答案模拟集成电路基础
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第一部分考试试题第0章绪论1.什么叫半导体集成电路?2.按照半导体集成电路的集成度来分,分为哪些类型,请同时写出它们对应的英文缩写?3.按照器件类型分,半导体集成电路分为哪几类?4.按电路功能或信号类型分,半导体集成电路分为哪几类?5.什么是特征尺寸?它对集成电路工艺有何影响?6.名词解释:集成度、wafer size、die size、摩尔定律?第1章集成电路的基本制造工艺1.四层三结的结构的双极型晶体管中隐埋层的作用?2.在制作晶体管的时候,衬底材料电阻率的选取对器件有何影响?。
3.简单叙述一下pn结隔离的NPN晶体管的光刻步骤?4.简述硅栅p阱CMOS的光刻步骤?5.以p阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些不足?6.以N阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些优缺点?并请提出改进方法。
7. 请画出NPN晶体管的版图,并且标注各层掺杂区域类型。
8.请画出CMOS反相器的版图,并标注各层掺杂类型和输入输出端子。
第2章集成电路中的晶体管及其寄生效应1.简述集成双极晶体管的有源寄生效应在其各工作区能否忽略?。
2.什么是集成双极晶体管的无源寄生效应?3. 什么是MOS晶体管的有源寄生效应?4. 什么是MOS晶体管的闩锁效应,其对晶体管有什么影响?5. 消除“Latch-up”效应的方法?6.如何解决MOS器件的场区寄生MOSFET效应?7. 如何解决MOS器件中的寄生双极晶体管效应?第3章集成电路中的无源元件1.双极性集成电路中最常用的电阻器和MOS集成电路中常用的电阻都有哪些?2.集成电路中常用的电容有哪些。
3. 为什么基区薄层电阻需要修正。
4. 为什么新的工艺中要用铜布线取代铝布线。
5. 运用基区扩散电阻,设计一个方块电阻200欧,阻值为1K的电阻,已知耗散功率为20W/c㎡,该电阻上的压降为5V,设计此电阻。
第4章TTL电路1.名词解释电压传输特性开门/关门电平逻辑摆幅过渡区宽度输入短路电流输入漏电流静态功耗瞬态延迟时间瞬态存储时间瞬态上升时间瞬态下降时间瞬时导通时间2. 分析四管标准TTL与非门(稳态时)各管的工作状态?3. 在四管标准与非门中,那个管子会对瞬态特性影响最大,并分析原因以及带来那些困难。
芯片基础--模拟集成电路设计智慧树知到课后章节答案2023年下山东工商学院山东工商学院第一章测试1.跟数字集成电路设计一样,目前高性能模拟集成电路的设计已经能自动完成。
A:错 B:对答案:错2.模拟电路许多效应的建模和仿真仍然存在问题,模拟设计需要设计者利用经验和直觉来分析仿真结果A:对 B:错答案:对3.模拟设计涉及到在速度、功耗、增益、精度、电源电压等多种因素间进行折衷A:错 B:对答案:对4.CMOS电路已成为当今SOC设计的主流制造技术。
A:错 B:对答案:对5.MOSFET的特征尺寸越来越小,本征速度越来越快(已可与双极器件相比较),现在几GHz~几十GHz的CMOS模拟集成电路已经可批量生产。
A:错 B:对答案:对6.相对于数字电路来说,模拟集成电路的设计更加基础,更加灵活。
