集成电子技术基础教程
第二篇模拟电子电路
第三章集成运算放大器
2.3.1 集成运算放大器概述
通过半导体集成工艺，在很小的硅片上制成的一种
高增益、直接耦合式、多级放大器。
最早应用于模拟信号的运算。
目前广泛应用于信号测量、信号处理、信号产生和变换中，是现代电子电路中最基本的组成单元。
技术指标有：
电压增益、输入/输出电阻、共模抑制能力、
温度/噪声系数、频率效应等。
在理想条件下，集成运算放大器可以等效成一个
电压控制电压源（VCVS）。
一、集成运放的典型结构
输入级：差分放大电路
低温漂、高共模抑制比、高输入电阻 中间级：CE（CS）电路
高电压增益
输出级：互补对称式射极跟随器结构
低输出电阻、较强带负载能力 偏臵电路：恒流源电路
静态工作点合适、稳定，功耗低
二、集成运放的主要特点同一硅片
相同工艺
芯片面积小
功耗很低
无法制造
大容量电
容采用直接耦合方式
元件参数具有良好的
一致性和同向偏差
采用结构对称
为特征的电路
工作电流极小
(如几~几十微安)
采用微电流源作为
偏臵及有源负载
电路符号
低频小信号模型
R id→∞理想运放
R od→0
A od→∞
2.3.2 集成运放中的电流源偏臵电路
一、基本镜像电流源
T 1和T 2参数和特性完全相同，T 1管的V CE =V BE =0.7V ，保证不进入饱和区。所以有：B
L C1I I I β==使I C 1和I L 呈镜像关系—镜像电流源
βC1
C1B C1REF BE CC REF 22I I I I R V V I ?
+=+=-=REF
C12I I ?+=β
β当2>>βREF
BE
CC REF C1L R V V I I I -=
≈=该电路具有一定的温度补偿作用
↑
T ↑
C1I ↑L I R REF 压降增加
↓
B V ↓
B I ↓L I
二、跟随型镜像电流源
?由电阻R
REF
确定参考电流I
REF
；
?两只特性完全相同的晶体管
T1、T2组成镜像电流源；
?T
３
管作为射极跟随器，
减小输出电流与参考电流的误差；
?R
e3
用来增大T
３
管的工作电流，
提高T
３
管的电流放大系数；
REF
C1
C2
L
I
I
I
I≈
=
=
REF
CC
REF
BE
CC
2
R
V
R
V
V
≈
-
=
β
+
=
1
E3
B3
I
I
β
+
=
1
2
B1
I
)
1(
2
C1
β
β+
=
I
?温度补偿作用。
三、多路电流源
e3
E3BE3e2E2BE2e1E1BE1e E BE R I V R I V R I V R I V +=+=+=+e3
E3e2E2e1E1e E R I R I R I R I ≈≈≈e3
C3e2C2e1C1e REF R I R I R I R I ≈≈≈当参考电流I REF 确定后，在各支路串入不同的射极电阻，可得到不同的输出电流。
T 10、T 11微电流源
T 5、T 6、T 7三管电流源
T 8、T 9镜像电流源
输入级中间级输出级
2.3.3 差分放大电路
差分放大器为克服直接耦合放大器的零点漂移而推出。是集成运算放大器中十分重要的一级放大器。
一、基本电路形式和工作原理
?由参数对称的元件组成对称电路；
?T 1 、T 2管构成共射极放大电路；?恒流源电路；?两组直流电源；?两个输入端；?两个输出端。
从结构可以看出，该电路有： 两种输入方式
双端输入
两输入端同时对地输入信号。单端输入：
一端接地，另一端输入信号。
两种输出方式
双端输出：
输出信号取自两个集电极。单端输出：
输出信号取自一个集电极对地信号。
这一结构的指导思想是能有效地解决温度漂移（零点漂移问题）
I C1Q ＝I C2Q ＝I E = I 0 / 2V O1Q ＝V O2Q ＝V CC －I CQ R c V OQ ＝V O1Q －V O2Q ＝0V E ＝－V BE ＝－0.7V
直流分析
由于电路结构对称，元件参数和特性相同，及恒流源作射极偏臵，
因而温度变化时V C1Q 、V C2Q 始终相等，V OQ ＝0，有效地抑制温漂和零漂。
?若恒流源换成电阻？
?
