1、5.2 电路如 题 图 7.2所示，试求各支路电流值。设各晶体管 701 .U, )on(BE V。 解：图 7.2 是具有基极补偿的多电流源电路。先求参考电流 RI ， 8151 70266 .IR （ mA） 则 8.15 RII （ mA） 9.01053 RII （ mA） 5.4254 RII （ mA） 5.3 对称差动放大电路如题图 7.1所示。已知晶体管 1T 和 2T 的 50 ，并设 UBE(on)=0.7V, rbb=0, rce=。V1 V5 V2 V3 V4 IR I5 I3 I4 +6V 6V 1k 5k 5k 10k 2k 题图 7.2 (1)求 V1和 V2的静
2、态集电极电流 ICQ、 UCQ和晶体管的输入电阻 rbe。 (2)求双端输出时的差模电压增益 Aud，差模输入电阻 Rid和差模输出电阻 Rod。 (3)若 RL接 V2集电极的一端改接地时，求差模电压增益 Aud(单 ),共模电压增益 Auc和共模抑制比 KCMR,任一输入端输入的共模输入电阻 Ric,任一输出端呈现 的共模输出电阻 Roc。 (4) 确定电路最大输入共模电压范围。 解 :(1)因为电路对称，所以 mA. .RR.UIIIBEEEEEQCQC 520502152 70622 70221 V.UU QCQC 35315520611 k.IUr QC Teb 52520 2650
3、1 (2)差模电压增益 差模输入电阻： + V1 V2 + UCC ui1 ui2 RC 5.1k RL Uo 5.1k RC 5.1k RE 5.1k -6V RB 2k 题 图 7.1 RB 2k + RL/2 + 2Uod/2 + Uid/2 RC RB V1 (b) + Uic RC RB V1 (c) 2REE + Uoc 19 5 . 2 2 ) 1 . 5 2 1 /( 1 . 5 50 2 1 / e bb L C ud r R R R A k k r R R e b id 9 ) 5 . 2 2 ( 2 ) ( 2 B 差模输出电阻： kkRR Cod 2.101.522 (
4、3)单端输出差模电压增益： 214522 1515502121 . ./.rR R/R)(A ebB LCud 单共模电压增益： 24015251522 15155021 . .RrR RRA EebB LCuc 共模抑制比： 2.5924.0 2.14 vcvdC M R AAK (Aud为单 ) 共模输入电阻： k.RrRR EebBic 75 2 421 共模输出电阻： kRR Coc 1.5 (4)设晶体管的 UCB=0为进入饱和区，并略去 RB上的压降。 为保证 V1和 V2工作在放大区，正向最大共模输入电压 Uic(max)应满足下式： VVvRRVVVVvicicCEEEEonB
5、EicCCic23.21.51.5267.062( m a x )( m a x )( m a x )( m a x )，否则晶体管 饱和。 如果 题 图 7.1中的 RE是用恒 流源 IEE，则只要 CEECCic RIVv 2( m a x ) 为保证 V1和 V2工作在放大区，负向最大共模输入电压 Uic(min)应满足下式： )(3.57.06)( m i n ) VVVv onBEEEic 否则晶体管截止。 由上可得最大共模输入范围为 VVV ic 23.23.5 6 电路如 题 图 7.6。已知 V1、 V2、 V3管的 200,50 bbr ， ,15VUU EECC ,6 KR
6、C KRKRKR 1.2,10,20 321 (1)若 ui1=0， ui2=10sint(mV),试求 uo=? (2)若 ui1=10sint(mV),ui2=5mV,试画出 uo 的波形图。 (3)若 ui1=ui2=Uic,试求 Uic允许的最大变化范围。 (4)当 R1 增大时， Aud、 Rud将如何变化？ 题图 7.6 Vts i n.ts i nuuAu.rRUUUAK.I)(rrmAIImA.RUUIIVRRURUiiudbeCiioudCQbbbeCEQBERECBEER142102 0 02 0 05165051126512 0 026112122121270551020
7、1510122102133232122）解：（(2) Vts i nmVts i nuuAu iiud 125102 0 0210 其波形如图所 示。 ,)()(4910961151020101520)3(21211321ic12113bebeQEQECERicCCQCCCEEBrrIIIIURVUVUVRIUUVRRURU）（应满足：故共模输入电压 使得 Aud 减小，而 Rid 增大。 7 差动放大电路如题图 7.7所示。设晶体管导通电压 UBE(on)=0.7V, 0 bbr，各管的 均为100。 (1)试求各管的静态集电极电流 IC和 V1、 V2的集电极电压 UC1和 UC2。 (2
8、)求差模电压增益 Aud、差模输入电阻 Rid、差模输出电阻 Rod。 (3)利用 V1和 V2的小信号等效电路重复 (2)，并比较之。 (4)确定电路的最大共模输入电压范围。 (5)试画出共模半电路的交流通路 和小信号等效电路 。 1 -1 3 uo 解： (1)因 =1001，所以 V.UU.RRUIUV.UmA.IIImAmA.IICCCLCCCCCCCCC53:1010501212710501250213011701222222132143得到(2)题 图 7.7(a)是单端输入 -单端输出的差动放大电路，其差模半电路如图 7.7(b)所示。 + V1 V2 UCC Ui RC 10k