A:错 B:对答案:对7.片上系统,又称SOC,其英文全称是:A:System Operations CenterB:System on ChipC:Separation of concernsD:System of computer答案:System on Chip8.互补金属氧化物半导体,英文简称CMOS,其英文全称为:A:Complementary Machine Of SemiconductorB:Complementary Metal Oxide SemiconductorC:Complementary Metal Oxide SystemD:Cargo Machine Of Semiconductor答案:Complementary Metal Oxide Semiconductor9.模拟数字转换器, 英文简称ADC, 英文全称为:A:Ambulance to Digital ConverterB:Ambulance to Destination ConverterC:Analog-to-Digital ConverterD:Analog-to- Destination Converter答案:Analog-to-Digital Converter第二章测试1.MOS器件的源端和漏端不可以共用,不可以互换。
1+X集成电路理论模拟练习题+答案一、单选题(共40题,每题1分,共40分)1、芯片完成编带并进行清料后,会将完成编带的芯片放在( )上。
A、已检查品货架B、待检查品货架C、待外检货架D、合格品货架正确答案:B答案解析:芯片完成编带并进行清料后,将将编带盘、随件单放入对应的中转箱中,并将中转箱放在待检查品货架上等待外观检查。
2、利用平移式分选设备进行芯片检测时,芯片在该区域的操作完成后会进入()区域。
A、分选B、待测C、上料D、测试正确答案:A3、晶圆检测工艺对环境的其中一项——温度的要求范围是( )℃。
A、22±3B、20±5C、25±3D、20±3正确答案:A答案解析:晶圆检测工艺对环境的要求:测试车间符合10万级洁净区标准,温度常年保持在22±3℃,湿度保持在45±15%。
4、编带过程中,在进行热封处理后,需要进行( )环节。
A、芯片放入载带B、密封C、编带收料D、光检正确答案:C答案解析:转塔式分选机进行编带的步骤是:芯片光检→载带移动→热封处理→编带收料→清料。
5、平移式分选机设备的上料步骤正确的是:( )。
A、待测芯片上料→吸嘴转移芯片→空料盘替换B、吸嘴转移芯片→待测芯片上料→空料盘替换C、空料盘替换→待测芯片上料→吸嘴转移芯片D、吸嘴转移芯片→空料盘替换→待测芯片上料正确答案:A答案解析:平移式分选机设备的上料步骤为:待测芯片上料→吸嘴转移芯片→空料盘替换。
6、单晶炉中籽晶轴的作用是( )。
A、保证炉内温度均匀分布及散热B、带动籽晶上下移动和旋转C、起支撑作用D、提供一个原子重新排列标准正确答案:B答案解析:籽晶轴的作用是带动籽晶上下移动和旋转;籽晶的作用是提供一个原子重新排列的标准;坩埚外的高纯石墨坩埚托起支撑作用;炉腔可以保证炉内温度均匀分布及散热。
7、晶圆贴膜过程中,需要外加一个(),它起到支撑的作用。
A、晶圆基底圆片B、晶圆贴片环C、蓝膜支撑架D、固定挂钩正确答案:B答案解析:在贴膜过程中,需要外加一个厚度与晶圆一致但环内径比晶圆直径大的金属环,也就是晶圆贴片环。
拉扎维教材第三章答案中文版(纯手写)
PART1
最近重新温习拉扎维,参考英文版答案顺便教材手动整理下教材课后习题,部分习题加入了一些自己的想法和备注。
欢迎各位学弟学妹下载,不过请不要照抄答案!因为没有扫描仪器,用手机照的相片。
这一部分是第三章作业的前一半的题目,也请大家尊重本人劳动成果,可以下载,但请不要随意下载后再上传,谢谢大家!