?
差模成分反映被测信号的变化，需要进一步放大。
共模成分反映测量的初始条件或外界干扰，需要加以抑制。
?被测信号的输入方式单端输入方式、双端输入方式 差分放大电路的工作原理?差模信号I2
I1Id v v v ?-?=?两个输入信号之差?共模信号
2I2
I1Ic v v v ?+?=
?两个输入信号平均值2
Id
Ic I2v v v ?-
?=?2
Id
Ic I1v v v ?+
?=??输入信号
只考虑差模信号的输入；
差分放大电路的输入端加上两个幅度相同、极性相反的信号。
对差模信号进行放大、对共模信号进行抑制。
?差分放大电路的输入
2
Id
Ic I2v v v ?-
?=?2
Id
Ic I1v v v ?+
?=?{
Ic Id O c O d O v A v A v v v vc vd ??+??=?+?=??差分放大电路的输出?差模输入方式
?共模输入方式
只考虑共模信号的输入；
差分放大电路的输入端加上两个幅度相同、极性相同的信号。?差分电路特点
【例2.3.1】
?
?
已知差分放大电路：Δv I1 = 5.01 V 、Δv I2 = 4.99 V ，A v d ＝－80，A v c ＝－0.01，求Δv O
解：
V
02.02I 1I d I =?-?=?v v v V
0.52
2
I 1I c I =?+?=?v v v Ic
Id O v A v A v vc vd ??+??=?V
65.10.5)01.0(02.080-=?-+?-=
二、差分放大电路动态性能指标的计算（A 、R i 、R o ）
?
?
差模电压放大倍数：输出电压的差模部分与输入电压的差模部分之比。
差模输入时的交流通路
I2
I1Od
Id Od d v v v v v A v ?-??=
??=?
?
2 1Id
I I v
v v
?=
?
-
=
?
be
c
Id
Od1
d12r
R
β
v
v
A
v
-
=
?
?
=
be
c
Id
Od2
d22r
R
v
v
A
v
β
+
=
?
?
=
be
c
Id
O
d r
R
v
v
A
v
β
-
=
?
?
=
O2
O1
Od
O
O2
O1
2
2v
v
v
v
v
v
?
-
=
?
=
?
=
?
?
-
=
?
be
Id
be
I1
B2
B12r
v
r
v
i
i
?
=
?
=
?
-
=
?
c
B1
O d1
O1
R
i
v
v?
-
=
?
=
?β
c
B2
O d2
O2
R
i
v
v?
-
=
?
=
?β
2
Id
I2
I1
v
v
v
?
=
?
-
=
?
