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3.1试求题图3.1所示的三个电流源电路的输出电流Io的表达式。
题图3.2
解:对于电路图〔a〕镜像电流源有:
对于电路图〔b〕微电流源有:
对于电路图〔c〕电流源有:
3.2在题图3.2所示的电路中,晶体管VT1,VT2,VT3的特性相同,且β足够大,导通电压VBE均为0.7V,VCC=+15V,,,计算:
(1)直流电平V1-V2的值;
(2)假设在VT3的基极输入一个交流小信号vi,那么在VT2的集电极输出相应的信号vo,试写出vo/vi的表达式。
题图3.2
〔1〕
(2)≈1
3.4放大器电路题图3.4所示。晶体管VT1和VT2相同,β=100;VT3和VT4相同,其,VT5的IDSS=1mA,其余参数如图中所示。
(1)估算晶体管VT2的静态电流IC2Q和静态时的输出电压VO;
(2)求电路的差模放大倍数Avd。
题图3.4
解:1〕静态工作点求解如下:VT5的VGS=0,ID=1mA;(方向为流出漏极为正)
即,故
由上式可解得:,即
2〕
对于差模信号:
即有:
3.4求题图3.4所示电流源的电流比IO/I2=?N沟道结型场效应管参数为:夹断电压VP=-1.5V,μnCox=4μA/V2,沟道宽长比W2/L2=W3/L3=70/10,W1/L1=80。
题图3.5
解:VT1、VT22组成电流源,并且:
和
3.5题图3.5所示的恒压源电路,vi为输入信号,vo为输出信号,RL为负载电阻,VT1、VT2的跨导为gm1、gm2,试写出vo/vi的表示式。
题图3.5图〔a〕小信号等效电路
解:图(a)电路的交流小信号等效电路如上右图所示。
〔1〕根据等效电路可以进行一些合理的近似。因为一般情况下存在,因此可以将的分流作用忽略〔即开路〕;同样,将的分流作用也忽略掉。
根据等效电路得到:,即:
又,所以:
因为,,
所以:。
〔2〕如果不忽略两个场效应管、的分流作用,也可采用根本相同的思路来求出输出电压与输入电压的比值。
,即:
又
将上式整理后可得:
注意:通过该题的求解,可以看出在工程上合理的近似将使问题变得更简单。
3.6题图3.6所示电路为共栅极放大电路,vi为输入信号,vo为输出信号,VT1、VT2的跨导为gm1、gm2,rds1、rds2为,试写出vo/vi的表示式(忽略rds1分流〕。
题图3.6图〔a〕小信号等效电路
解:图(a)电路的交流小信号等效电路如上右图所示。因为,所以,的等效电流源相当于开路〔等效电流为0〕。根据等效电路得到:
〔1〕如果将的分流作用忽略掉。那么
即:。
〔2〕如果考虑的分流作用, 整理上式可得到:
3.7写出题图3.7所示的跨导线性环路中输出电流io与输入电流ix,iy的关系式。
3.8估算题图3.8所示电路中VT1、VT2的静态工作点电流和差模电压放大倍数vo/vid的值。差分放大器和电流镜中的管子对称。
解:
题图3.8习题3.8用图
题图3.8习题3.8用图
3.12某放大器的开环电压传输函数为:
试画出它的波特图。
假设组成闭环放大器,反应系数kfv=1,分别写出相位裕量和增益裕量约为多少?此闭环系统是否稳定?
解:〔1〕该传输函数对应的波特图如下:
〔2〕假设组成闭环放大器,反应系数kfv=1,分别对应的相位裕量和增益裕量约为:
根据波特图对应的增益裕量,可判断此闭环系统是稳定的。
3.13设集成运放的摆率SR=50V/μs,用它来放大脉冲信号。如果定义输出脉冲的上升沿为从0V变化到Vm所需的时间〔Vm是脉冲幅度〕,请问:当脉冲幅度分别为5V,10V,15V时的脉冲上升沿为多少?如果要求三种幅度下的上升沿都不大于0.1μs,应中选用什么样的运放?
解:根据摆率SR的定义,可得当脉冲幅度分别为5V,10V,15V时的脉冲上升沿分别为:
0.1μs,0.2μs,0.3μs
如果要求三种幅度下的上升沿都不大于0.1μs,应中选用摆率SR大于150V/μs的运放。
3.14题图3.12所示乘法器构成的应用电路中,且满足的条件。E为直流电压,带通滤波器中心频率为,带内增益为1。试写出输出电压的表达式。
题图3.12习题3.14用图
题图3.12习题3.14用图
解:
3.15题图3.15所示乘法器构成的应用电路中,vx=VΩmsinΩt,vy=Vcmsinωct,且满足Ωωc的条件。E为直流电压,带通滤波器中心频率为ωc,带内增益为1。试写出输出电压vo的表达式。
题图3.13习题3.15用图
题图3.13习题3.15用图
解:
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