信号放大输出,其差模电压放大倍数为
Aud
(RC
=-
RS
+
RW)2
+
rbe
静态时,
IE1
=IE2
=1I
2Re
因为I
≈6-0.7=5.3=1.04mA
Re5.1
所以
IE1
因为
=IE2
=1⨯1.04=0.52mA2
2626
rbe=300+(1+)
E
=300+(1+60)=3.35kΩ
0.52
所以
Aud
(RC
=-
RS
+
RW)2
+
rbe
=-60⨯(10+1)≈-1232+3.35
则
∆UO=(∆UI1-∆UI2)Aud
=(1-1.01)⨯(-123)=1.23V
(2)单端输出时,∆UO为差模电压和共模电压放大之和,其共模电压放大倍数为
A=-
(RC
+
RW)
2=-
60⨯(10+1)
≈-1.052
uc
S
+
rbe
+2(1+)Re
2+3.35+(60+1)⨯5.1
Aud
则
'=Aud=-61.52
∆UO
=(∆UI1
-
∆UI2
)Aud
'+(∆UI1+∆UI2)Auc
2
=(-0.01)⨯(-61.5)+1.005⨯(-1.052)=0.615-1.057≈-0.44V
4.12如图P4.12所示电路,三极管VT1、VT2和VT3的参数相同,β=50,UBEQ=0.7V,RC1=RC2=10KΩ,Re=1.5KΩ,Rb3=Rb4=8.2KΩ,R3=3.9KΩ,R1=R2=5KΩ,Rb1=Rb2=330KΩ,RW=0.1KΩ,,VCC=VEE=15V,稳压管VDZ的稳定电压为7.5V,且动态电阻很小,RW滑动端在中点。
计算:
(1)VT1、VT2和VT3静态时的IC和UCE;
(2)差模电压放大倍数和共模电压放大倍数;
(3)差模输入电阻和输出电阻。
+
VCC
-VEE
解:
(1)先求VT3静态时的IC3:
图P4.12题4.12的图
设Rb3两端的电压为UB3,UB3是稳压管稳定电压UZ被Rb3和R4分压所得,又由于Rb3=R4所以
UB3
所以
=1U
2Z
=1⨯7.5=3.75V2
I=UB3-UBE3=3.75-0.7≈2mA
E31.5
IC3≈IE3=2mA
又IE1=IE2≈IC1=IC2,IE1+IE2=IC3
所以I=I=1I=1mA
C1C22C3
静态时VT1和VT2的基极电位为零,所以有
UCE2=UCE1=VCC-RC1IC1+UBE1=15-10⨯1+0.7=5.7V
而UCE3=VCC-RE3Re-UBE3=15-2⨯1.5-0.7=11.3V
(2)因为电路是双端输出,又有
r=r
=r=300+(1+)26=300+51⨯26≈1.63kΩ
be1
be2be
TE1
所以差模电压放大倍数为
A=-RC1
Rb21+rbe+(1+)
=-50⨯10=-54.4,
RW5+1.63+51⨯0.05
2
Auc=0
(3)
差模输入电阻和输出电阻分别为
Rid
=2[Rb21
+
rbe
+(1+)RW]=2⨯(5+1.63+51⨯0.05)≈18.4kΩ2
RO=2RC=2⨯10=10kΩ
4.13试分析图P4.13中各复合管的接法是否正确。
如果认为不正确,请扼要说明原因;如果接法正确,说明所组成的复合管的类型(NPN或PNP),指出相应的电极,并列出复合管的和rbe的表达式。
(a)(b)(c)(d)
图P4.13题4.13的图
4.14通用型运放F747的内部电路如图P4.14所示,试分析:
(1)偏置电路由哪些元件组成?
基准电流约为多少?
(2)哪些是放大管,组成几级放大电路?
每级各是什么基本电路?
(3)VT19、VT20和R8组成的电路的作用是什么?
解:
(a)不正确,iE1与iB2方向不一致;
(b)不正确,iC1与iB2方向不一致;
(c)正确,类型为PNP管;
(d)不正确,iE1与iB2方向不一致