2
be
L
Id O d r R v v A v '-
=??=β2
//L c L
R R R ='be Id
Id
id 2r i v R =??= 差模输入电阻：
c1
o 2R R = 差模输出电阻：be
L c d12)
//(r R R A v β-
=
[]
0e be B10e
E1be B1Ic )1(22R r i R i r i v β++?=?+?=?Ic
I2I1v v v ?=?=? 共模参数
c
B c
C Oc1O1R i R i v v ?-=?-=?=?β0
OC O O1O2=?=??=?v v v v 0e
be c
Ic Oc1c2c1)1(2R r R v v A A v v ββ++-
=??==0
Ic
Oc
c =??=v v A v A v c 在一定程度上反映差分放大电路抑制共模干扰和温漂的能力，A v c 越小，则抑制温漂能力越强。
第二篇 第3章习题 题2.3.1 某集成运放的一个偏置电路如图题2.3.1所示，设T 1、T 2管的参数完全相同。问： (1) T 1、T 2和R REF 组成什么电路？ (2) I C2与I REF 有什么关系？写出I C2的表达式。 图题2.3.1 解：(1) T 1、T 2和R 2组成基本镜像电流源电路。 (2) I C2与参考电流I REF 相同，REF BE CC REF C R V V I I -==2 题2.3.2 在图题2.3.2所示的差分放大电路中，已知晶体管的β =80，r be =2 k Ω。 (1) 求输入电阻R i 和输出电阻R o ； (2) 求差模电压放大倍数vd A 。 图题 2.3.2 解：(1) 该电路是双端输入双端输出电路，所以差模输入电阻：
1.4)05.02(2)(2=+?=+=e be i R r R k Ω 差模输出电阻为：R o =2R c =10 k Ω (2) 差模电压放大倍数为：6605 .0812580)1(-=?+?-=β++β-=e be c vd R r R A 题2.3.3 在图题2.3.3所示的差动放大电路中，设T 1、T 2管特性对称，β1=β2=100，V BE =0.7V ，且r bb ′=200Ω，其余参数如图中所示。 (1) 计算T 1、T 2管的静态电流I CQ 和静态电压V CEQ ，若将R c1短路，其它参数不变，则T 1、T 2管的静态电流和电压如何变化？ (2) 计算差模输入电阻R id 。当从单端（c 2）输出时的差模电压放大倍数2 d A =?； (3) 当两输入端加入共模信号时，求共模电压放大倍数2 c A 和共模抑制比K CMR ； (4) 当v I1=105 mV ，v I2=95 mV 时，问v C2相对于静态值变化了多少？e 点电位v E 变化了多少？ 图题2.3.3 解：(1) 求静态工作点： m A 56.010 2101/107122)1/(1=?+-=+β+-=e b BE EE CQ R R V V I V 7.07.010100 56.01-≈-?-=--=BE b BQ E V R I V V 1.77.01056.012=+?-=--=E c CQ CC CEQ V R I V V 若将R c1短路，则 m A 56.021==Q C Q C I I （不变） V 7.127.0121=+=-=E CC Q CE V V V
第一篇 第2章习题 题 1.2.1 有二个晶体管，一个200=β，A I CEO μ200=；另一个50=β， A I CEO μ10=，其余参数大致相同。你认为应选用哪个管子较稳定？ 解： 选β=50，I CEO =10μA 的管子较稳定。穿透电流大，电流放大系数也大的管子稳定性较差。 题 1.2.2 有甲、乙两个三极管一时辨认不出型号，但可从电路中测出它们的三个未知电极X 、Y 、Z 对地电压分别为：甲管V V X 9=，V V Y 6=，V V Z 7.6=；乙管V V X 9-=，V V Y 6-=，V V Z 2.6-=。试分析三个电极中，哪个是发射极、基极和集电极？它们分别是NPN 型还是PNP 型，是锗管还是硅管？ 解： 甲管为NPN 型硅管，其中X 为C 极，Y 为E 极，Z 为B 极； 乙管为PNP 型锗管，其中X 为C 极，Y 为E 极，Z 为B 极。 题1.2.3 从图题1.2.3所示各三极管电极上测得的对地电压数据中，分析各管的类型和电路中所处的工作状态。 （1）是锗管还是硅管？ （2）是NPN 型还是PNP 型？ （3）是处于放大、截止或饱和状态中的哪一种？或是已经损坏？（指出哪个结已坏，是烧断还是短路？）[提示：注意在放大区，硅管V V V V E B BE 7.0≈-=，锗管V V BE 3.0≈，且V V V V E C CE 7.0>-=；而处于饱和区时，V V CE 7.0≤。]
