电子技术基础模拟部分 第五版 第六章作业题解答 田汉平 湖南人文斛故学院通信与控制工程系
电子技术基础模拟部分 第五版 第六章作业题解答 田汉平 湖南人文科技学院通信与控制工程系
湖南人文科技学院田汉平 6模拟集成电路 61模拟集成电路中的直流偏置技术 6.1.1电路如图题6.1.1所示,用镜像电流源(T1、T2)对射极跟随器进行 偏置。设β>1,求电流l的值。若rn(rn)=100k9。试比较该电路与分立元件 电路的优点。设Vc=-vE=10V,v=0.6V。 解:T、T2组成镜像电流源电路,对T3进 行偏置,电路中T的β>>1,故电路的电流 lo为 (-vE) R 10 kQ 20V-0.6V 0kg=19.4mA 图题6.1.1是由T1、T2电流源电路输出电 dT 阻r。=r代替射极跟随器T的射极电阻R3,该 电路的输入电阻R=rhn+(1+B)r,输出电阻 R,=n1+=m/(1+B)。该电路与分立元件 图题6.1.1 电路相比,电路的R更大,R。小,它的l0具 有恒流特性。 6.1.2电路如图题6.1.2(主教材图6.1.2)所示,设T1、T2的特性完全 相同,且r>R2,r=7<R,求电流源的输出电阻。 解:画出图题6.1.2的微变等效电路如图解6.1.2所示。在输出端加一电 压源,产生相应的电流i≈i2,列出输入回路的回路方程is[rhn2+(rnl‖R)]+ R (rn‖R)+R R Tbe?+r2
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湖南人文科技学院田汉平 R Icu ce2 ≈r v。 Re2 图题6.1.2 图解6.1.2 输出电路回路方程 (i。-B2i2) ie2Re2 +in2(Re2-B2ree2) Lb2B,r 将代入U。,则有 BaRe rbe2 +R 故输出电阻 B2R r R 当rn2<R2时,r。≈r2(1+B2),表明 B2越大,r。越大 +rss(15 v) 6.1.3电路如图题6.1.3所示, NMOS管的参数为:Vr=1V,Kn= 50μA/V2,A。=0。PMOS管的参数 为:Vr=-1V R 0,设全部管子均运行于饱和区,试求 R、l3和4的值。各管的WL值见 图示 -3 解:由图题6.1.3可知,l mA,l1=laF=1mA,由PMOS管T1 可得 LI=K(VGsI-Vr) 图题6.1.3
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湖南人文科技学院田汉平 0=imA/V(VGs +1)-1 mA 由上式可得Vs1=-7.32V;Vs=5.32V。 PMOS管T、T3的vcs应为负值,故取Vs=-7.32V。由图得知ls lRr=1mA,由 NMOS T2可写为 IREF =152=K,(VGs2-Vn2) mA=50μA/V2(V mA/V2(vs-1)2-1mA=0 由上式可得Va2=-3.47V;Vs2=5.47V NMOS管T2、T4的Vs应为正值,故取Vs2=+5.47V。 电路中的R=s-o-ye 15+Vs-vcs2_15-(7.32+5.4 (15-12.79)V 2.21kg 1 mA 因Vs=Vs,K=Kn3,(W/L)1=(W/L)3,所以l3=l1=1mA。T2和 T的Kn,Vs相同,但(W/L)2=25/10,(W/)4=50/10,所以l为 (W/L) 25/10 (WZ)12,14=50104=0.5mA 6.1.4图题6.1.4是由 PMOSFET T2、T3组成镜像电流源作为有源负载, NMOSFET T构成共源放大电路。当ran1=ra2=2Mg,Vm=1V,导电系数 K=100μA/V2,laE=100μA,求A,。 解:基本电流源输出电阻R。2=2,可得图解6.1.4为T1的等效电路模 型,由图(b)可知 n(rsn;‖ra2) 因为i0=K1(vos-Vn)2 2K, ( vGs -vrI)=2K, KI 2、/K 2√100μA/V2×100μA=200μS
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湖南人文科技学院田汉平 +10V) PMOS IDI NMOS 图题6.1.4 图解6.1.4 A g =-200×106×2×10°=-200 6.1.5电流源电路如图题6.1.5所示,V=+5V,-Vs=-5V,T~ Ts为特性相同的NMOS管Vr=2V,Kn2=Kn=Ka4=K。=0.25mA/V2,Kn1= 0.10mA/V2,A=0,求I和l值。 +VD(+5V) IREFIDI Ip2 图题6.1 解:由电路看出 所以 KnI(VGS1-V)=Kn2(Vcs2-Vr) 0.10(Vs-2)2=0.25(Vcs vcs2=0.632Vcs1+0.736V 将 Vs2 =[VDp-(-Vss)]-Vcs=10 V
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