电子技术基础模拟部分 第五版 6模拟集成电路 6.1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(T,、T2)对射极跟随器进行 偏置。设B>1,求电流1。的值。若r,(r)=100k2。试比较该电路与分立元件 电路的优点。设Vcc=-VEE=10V,Ve=0.6V。 解：T,、T2组成镜像电流源电路，对T,进 +Vcc 行偏置，电路中T的B>1,故电路的电流 1o为 1o lmr =Vee-Var-(-Ve) D R 10k _20V-06y=19.4mA 10 kn 图题6.1.1是由T1、T,电流源电路输出电 阻。=代替射极跟随器T的射极电阻R,该 电路的输入电阻R,=+(1+B)r。,输出电阻 R=中Br/(1+)。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1。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 同。且》R<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。=i2,列出输入回路的回路方程a[ra+(r1川R)]+ (i2+ia)R2=0得 Raia insT+(raR)+Ra rbe2 +R2
电子技术基础模拟部分 第五版
q-/ -Vu 图题6.1.2 图解6.1.2 输出电路回路方程 D。=(i。-B,i)r2+(i2+ia)Rg =inron +iR2 im (R-B2rce2) iara-inBiron 将i代入。，则有 小a 故输出电阻 受号小 当re2<Ra时，T。≈Ta(1+B2）,表明 B2越大，「。越大。 +"ss(15V 6.1.3电路如图题6.1.3所示， NMOS管的参数为：V,=1V,K= 50uA/V2,A。=0。PM0S管的参数 T 为：V=-1V,Km=25uA/V2,A= 0,设全部管子均运行于饱和区，试求 R、I和I的值。各管的W/L值见 图示。 解：由图题6.1.3可知，I= 1mA,I,=IkEr=1mA,由PM0S管T 可得 I1=Kp(VcsI -V)2 图题6.1.3
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1 mA =25 HA/V2 Ves+1)2v2 0=40mA/V2(Ve+1)2-1mA 由上式可得Vcs1=-7.32V;Vcs1=5.32V。 PM0S管T,、T,的Vcs应为负值，故取Vc1=-7.32V。由图得知12= IRee=1mA,由NMOS T,可写为 InEF Is2=K Vcs2 -Vr) 1mA=50μA/V2(Ve-1)2 mA/V(Va -1):-1mA0 由上式可得Vc2=-3.47V;V=5.47V。 NM0S管T2、T4的Vcs应为正值，故取c2=+5.47V。 电路中的R=-Va-Vc图 _15+Ve-Ve=15-(7.32+5.47） 1 mA 1 mA -15-1279)y=2.21kn 1 mA 因V=Vca,K,=K,(W/L)1=(W/L),所以=1=1mA。T,和 T4的K.,Vcs相同，但(W/L)2=25/10,(W/L)4=50/10,所以1为 4-.4-5A 6.1.4图题6.1.4是由PM0 SFET T2、T,组成镜像电流源作为有源负载， NMOSFET T,构成共源放大电路。当r=r=2M,V=1V,导电系数 K=100μA/V2,1REr=100uA,求A,。 解：基本电流源输出电阻R=ra,可得图解6.1.4为T,的等效电路模 型，由图(b)可知 4-al2.-号 因为io=K,(cs-V) 之2e)-2%层 =2√/K,·1E=2√100uA/V2×1004A=200μS
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+pD(+10V) PMOS Mos白 图题6.1.4 图解6.1.4 A,=-82=-200×106×2×10=-200 6.1.5电流源电路如图题6.1.5所示，Vm=+5V,-Vss=-5V,T, T,为特性相同的NM0S管V=2V,Ka=Ka=K4=K=0.25mA/N2,K= 0.10mA/V2,A=0,求1r和1.值。 9+'m(+5V) IREF-I1 6-"ss-5V) 图题6.1.5 解：由电路看出 IREY =Ip1 =Ip2 所以 K(VcsI -V)2=K2(Vosz -VT)2 0.10(Vs1-2)2=0.25(Vca-2) Vca=0.632Vc1+0.736V 将 Vcs2 =VoD -(Vss)-VcsI =10 V-VcsI
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代入上式得 Ve=5.676V,Vc=10V-5.676V=4.324V 1=K(Vs1-V7)2=0.10×(5.676-2)2mA=1.35mA 1=19+14+1s=3lEF=4.05mA 值得指出的是，当T、T4、T,的特性不同时（如W/儿或K不同时），各 管的输出电流和输出电阻不同。 6.2差分式放大电路 6.2.1在图题6.2.1（主教材图6.2.2）所示的射极耦合差分式放大电路 中，+Vcc=+10V,-Ve=-10V,1o=1mA,r。=25k2(电路中未画出)， R1=Ra=10kD,BJT的B=200,Ve=0.7V；(1)当u=va=0时，求Ic、 V、Ve和Ve:(2)当=-a=+号时，求双端输出时的A和单端输出的 An、A,和KMI的值。 图题6.2.1 解：(1)1c1=1e=1o/2=0.5mA, 当 v1=2=0时，V三=0-VE=-0.7V, Vc2=Vc1=Vc-1aR-Vg=(10-0.5×10+0.7)V=5.7V (2)双端输出时 A=B200x10k0。-186.9 10.7k2 式中 m=20+1+20)2]n=i07kn
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