图题1.2.3 解：该题中的锗管还是硅管，看V BE 是0.7V 还是0.3V ，0.7V 是硅管，0.3V 左右是锗管，也可以看第二个英文字母，如果第二个字母是D 、C 则通常为硅管，如果第二个字母是A 、则为锗管。第三个英文是高频管还是低频管，还是开关管或是大功率管。（G 是高频管、K 是开关管、X 是低频管、D 是大功率管），据此有： (a) NPN 硅管，工作在饱和状态； (b) PNP 锗管，工作在放大状态； (c) PNP 锗管，管子的b-e 结已开路； (d) NPN 硅管，工作在放大状态； (e) PNP 锗管，工作在截止状态； (f) PNP 锗管，工作在放大状态； (g) NPN 硅管，工作在放大状态； (h) PNP 硅管，工作在临界饱和状态。 题1.2.4 图题1.2.4所示电路中，设晶体管的50=β，V V BE 7.0=。 （1）试估算开关S 分别接通A 、B 、C 时的B I 、C I 、CE V ，并说明管子处于什么工作状态。 （2）当开关S 置于B 时，若用内阻为10 k Ω的直流电压表分别测量BE V 和CE V ，能否测得实际的数值？试画出测量时的等效电路，并通过图解分析说明所测得的电
第五章放大器的频率响应 习题类型 5.1 频率响应的基本概念 5.3 增益函数的零点、极点概念 5.2及.4～5.6 利用增益函数极点求解电路转折频率 5.7～5.12及5.16～5.20 利用时间常数法求解电路转折频率 5.13～5.15 求解BJT的频率参数 5.1某单级阻容耦合共射放大电路中频电压增益A vm=40dB，通频带为20Hz～20KHz，最大不失真电压范围为－3V～+3V。 （1）若输入电压v i=20sin（2π×103）mV，输出电压幅值v om是多少？是否会出现失真？（2）若输入为谐波频率范围在1kHz～30kHz的非正弦波，其最大幅值为50mV，输出电压v o是否失真？若失真，属于什么失真？ 解: （1）V om=V i m A v m=20×100=2×103mV=2V， 且不会出现失真。 （2）会出现失真，非线性失真和频率失真。 5.2某放大电路当输入信号频率在f =5～40kHz范围时，电压增益为100，而当f=500kHz 时，增益降为10。求该放大电路上转折频率f H。 解: 由题意有： 解出： 5.3某放大电路增益函数为，指出A(s)的极点和零点并求中 频段增益A m（dB）。 解: 极点为：－107，－108，－5×108（rad/s） 有限零点为：1010，1012（rad/s） ∵A（s）极点数>零点数，且 ∴ A（s）=A H（s）
···· 5.4某放大电路电压增益函数， 求出其中频电压增益A v m及下转折频率f L、上转折频率f H。 解: ∵ A v(s) 极点数>零点数， 且， ∴ A v(s) 是全频段增益函数。 低频极点 p1=－10；p2=－20； 高频极点 p1=－105；p2=－2×105； 令低频极点s→∞，高频极点s→0，A v(s) →A vm=400 又：s→jω ,