PART2
另外3.11题目可参考3.10
注明:如有错误之处欢迎指正。
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PART3
答案照片在下面
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集成电路基础知识单选题100道及答案解析1. 集成电路的英文缩写是()A. ICB. CPUC. PCBD. ROM答案:A解析:集成电路的英文是Integrated Circuit,缩写为IC。
2. 以下不属于集成电路制造工艺的是()A. 光刻B. 蚀刻C. 焊接D. 扩散答案:C解析:焊接通常不是集成电路制造的核心工艺,光刻、蚀刻和扩散是常见的制造工艺。
3. 集成电路中,负责存储数据的基本单元是()A. 晶体管B. 电容器C. 电阻器D. 触发器答案:D解析:触发器是集成电路中用于存储数据的基本单元。
4. 以下哪种材料常用于集成电路的制造()A. 玻璃B. 塑料C. 硅D. 铝答案:C解析:硅是集成电路制造中最常用的半导体材料。
5. 集成电路的发展遵循()定律A. 摩尔B. 牛顿C. 爱因斯坦D. 法拉第答案:A解析:集成电路的发展遵循摩尔定律。
6. 集成电路封装的主要作用不包括()A. 保护芯片B. 散热C. 提高性能D. 便于连接答案:C解析:封装主要是保护、散热和便于连接,一般不能直接提高芯片的性能。
7. 在数字集成电路中,逻辑门是由()组成的A. 二极管B. 三极管C. 场效应管D. 晶闸管答案:C解析:场效应管常用于数字集成电路中构成逻辑门。
8. 以下哪种集成电路属于模拟集成电路()A. 微处理器B. 计数器C. 放大器D. 编码器答案:C解析:放大器属于模拟集成电路,其他选项通常属于数字集成电路。
9. 集成电路的集成度是指()A. 芯片面积B. 晶体管数量C. 工作频率D. 功耗答案:B解析:集成度通常指芯片上晶体管的数量。
10. 集成电路设计中,常用的硬件描述语言有()A. C 语言B. Java 语言C. VerilogD. Python 语言答案:C解析:Verilog 是集成电路设计中常用的硬件描述语言。
11. 以下关于集成电路测试的说法错误的是()A. 可以检测芯片的功能是否正常B. 可以提高芯片的可靠性C. 测试只在生产完成后进行D. 有助于筛选出不合格的芯片答案:C解析:集成电路测试在生产过程的多个阶段都可能进行,不只是在生产完成后。
………密………封………线………以………内………答………题………无………效……电子科技大学二零XX 至二零XX 学年第X 学期期终考试模拟集成电路原理课程考试题 A 卷(120分钟)考试形式:开卷考试日期20XX 年月日课程成绩构成:平时10 分,期中0 分,实验10 分,期末80 分一二三四五六七八九十合计一.选择题(共20题,每题2分,共40分)1.对于MOS管, 当W/L保持不变时, MOS管的跨导随漏电流的变化是( B )A. 单调增加B. 单调减小C. 开口向上的抛物线D.开口向下的抛物线.2. 对与MOS器件,器件如果进入饱和区, 跨导相比线性区将( A )A增加 B.减少 C不变 D 可能增加也可能减小3. 在W/L相同时, 采用”折叠”几何结构的MOS管较普通结构的MOS管, 它的栅电阻( C )A 增大B 不变C 减小D 可能增大也可能减小4. 关于衬底PNP,下列说法正确的是( A )A.所有衬底PNP集电极电压必须相同.B.所有衬底PNP发射极电压必须相同.C.所有衬底PNP基极电压必须相同.D.所有衬底PNP各个电极电压可以任意设定5. 对于扩散电阻, 其宽度越大, 则电阻值越易做得( A )A 精确, B误差大, C 误差可大可小, D电阻间的相对误差大.6. 室温下, 扩散电阻阻值的温度系数为( A )A 正, B零, C负, 可正可负7.在集成电路中决定互联线宽度的因素有( A )A.大电流密度限制.B.Si-Al互熔问题.C.互联线的温度系数………密………封………线………以………内………答………题………无………效……D.是否形成欧姆接触.8. 套筒式共源共栅运放和折叠式共源共栅运放相比, 它的( B )较大些A. 最大电压输出摆幅B. 差模增益C. 极点频率D.功耗9.