9、 RC 10k 12V + Uo UEE -12V RB 2k R4 11k R3 300 R2 300 RL 10k (a) 题图 7.7 RB 2k V3 V4 RL + Uod/2 + Uid/2 RC RB T (b) + Ui RB ib1 rbe RC re2 RB RC RL + Uo ib1 ie2 ie2 (c) RL + Uoc + Uic RC RB T (d) 2REE + Uic + Uoc RB ib rbe 2REE RC RL rce ib (e) 单端输 出 的差模电 压放大倍数为 734252 10101 0 02121 ./rR R/RA ebB LCud
10、 式中 k.IUr C Teb 2550261001单端输入 的差模 输入电阻与双端输入相同 ，即 k.k).()rR(R ebBid 41425222单端输出时的差模电阻是双端输出时的一半，即 kRR Cod 10 (3)对于差模信号，图 4.5(a)所示的微变等效电路如图 4.5(c)所示。图中略去了 T1和 T2的输出电阻 cer 。 由图 4.5(c)可得 kRRk.rRIUR.rRiRRiUUArRiRirirRiURRiRRiRRiUCodebBbiidebBbLCbioudebBbBeeeebBbiLCbLCbLCeo1004142734252210101002211111112
11、2211112比较 (3)和 (2)的结果可看出，对于对称差放电路，不管是 双端输入还是单端输入，用差模半电路来计算差模性能是简单有效的方法。 (4)为确保 V1和 V2工作在放大区，并设 UCB=0时为进入饱和区，则最大正向共模输入信号应满足下式（略去 RB上的压降）： V.UU Cm a xic 532 为确保 V3工作在放大区，最大负向共模输入信号应满足下式： VVRIUU CBm i nic 11111443 (5)共模半电路的交流通路如图 7.7(d)所示。图中 REE是晶体管 T3的集电极对地的等效电阻。共模半电路的小信号 等效电路如图 7.7(e)所示。因为用电流源来 实现共模负
12、反馈时，其等效电阻 REE一般都很大，此时 V1和 V2的输出电阻 rce不能略去，因而共模电压增益、共模输入电阻的计算比较复杂，这里不做计算。而共模输出电阻 Cod RR 。 8 差动放大电路 如 题 图 7.8所示。 )(sin15.0 Vtu i 试通过计算画出输出电压波形。设晶体管的 UBE(on)=0.7V,IE=2mA。 解：略去 V3基极电流的影响， V.UUUVRIUonBECECEC3147015155120220232 即输出电压的静态电压为 14.3。 略去 V3的输入电阻对 V2的负载影响，由图 7.8(a)可看出，不失真的输出电压峰值为 VRIRI CECC 5522
13、122 。如根据线性放大计算， Vts i n.uU IRuIURur Ru iT QCCiQCTCiebCo 4214212121 22 很明显，输出电压失真被双向限幅，如图 7.8(b)所示。 9 电路见 题 图 7.10。设 ,15VUU CECC ,2mAI ,5 KRC )(sin2.1 Vtu id （ 1）试画出 u0 当波形，并标出波形当幅度。 （ 2）若 RC变为 k10 ， u0 波形有何变化？为什么？ + V1 V2 ui 20V IE RC 5k RC 5k V3 5k -20V + uo 题图 7.8 uo/V t 14.3 5V 0 (b) (a) (a) (b)
14、题图 7.9 解：（ 1）由于 Uid=1.2V0.1V,电路呈现限幅特性，其 u0 波形如 题 图 (b)所示。 （ 2）当 RC变为 k10 时， u0 幅度增大，其值接近 15V，此时，一管饱和，另一管截止。 10 差动放大电路如题图 7.11所示。设 V1和 V2的 ,100 ,V.U )on(BE 70 ,0 bbrcer ， ,8 kRC 200PR ，滑动片 动态在中点， RE=5.6K, RB=2K。 (1)求静态集电极电流 ICQ1和 ICQ2，静态集电极电流电压 UCQ1和 UCQ2。 (2)求电路双端输出时的差模电压增益 Aud，差模输入电阻 Rid，差模输出电阻 Rod
15、。 (3)求单端输出 (从 V1集电极引出 )时的差模电压增益 Aud，差模输入电阻 Rid，差模输出电阻 Rod，共模电压增益 Auc，任一输入端看入的共模输入电阻 Rid，任一输出端看入的共模输出电阻 Rod和共模抑制比 KCMR。 (4)当题图 4.7中的 ui2=0时，重复 (2)。 (5)当题图 4.7中的 ui1=0时，重复 (3)。 + ui1 RC RC V1 V2 + uo UCC 12V UEE -12V RE + ui2 RB RB 题图 7.11 RP 解 :(1) VVVVVVmAIIImARVRRRIonBECCCCCConBEC7.0)(85.860 2 5.11
16、20 2 5.12105.215)(3213213)(2123(2) kRRkrrRrrRRAkrrrCodebbbidbbebLCvdebebeb12248.5)(21102.054.26/610021/54.2025.126100 21(3) Aud(单 ) kRRkrrRrrRRCodbbebidbbebLC648.5)(273/21(4)设晶体管的 vCB时 为进入饱和区。为保证晶体管工作在放大区，正向共模电压的最大值应满足下式： )(85.860 2 5.115( m a x ) VV ic 为保证晶体管 T3工作在放大区，最大负向共模电压应满足下式： VRRRV ic 10)15(211( m i n )
