第06章集成电路运算放大器解读

6.6已知几个集成运放的参数如表6.6所示,试分别说明它们各属于哪种类
型的运放。
表6.6
解:A 1为通用型运放,A 2为高精度型运放,A 3为高阻型运放,A 4为高速型运放。
6.7多路电流源电路如图6.7所示,已知所有晶体管的特性均相同,U B E均为
0.7V。试求I C 1、I C 2各为多少。
图6.7
(1运放的输入失调电压U I O是两输入端电位之差。( (2运放的输入失调电流I I O是两端电流之差。( (3运放的共模抑制比c
d
CMR A A K
( (4有源负载可以增大放大电路的输出电流。(
(5在输入信号作用时,偏置电路改变了各放大管的动态电流。(解:(1× (2√ (3√ (4√ (5×
6.3电路如图6.3所示,已知β1=β2=β3=100。各管的U B E均为0.7V ,试求
图6.11
解:R W滑动端在中点时T 1管和T 2管的发射极静态电流分析如下:
mA 517.02222
e W
BEQ EE EQ
EE e EQ W
EQ BEQ ≈-==+⋅+R R U V I V R I R I U +
A d和R i分析如下:
Ω≈++=-≈++-
=Ω≈++=k 5.201(2972
1( k 18.5mV
I C 2的值。
图6.3
解:分析估算如下:
100BE1
BE2CC =--=
R
U U V I R μ A
β
C
C B1C0B2C0E1
E2C
C1C0I I I I I I I I I I I I R +
=+=+====
1001C =≈⋅+=
R R I I I β
β
μ A
6.4通用型集成运放一般由几部分电路组成,每一部分常采用哪种基本电
((
(4d ds2m I2I1ds4ds2O I2I1s O
u r r g u u r r i u u u A ∥∥≈-∆∆-=-∆∆=
同理,图(b所示电路的电压放大倍数(4d ds2m s u r r g A ∥≈
6.9电路如图6.9所示,具有理想的对称性。设各管β均相同。
(1说明电路中各晶体管的作用;
解:根据集成运放的开环差模增益,可求出开环差模放大倍数
5
od od 10
dB 100lg 20==A A
当集成运放工作在线性区时,输出电压u O =A o d u I ;当A o d u I超过±14V时,u O不是+14V ,就是-14V。故u I (即u P -u N为10μV、100μV、1mV、1V和-10μV、-100μV、-1mV、-1V时,u O分别为1V、10V、14V、14V、-1V、-10V、-14V、-14V。
=∆∆⋅+-
=∆βββ
所以A d的表达式为
be
W
c I
O
d 2
( r R R u u A +
-=∆∆=
β
比较结果可知,两种情况下的A d完全相等;但第二种情况下的
C21C u u ∆∆>。
6.11图6.11所示电路参数理想对称,晶体管的β均为50,
'
bb r =100Ω,UBEQ
≈0.7。试计算RW滑动端在中点时T1管和T2管的发射极静态电流IEQ ,以及动态参数Ad和Ri。
对输出级的要求:带负载能力强,最大不失真输出电压尽可能大。对偏置电路的要求:提供的静态电流稳定。
6.5已知一个集成运放的开环差模增益A o d为100dB ,最大输出电压峰-峰值
U o p p =±14V ,分别计算差模输入电压u I (即u P -u N
为10μV、100μV、1mV、1V和-10μV、-100μV、-1mV、-1V时的输出电压u O。
6.18电路如图6.18所示,T 1与T 2管为超β管,电路具有理想的对称性。选
择合适的答案填入空内。
(1该电路采用了。
A .共集-共基接法
B .共集-共射接法
C .共射-共基接法(2电路所采用的上述接法是为了。
A .增大输入电阻
B .增大电流放大系数
C .展宽频带
(3电路采用超β管能够。A .增大输入级的耐压值B .增大放大能力C .增大带负载能力(4T 1与T 2管的静态压降约为。
图6.9
图6.10
解:(1R W的滑动端在中点时A d的表达式为
be
W
c I
O
d 2
( r R R u u AΒιβλιοθήκη +-=∆∆=β
(2R W的滑动端在最右端时
I
be
W
c C2C1O I
be
c
C2I be
W c C12( 2 2
( u
r R R u u u u r R u u r R R u ∆⋅+
-
=∆-∆=∆∆⋅+
261(W be i W
be c
d EQ
bb'be R r R R r R A I r r ββββ
6.12电路如图6.12所示,T1管和T2管的β均为40,rbe均为3k Ω。试问:
若输入直流信号uI1=20mv ,uI2=10mv ,则电路的共模输入电压uIC=?差模输入电压uId=?输出动态电压△
∥∥
6.15试写出图6.15所示电路A d和R i的近似表达式。设T 1和T 2的电流放大
系数分别为β1
和β
2,b-e间动态电阻分别为r b e 1和r b e 2。
图6.15
解:A d和R i的近似表达式分别为
]1([21(2
(b e 2
1b e 1i b e 2
11be L
c 21
d r r R r r R R A ββββ++=++-≈∥
6.13电路如图6.13所示,晶体管的β=50,'bb r =100Ω。
(1计算静态时T 1管和T 2管的集电极电流和集电极电位; (2用直流表测得u O =2V ,u I =?若u I =10mv ,则u O =?