在版图设计上, 采用比例电阻和比例电容的设计可以( C )A. 提高电阻或电容自身的绝对精度,B. 提高电阻或电容自身的相对精度,C. 减小电阻或电容间的比例误差D. 无影响10.差分对中, 不影响其共模抑制比的因素为( C )A.差分管的对称性B.电流源的交流阻抗C.输入电压幅度D.电阻R C1和R C2的对称性11. Cascode电流镜的最小输出电压V MIN(out)的值为( C )A.V ON+V TN B.2(V ON+V TN) C. 2V ON+V TN D. V ON+2V TN12.对于ED NMOS基准电压源电路, 其中的两个NMOS的工作状态为( A )A, 都是饱和区B. 一个是饱和区, 一个是线性区C 都是线性区D都是亚阈值区13正偏二级管正向压降具有( B )温度特性.A . 零 B. 负 C. 正 D. 可正可负14. MOS共栅放大器的特点是( D )A.放大器输入输出反相, 输入阻抗高B.放大器输入输出同相, 输入阻抗高………密………封………线………以………内………答………题………无………效……C.放大器输入输出反相, 输入阻抗低D.放大器输入输出同相, 输入阻抗低15. 电路的主极点是( D )A离原点最远的极点, 它对应电路的-3dB带宽B 离原点最远的极点, 它对应电路的单位增益带宽C离原点最近的极点, 它对应电路的单位增益带宽D.离原点最近的极点, 它对应电路的-3dB带宽16.在CMOS差分输入级中, 下面的做法哪个对减小输入失调电压有利( C )A.增大有源负载管的宽长比.B.提高静态工作电流..C.增大差分对管的沟道长度和宽度D.提高器件的开启(阈值)电压17.在差分电路中, 可采用恒流源替换”长尾”电阻. 这时要求替换”长尾”的恒流源的输出电阻( A )A.越高越好, B.越低越好 C. 没有要求D. 可高可低18. 和共源极放大器相比较, 共源共栅放大器的密勒效应要( A )A.小得多B相当, C 大得多. D不确定19.在版图设计上, 采用比例电阻和比例电容的设计可以( C )A. 提高电阻或电容自身的绝对精度,B. 提高电阻或电容自身的相对精度,C. 减小电阻或电容间的比例误差D. 无影响20.对于差分对的版图设计下列( D )图最优.………密………封………线………以………内………答………题………无………效……二. 简答题(共5题,每题4分, 共20分)1. 画出共源共栅放大器基本结构, 简述其工作原理及特点.答:基本原理:M1为输入器件,M2为共源共栅器件,共源级M1将输入电压信号Vin 转换为电流信号g m Vin ,该电流信号流入M2漏端,从其源端输入到负载。
1+X集成电路理论模考试题(含答案)1、打开安装好的keil软件,点击工具栏“魔术棒”按钮,点击()选项,选择目标芯片。
A、C/C++B、TargetC、DebugD、Device答案:D2、以全自动探针台为例,上片过程中,当承重台下降到指定位置时,( )。
A、红色指示灯亮B、红色指示灯灭C、绿色指示灯亮D、绿色指示灯灭答案:B以全自动探针台为例,承重台前的两个按钮指示灯:绿色表示上升,红色表示下降。
承重台下降到指定位置后,下降指示灯灭,即红色指示灯灭。
3、在晶圆盒内壁放一圈海绵的目的是( )。
A、防止晶圆包装盒和晶圆直接接触B、防止晶圆之间的接触C、防止晶圆在搬运过程中发生移动D、美观答案:A在晶圆盒内壁放一圈海绵是为了防止晶圆盒和晶圆接触。
4、下列选项中,()工序后的合格品进入塑封工序。
A、引线键合B、第二道光检C、芯片粘接D、第三道光检答案:D第三道光检通过的合格品,进入封装的后段工序,后段工艺包括塑封、激光打字、去飞边、电镀、切筋成型、第四道光检等工序。
5、下列关于平移式分选机描述错误的是()。
A、传送带将料架上层的料盘输送至待测区料盘放置的指定区域B、料盘输送到待测区的指定位置后,吸嘴从料盘上真空吸取芯片,然后转移至“中转站”C、等待芯片传输装置移动到“中转站”接收芯片并将芯片转移至测试区D、当待测区料盘上的芯片全部转移后,需要更换料盘,继续进行上料答案:A6、在使用J-link驱动连接单片机是需在魔法棒按钮的()中设置()。
A、Debug;地址范围B、Output;工作频率C、Debug;工作频率D、Output;地址范围答案:A7、清洁车间内的墙面时要求使用()进行清洁。