第五章习题 题2.5.1 静态RAM与动态RAM相比，各有什么特点? 比较内容静态RAM 动态RAM 存储容量较大存储容量更大 功耗较大更小 存取速度快更快 题RAM，则： (1)该RAM有几根数据线? (2)该RAM有几根地址线? 解：一个基本存储单元存放有一位二进制信息，一个字节为8位二进制信息，32768=215=212×8=212 ×23。所以： (1) 有8根数据线； (2) 有12根地址线，一次访问一个字节，即8位数据。 题2.5.3 RAM的容量为256×４字位，则： (1)该RAM有多少个存储单元? (2)该RAM每次访问几个基本存储单元? (3)该RAM有几根地址线? 解：一个基本存储单元存放有一位二进制信息，所以1024字位容量就有： (1) 1024个基本存储单元； (2) 由四个基本存储单元组成一个4位的存储单元，所以，该存储器每次访问4个基本存储 单元； (3) 有256=28，所以有8根地址线。 题2.5.4 试用256×４字位的RAM，用位扩展的方法组成一个256*8字位的RAM，请画出电路图。 解：256×４字位的RAM只有4位数据线，要扩大成8位时应采用位扩展的方法实现。将8位地址线、片选线、读/写控制线并联，RAM（1）的4位作扩展后8位的高4位，RAM（2）的4位作为扩展后的低4位，组成扩展后的8位数据输出。其扩展的连接电路如图所示： 题2.5.5 C850是64*1字位容量的静态RAM，若要用它扩展成一个128*4字位容量的RAM，需要几块C850?并画出相应的电路图。 解：该题原地址为64=26为6位，现要有128=27，需用7位地址线，因此要用地址扩展；数据线只有1位，现需要4位数据，同时要进行数据位扩展；所以要有8块C850是64*1字位容量的静态RAM。其连接后的电路如图所示：
第五章 功率放大电路 教学目的 1、了解功率放大电路的特殊要求。 2、掌握集成功率放大电路的特点。 3、掌握OTL 和OCL 互补对称电路的工作原理。 本章要点 1、OTL 和OCL 功率放大电路 2、集成功率放大器 教学内容 1、功率放大电路的特点 2、推挽功率放大器 3、OTL 和OCL 功率放大电路 4、集成功率放大器 功率放大电路与电压放大器的区别是，电压放大器是多级放大器的前级，它主要对小信号进行电压放大，主要技术指标为电压放大倍数、输入阻抗及输出阻抗等。而功率放大电路则是多级放大器的最后一级，它要带动一定负载，如扬声器、电动机、仪表、继电器等，所以，功率放大电路要求获得一定的不失真输出功率。 1．功率放大电路的特点 功率放大电路的任务是向负载提供足够大的功率，这就要求①功率放大电路不仅要有较高的输出电压，还要有较大的输出电流。因此功率放大电路中的晶体管通常工作在高电压大电流状态，晶体管的功耗也比较大。对晶体管的各项指标必须认真选择，且尽可能使其得到充分利用。因为功率放大电路中的晶体管处在大信号极限运用状态，②非线性失真也要比小信号的电压放大电路严重得多。此外，功率放大电路从电源取用的功率较大，为提高电源的利用率，③必须尽可能提高功率放大电路的效率。放大电路的效率是指负载得到的交流信号功率与直流电源供出功率的比值。 2．功率放大电路的类型 甲类功率放大电路的静态工作点设置在交流负载线的中点。在工作过程中，晶体管始终处在导通状态。这种电路功率损耗较大，效率较低，最高只能达到50％。 乙类功率放大电路的静态工作点设置在交流负载线的截止点，晶体管仅在输入信号的半个周期导通。这种电路功率损耗减到最少，使效率大大提高。 甲乙类功率放大电路的静态工作点介于甲类和乙类之间，晶体管有不大的静态偏流。其失真 (b) 乙类
第5章 放大电路的频率响应 自测题 一、选择正确答案填入空内。 (1)测试放大电路输出电压幅值与相位的变化，可以得到它的频率响应，条件是( A )。 A.输入电压幅值不变，改变频率 B.输入电压频率不变，改变幅值 C.输入电压的幅值与频率同时变化 (2)放大电路在高频信号作用时放大倍数数值下降的原因是( B )，而低频信号作用时放大倍数数值下降的原因是( A )。 A.耦合电容和旁路电容的存在 C.半导体管的非线性特性 B.半导体管极间电容和分布电容的存在 D.放大电路的静态工作点不合适 (3)当信号频率等于放大电路的f L 或f H 时，放大倍数的值约下降到中频时的( B )。 A. 0.5倍； B. 0.7 倍； C. 0.9 倍 即增益下降( A )。 A. 3dB B. 4dB; C. 5dB (4)对于单管共射放大电路，当f =f L 时，U o 与U i 相位关系是( C )。 A . + 45o B. ?90o C. ?135o 当f =f H 时，U o 与U i 相位关系是( C )。 