图6.13
解:(1用戴维宁定理计算出左边电路的等效电阻和电源为
V
5 , k 67.6CC L
图6.17
(1求解电压放大倍数的表达式;
(2当有共模输入电压时,u O =?简述理由。解:(1在忽略二极管动态电阻的情况下
2
1be3
c22be13be c112
u u u u u A A A r R A r r R A ⋅=⋅
-=⋅
-≈ββ∥
(2当有共模输入电压时,u O近似为零。由于R c 1>>r d ,△u C 1≈△u C 2,因此△u B E 3≈0,故u O ≈0。
c L
'
CC L c 'L =⋅+=
Ω≈=V R R R V R R R ∥
静态时T 1管和T 2管的集电极电流和集电极电位分别为
V
15V
23.3mA
265.02CC CQ2'
L CQ 'CC CQ1e
BEQ
EE EQ CQ CQ2CQ1==≈-==-≈
≈==V U R I V U R U V I I I I
6.16电路如图6.16所示,T 1和T 2的低频跨导g m均为2mA/V。试求解差模
放大倍数和输入电阻。
图6.16
解:差模放大倍数和输入电阻分别为A d =-g m R D =-40 R i =∞
6.17电路如图6.17所示,T1与T2管的特性相同,所有晶体管的β均相同,
Rc1远大于二极管的正向电阻。当uI1=uI2=0V时,uO =0V。
(4集成运放的输入级采用差分放大电路是因为可以。A .减小温漂B .增大放大倍数C .提高输入电阻
(5为增大电压放大倍数,集成运放的中间级多采用。A .共射放大电路B .共集放大电路C .共基放大电路
解:(1C (2B (3C (4A (5A
6.2判断下列说法是否正确,用“√”或“×”表示判断结果填入括号内。
6.1选择合适答案填入空内。
(1集成运放电路采用直接耦合方式是因为。A .可获得很大的放大倍数B .可使温漂小C .集成工艺难于制造大容量电容(2通用型集成运放适用于放大。A .高频信号B .低频信号C .任何频率信号
(3集成运放制造工艺使得同类半导体管的。A .指标参数准确B .参数不受温度影响C .参数一致性好
解:因为T 1、T 2、T 3的特性均相同,且U B E均相同,所以它们的基极、集电极电流均相等,设集电极电流为I C。先求出R中电流,再求解I C 1、I C 2。1000
BE BE4CC =--=
R
U U V I R μ A
R
R I I I I I I I I I ⋅+++=
++=++
=+=3
1( 31322
V 9.2V
327.0O 1CQ O I d O ≈∆+=-≈=∆u U u u A u
6.14电路如图6.14所示,T1~T5的电流放大系数分别为β1~β5,b-e间动
态电阻分别为rbe1~rbe5,写出u A、Ri和Ro的表达式。
图6.14
解: u A、R i和R o的表达式分析如下:
{}
{}
5
A .0.7V
B . 1.4V
C .不可知解:(1C (2C (3B (4A
6.19电路如图6.18所示,试问:为什么说D 1与D 2的作用是减少T 1与T 2