A、麻布B、不掉屑餐巾纸C、无尘布D、棉答案:C一周擦一次墙面,清洁车间内的墙时应使用无尘布。
无尘布由100%聚酯纤维双面编织而成,表面柔软,易于擦拭敏感表面,摩擦不脱纤维,具有良好的吸水性及清洁效率。
8、转塔式分选机日常维护包括()。
第四章答案模拟集成电路基础1.什么是功率放大器?与一般电压放大器相比,对功率放大器有何特殊要求?主要用于向负载提供功率的放大电路常称为功率放大电路,简称功放。
功率放大电路的主要任务是获得一定的不失真或较小失真的输出功率,因此输出的电压、电流均较大,其值一般接近于功率三极管(以后简称功率管)的使用极限值。
功率放大电路中讨论的主要性能指标是输出信号的功率、功率放大电路的效率、三极管的功率损耗以及非线性失真等。
2.功率放大电路有哪些特点?(1).输出功率为交流功率(2).要求输出功率尽可能大(3).效率要高(4).减小非线性失真(5).功率管要注意散热与保护(6). 由于信号幅值大,对于功率放大器的分析,采用图解分析法。
3.什么是甲类放大?分析甲类放大效率低的原因及解决办法。
三极管在信号的整个周期内都处于导通状态,即导通角θ=360˚,这种工作方式通常称为甲类放大。
在甲类放大电路中,电源始终不断地输送功率,在没有信号输入时,也有静态偏置电流通过,这些功率全部消耗在三极管和电阻上,使三极管发热,并转化为热量的形式耗散出去,因此静态功耗大、效率低。
要提高效率,就必须降低静态工作点,增大功率三角形的面积,但会带来信号失真,可以通过两个三级管共同工作的乙类放大提高功放效率。
4.功率放大器电路中的三极管有哪几种工作状态,它们的导通角分别是多少?画出各种状态下的静态工作点以及与之相应的工作波形。
(1)甲类放大,导通角θ=360˚;(2)甲乙类放大导通角180˚<θ<360˚(3)乙类放大导通角θ=180˚。
(a)甲类放大在一周期内i c>0 (b)甲乙类放大在一周期内有(c)乙类放大在一周期内半个周期以上i c>0 只有半个周期i c>05.在题图4-1所示电路中,设BJT的β=100,V CC=12V,V CES=0.5V,R L=8Ω,输入信号v i为正弦波。
(1)说明该电路功率放大的类型?(2)计算电路可能达到的最大不失真输出功率P OM。
第五章答案 模拟集成电路基础1.直接耦合放大电路有哪些主要特点? 优点:1)电路中无电容,便于集成化。
2)可放大缓慢变化的信号。
缺点:1)各级放大器静态工作点相互影响。
• 2) 输出温度漂移严重。
2.集成运算放大器的内部电路由哪几部分组成?各部分的作用是什么? 集成运算放大器的内部电路通常都由输入级、中间级、输出级及偏置电路组成。
差分输入级提供了与输出端成同相和反相关系的两个输入端。
差分电路有很好的对称特性,可以提高整个电路抑制零漂的能力和其他方面的性能。
中间级主要是提供足够高的电压增益,多由一级或多级共射(共源)放大电路组成。
输出级主要是向负载提供足够的功率,属于功率放大。
偏置电路是为各级放大电路建立合适的静态工作点,它常采用各种形式的电流源电路,为各级提供小而稳定的偏置电流。
3.简述镜像电流源的工作原理及其优缺点。
CC BE o REF V V I I R-≈=,当电源V CC 和R 确定后,I REF 就确定了,不管T 2集电极支路中的负载R L 如何,I o 总是等于I REF ,二者关系像一面镜子,所以称电路为镜像电流源。
这种电流源的优点是结构简单,两三极管的V BE 有一定的相互温度补偿作用。
但是,它也存在以下不足之处:① 受电源的影响大。
当V CC 变化时,I C2也同样随之变化。
因此,这种电流源不适用于电源电压大幅度变动的场合。
② 镜像电流源电路适用于较大工作电流(毫安数量级)的场合。
③ 由于恒流特性不够理想,三极管c 、e 极间电压变化时,i c 也会作相应的变化,即电流源的输出电阻r o 还不够大。
4.简述微电流源的工作原理及其特点。
V BE1−V BE2=∆V BE =I E2 R e ≈I C2 R e , 因此,即使I C1比较大,但由于R e 的存在,将使输出电流I C2<I C1,即在R 不太大的情况下,也能获得微小输出电流。