A . ? 45o B. ?135o C. ?225o 二、电路如图T5.2 所示。已知：V CC =12V ；晶体管的C μ=4pF ，f T =50MHz , '100bb r =Ω，β0 ＝80 。试求解：(1)中频电压放大倍数usm A ；(2) ' C π；(3)L f 和H f ；(4)画出波特图。 图T5.2 解图T5.2 解：(1)静态及动态的分析估算： 22.6CC BEQ BQ b V U I A R μ-= ≈; (1) 1.8EQ BQ I I mA β=+≈ 3CEQ CC CQ c U V I R V =-≈; '26(1) 1.17b e EQ mV r k I β=+? ≈Ω
第五章 放大电路的频率响应 自测题 一、（1）A （2）B A （3）B A （4）C C 二、（1）静态及动态分析估算： ∥178)(A mA/V 2.69k 27.1k 27.1k 17.1mV 26) 1(V 3mA 8.1)1(A μ6.22c be e b'i s i us T EQ b be i e b'bb'be EQ bb'e b'c CQ CC CEQ BQ EQ b BEQ CC BQ -≈-?+=≈=Ω ≈=Ω ≈+=Ω ≈++=≈-=≈+=≈-=R g r r R R R U I g R r R r r r I r r R I V U I I R U V I m m ββ （2）估算‘πC ： pF 1602)1(pF 214π2) (π2μc m 'μT e b'0 μπe b'0T ≈++=≈-≈+≈C R g C C C f r C C C r f πππββ （3） Hz 14)π(21 kHz 175π21 567)()(i s L 'π H s b b'e b'b s b b'e b'≈+=≈=Ω ≈+≈+=C R R f RC f R r r R R r r R ∥∥∥ （4）dB 45lg 20sm ≈u A ，频率特性曲线略。 三、（1）60 103 （2）10 10
（3）) 10j 1)(10j 1)(10j 1(j 100)10j 1)(10j 1)(j 10 1(1054543 f f f f f f f ++++++或 习题 5.1（1）1 )π(21 C r R R be b S ∥+ ① ① （2）''')](π[21 π C R R r r S b bb e b ∥∥+ ① ① ① ③ 5.2 ) 10j 1)(10j 1( 3.2j )10j 1)(j 10 1(32 55f f f A f f A u u ++-=++-= 或 5.3 ) 105.2j 1)(10j 1)(j 1(10)105.2j 1)(j 10 1)(j 1 1(10052 5?+++=?+++=f f f f A f f f A u u －或 5.4 （1）直接耦合； （2）三级； （3）当f ＝104Hz 时，φ’＝－135o ；当f ＝105Hz 时，φ’＝－270o 。 5.5 kHz 13131.1 )105.21(10' H H 3 53 ≈≈?+=f f f j A u 5.6 （1） Hz 10Hz 10100 ) 10j 1)(10j 1(10 j 1005H L m 5==-=++?-=f f A f f f A u u （2）图略。
第一篇 第1章习题 题1.1.1 有一电流控制电流源电路如图题1.1.1所示，图中 i s I I β=，50=β，Ω=k R L 2。当mA I i 1.0=时，试计算L R 两端 的电压o V 和功率o P 。 图题1.1.1 解：负载电阻R L 两端电压为： V k R I R I V L i L S O 1021.050=??===β 负载电阻上消耗的功率为：mW R V R I V I P L O L S O S O 5022==== 题1.1.2 有一电压控制电流源电路如图题1.1.2所示，图中 i m s V g I =，V mA g m 5=，Ω=k R L 2。当V V i 0.1=时，试计 算L R 两端的电压o V 和功率o P 。 图题1.1.2 解：电阻阻端的电压为：V V mA R V g R I V L i m L S O 1021/5=??=== 负载电阻上消耗的功率为：mW R V R I V I P L O L S O S O 5022==== 题1.1.3 电路如图题1.1.3所示，分析在下述条件下各二极管的通断情况。设二极管D 的导通压降V D =0.7 V ，求出D 导通时电流I D 的大小。 （1）V CC1= 6 V ，V CC2= 6 V ，R 1= 2 k Ω，R 2= 3 k Ω；
（2）V CC1= 6 V ，V CC2= 6 V ，R 1=R 2= 3 k Ω； （3）V CC1= 6 V ，V CC2= 6 V ，R 1= 3 k Ω，R 2= 2 k Ω。 图题1.1.3 解：（1）求出二极管两端的开路电压，如开路电压使二极管正偏，则二极管导电，然后再求出流过二极管的电流。 二极管开路后流过R 1和R 2的电流：mA R R V V I CC CC 4.25 12 2121==++= ， 则二极管两端的开路电压V IR V V IR V CC CC 2.11122=-=-=，由于二极管两端开路电压大于0.7V ，所以二极管导电,导电后，二极管二端压降为0.7V 。此时流过二极管的电流用 戴维南等效电路计算。 mA I D 417.02 .17 .02.1≈-= （2）当R 1=R 2=3K 时，二极管开路时流过过两电阻电流为： mA R R V V I CC CC 26 12 2121==++= 则二极管两端的开路电压V IR V V IR V CC CC 01122=-=-=，所以二 极管截 止，流过二极管的电流为零。 （3）当R 1=3K 、R 2=2K 时，二极管开路时流过过两电阻电流为仍
集成电子技术基础教程 第二篇模拟电子电路 第五章放大电路的频率响应与稳定性分析
2.5.1 频率响应概述 ?前面所讨论的放大器将被放大信号的频率锁定在音频（中频）范围（20～20kHz）范围。 ?此时动态分析时，外电路的耦合电容作短路处理，器件内的结电容作开路处理。 ?但若频率升高或降低，则耦合电容、结电容不能作上述的理想化处理。 ?此时，就需要涉及对信号频率的响应问题。
一、通频带和频率失真 在整个频带内，放大器电压增益的复函数为： ) (|)(|) ()()(. i . o . . ω?ωωωω∠== v v A V V A 幅频特性相频特性 1 低频段中频段高频段中频增益带宽 下限频率 上限频率 H L H f f f BW ≈-=放大器电压增益下降为中频增益的（0.707）倍 对应频率为上、下限频率。 2 1
在实际应用中，放大器的输入信号不是单一频率的信号，而是包含多种频率成分，可以表示为： ∑==N k k k t V v 1 i i ) sin(2ω经放大后的输出电压为： ∑=+=N k k k vk k t A V v 1 . i o ) sin(||2?ω下的电压增益 k ω附加相移 为了实现高保真的放大，必须做到、为常数。 ||. vk A k k ω??当增益不是常数时，称幅频失真。 ?附加相移不相同时，称相频失真。?两者都是线性失真，有时总称频率失真。 ?注意与晶体管非线性特性引起的饱和和截止失真不同。
二、一阶RC 电路的频率响应 ?一阶RC 低通滤波电路（积分电路） 输出电压和输入电压传输比为: H i .. o . 111111 f f j RC j C j R C j V V A v += +=+==ωωωRC f π21 H = 写成幅模形式: | ) (11| ||2 H . f f A v +=2 H . ) (1lg 20||lg 20f f A v +-=对数幅频特性 ) arctan(H f f -=?对数相频特性