与镜像电流源相比,微电流源具有以下特点:①一般∆V BE 很小(约几十毫伏),因而采用不大的R e 即可获得较小的输出电流I C2(微安数量级),因而称为微电流源。
② 当电流源电压V CC 变化时,虽然I REF 与I C2也要作相应的变化,但由于R e 的作用,使V BE2<< V BE1,以至T 2的V BE2的值很小,工作在输入特性的弯曲部分,使I C2的变化远小于I REF 的变化,故提高了恒流源对电源变化的稳定性。
③ 由于R e 引入电流负反馈,不仅提高了电路输出电流的稳定性,同时也提高了T 2的集电极输出电阻,使它更接近于理想的恒流源。
5.电流源的主要作用是什么?1).电流源提供稳定的输出电流,可以作直流偏置电路 2).电流源直流等效电阻小,交流等效电阻大,可作有源负载6.精密电流源电路如题图5-1所示,三个三极管的参数完全对称,电流放大系数均为β,V BE =0.7V ,V CC =15V 。
(1)证明:2C2REF22I I ββββ+=++;(2)当β值很大时,为使输出电流I o 为30μA ,电阻R 应为多大?(1)由以下式子得证:I c1=I c2 I B3+I c1=I REF I E3=(1+β)I B3=2I B2 I C 2=β I B2(2) 当β值很大时, 2o REF REF 22I I I ββββ+=≈++I REF =(V cc-2V BE )/R =I o =30, R =(1.5-1.4)/30=453K7.在题图5-2所示的各个电流源电路中,已知各三极管特性相同,β值很大,V BE =0.7V 。
(1)说明各电流源的名称;(2)为了得到图示中的输出电流,确定电阻R 的数值。
题图5-2 电流源电路(a)镜像电流源,l o =(V cc -V BE )/R =1mA, R =9.3K (b)比例电流源,I R =(V cc -0.7)/(R +R 1)=(R 2/R 1) I o , R =2.3K (c)微电流源,1o 2R o ln ,8.5R cc BE TV V I R I I R K V --===8.在题图5-3所示的电路中,已知各三极管特性相同,β值很大。
求:(1)电路都包含哪几个电流源电路;(2)求各三极管集电极输出电流大小;(3)考虑负载R 1、R 7电阻值的大小对各电流源的输出电流是否有影响?该电路的作用是什么?题图5-3(1)镜像电流源,比例电流源(2) I c1=I c2=I c3=(2V cc - 2V BE)/(R2+R3)=0.482mAI c4=I c5=(R3/R4)Ic3=(2/4) Ic3=0.241mAI c6=(R5/R6)Ic5=(6/1.2) I c5=1.205mA(3) 负载R1、R7电阻值的大小对各电流源的输出电流无影响。
该电路的作用是向负载R1、R7供电。
9.什么叫零点漂移?零点漂移产生的原因是什么?如何抑制零漂?所谓零点漂移,是指当放大电路输入信号为零时,输出电压偏离零值而发生忽大忽小变化的现象,简称零漂。
零点漂移产生的原因很多,其中温度的变化是产生零点漂移最主要的因素,也是最难克服的。
这是因为三极管是温度敏感器件,它的参数(如V BE、β、I CBO)随温度的变化而变化,从而导致工作点发生偏移。
由温度的变化引起的零点漂移称为温度漂移,简称温漂。
抑制零点漂移所造成的危害,通常除采取各种途径稳定静态工作点及选择高质量的晶体管、高稳定度的电源外,在模拟集成电路中,主要采用差分放大电路来抑制零点漂移。
10.现有A、B两个直接耦合放大电路,在同样的温差变化情况下,A、B放大器的输出电压分别漂移了0.6V和0.4V,而A、B两放大器的增益分别为1000和100,问哪个放大器的零漂指标好,为什么?A、B两放大器输出漂移相当于折合到输入端零漂电压为:0.6/1000=0.0006和0.4/100=0.004,相当于A只要输入信号大于0.0001就可以使其输出大于0.1的零漂输出,而B需要输入信号大于0.001,所以A的温漂指标要比B好。
11.什么是差模信号和共模信号?若在差分放大器的一个输入端加上信号v i1=4V,而在另一输入端加入信号v i2,当v i2分别为0V、+4V、-4V、+6V、-6V时,分别求出上述五种情况的差模信号v id、共模信号v ic以及v i1和v i2分别包含的差模成分和共模成分的大小。