第二篇 第8章习题 题2.8.1 说明仪用放大器和程控放大器各有什么特点，它们分别应用于什么场合。 解：仪用放大器具有高输入阻抗、高增益、高共模抑制比、低温漂、低噪声、低输出电阻等特性，适用于强噪声背景下低频微弱信号的测量。程控放大器具有放大倍数可由程序控制的特点，适用于多通道或多参数的数据采集系统。 题2.8.2 三运放构成的精密放大器如图题2.8.2所示，试写出v O 的表达式。 图题2.8.2 解：运放A1和A2组成双端输入、双端输出的差分放大器 12313 12121222 ()(1)()o o I I I I R R R R R v v v v v v R R +++-= -=+- 运放A3构成减法运算电路 12f f o o o f f f R R R v v v R R R R R R +=+++ 所以有：))()(1(2123 10I I f v v R R R R R v --++ = 题 2.8.3 图题2.8.3所示的电路中，设A 1、A 2为理想运放，且R 1=R 2=R 3=R 4=R 。试求： ?/=??=I O v v v A 图题2.8.3
解：设21I I I v v v ?=?-?，则3 1114 (1)2o I I R v v v R ?=+ ??=?， 又因为 221 12 o I I o v v v v R R ?-??-?= ，即221o I I o v v v v ?-?=?-?， 2122o I I v v v ?=?-?，所以. 21 2o o v I I I v v A v v v ??= ==??-? 题2.8.4 图题2.8.4所示的电路中，设A 1、A 2、A 3均为理想运放，试求： (1) 该电路的差模电压增益A vd =Δv O /Δv I =? (2) 由A 1、A 2组成的第一级放大电路的共模放大倍数A c1为多少？若A 1、A 2、A 3的K CMR1=K CMR2= K CMR3=70dB ，该两级电路总的共模抑制比K CMR 又为多少？ 图题2.8.4 解：(1) 差模电压增益：63))(21(54 1202010' 0201'0' -=-+=-???-=??= R R R R v v v v v v v v A I I vd 又因为' 101110100 I I v v κκΩ= ≈MΩ+Ω 所以： '10.63100o o vd I I v v A v v ??= =?=-?? (2) 因第一级放大电路的共模增益为1，即11C A =。 两级放大电路总的共模抑制比：为输入级的差模放大倍数与输出级的共模抑制比之乘积。 2 3121 27020lg(1)7026.496.4CMR CMR vd R K K A dB dB dB dB dB R =?=++ =+=
121 第二篇 第1章习题 题2.1.1 在图题2.1.1（a ）所示的共发射极放大电路中，三极管的输出和输入特性曲线如图（b ）（c ）所示。 （1）用图解法分析静态工作点Q （BQ I 、BEQ V 、CQ I 、CEQ V ）； （2）设V t v i ωsin 2.0=，画出B i 、C i 和CE v 的波形，并从图中估算电压放大倍数。[提示：为方便分析，可将图（a ）中的输入回路用戴维宁定理化简。] 图题2.1.1 解：（1）当输入为零时(静态)，将输入回路画成单回路后求出输入回路方程，将该方程作在管子的输入特性曲线上，由交点决定了BQ I 、BEQ V ；写出输出回路负载线方程，将该方程作在管子的输出特性上，由IBQ 对应的输出特性曲线和负载线交点决定CQ I 、CEQ V 。 其中 ?21212 10110110 BB BB b b b V V R V R R = ?=?=++ ' 12//10//1109.17b b b R R R K ===Ω 所以，输入回路负载方程：
122 '' 19.17BEQ BB BQ b BQ V V I R I =-=- 该方程作在输入特性曲线上如图： 由图得到： 32BQ I A μ≈ 0.7C E Q V V = 输出回路方程为： 123CEQ CC CQ C CQ V V I R I =-=- 作在输出特性上后： 从图上求得： 2.1CQ I mA =， 5.8CEQ V V = （2）在动态情况下，加在管子be v 上的电压用载维宁定律等效后： ' 112110 0.2sin 0.183sin 10110 I be b b b v v R t tV R R ωω= ?=?=++ 等效电阻仍为：' 12//10//1109.17b b b R R R K ===Ω 作动态负载线（它平行于静态时负载线），求得动态A t i b μωsin 18≈（如图）