电路的两个输入端v i1、v i2分别加入一个大小相等、极性相反的电压信号,该信号称为差模信号(用v id表示),这时v i1=-v i2。
电路的两个输入端v i1、v i2分别加入一个大小相等、极性相同的电压信号,该信号称为共模信号(用v ic表示)。
这时v i1=v i2=v ic。
v id= v i1-v i2=4V、0V、8V、-2V、10Vv ic=( v i1+v i2)/2=2V、4V、0V、5V、-1Vv id1= v id /2, v id2=- v id /2v ic1= v ic2= v ic12.简述差分放大电路放大差模信号、抑制零漂的原理。
在差分放大电路中,无论是电源电压波动或温度变化都会使两管的集电极电流和集电极电位发生相同的变化,相当于在两输入端加入共模信号。
由于电路完全对称,使得共模输出为零,共模电压放大倍数AC=0,从而抑制了零点漂移。
电路放大的只是差模信号。
差动放大电路在零输入时具有零输出;静态时,温度有变化依然保持零输出,即消除了零点漂移。
电路对共模输入信号无放大作用,即完全抑制了共模信号。
可见差模电压放大倍数等于单管放大电路的电压放大倍数。
差动电路用多一倍的元件为代价,换来了对零漂的抑制能力。
13.三极管的发射极公共电阻R e对抑制零漂有何作用?它对共模输入信号和差模输入信号有何不同影响?在电路完全对称的条件下输入差模信号时,I C1的增加量等于I C2的减少量,所以流过发射极电=I E1+I E2保持不变,即流过R e的交流电流为零,R e上的交流电压也为零,故阻R e的电流I Re将发射极e视为交流接地,此处“地”称为“虚地”,R e即对差模放大无影响。
而对输入共模信=I E1+I E2=2I E1,而号时,I C1的增加量等于I C2的增加量,所以流过发射极电阻R e的电流I Re R e的对电路有电流负反馈作用使两个三极管集电极电流的稳定性大为提高,共模放大倍数降低,两个三极管集电极电位的稳定性必然提高,输出温漂得到了抑制。
14.带恒流源偏置的差分放大电路为什么能提高对共模信号的抑制能力?为了提高电路的温度稳定性且减少零点漂移,克服两三极管参数不对称性的影响,提高电路对共模信号抑制能力等,都要求选择阻值很大的发射极电阻R e。
但随着R e加大,R e上的电压降V R e随之增加,在一定的负电源电压-V EE条件下,由式(5.3.9)可以看出,必然导致两三极管集电极静态电流I C减少,因而影响提高电路的电压增益;另外,在集成电路中R e的增加还受限于集成工艺。
为了解决这些矛盾,就需要一个交流电阻大,而直流电阻小的器件来替代R e的作用。
根据前面介绍的知识,电流源电路正好具备这样的特性,所以,工程上大多采用电流源作为差分放大器发射极的偏置电路。
电流源不但能为差分放大器提供稳定的偏置电流,而且电流源具有很大的动态内阻,取代R e 后,将大大提高差放对共模信号的抑制能力。
15.差分放大电路有几种输入、输出方式?总结几种方式下差模电压增益、共模电压增益、共模抑制比、差模输入电阻和输出电阻的公式。
(1)双端输入、双端输出差模电压增益为L odvd id b beR v A v R r β'==-+其中 L L c //2R R R '=差模输入电阻R i 和输出电阻R o 可分别表示为()i b be 2R R r =+R o =2R c共模电压增益为occ ic0v v A v == 共模抑制比:K CMRR →∞。
(2) 双端输入、单端输出差模电压增益为()od L d1id b be /22v v R A v R r β'==-+,()od L d2id b be /22v v R A v R r β'-==+ 此处L c L //R R R '=差模输入电阻R i 和输出电阻R o 可分别表示为()i b be 2R R r =+ , =R c共模电压增益为()oc1oc2L L c1c2ic ic be b o o122v v v v R R A A v v r R r r ββ''====-≈-+++共模抑制比K CMR 为K CMR =vd vcA A =()()be b o obe b be b122r R r r r R r R ββ+++≈++(3)单端输入、双端输出: 以上参数等同于双端输入双端输出情况。