Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 [ 157 ] 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193

вет: 16,5 ыкВ.) Каким будет результат при сопротивлении источника сигнала 10 кОм? (Ответ: 27,4 мкВ.)

э) Шумовая характеристика усилителя - это коэффициент (выраженный в децибелах), показывающий, во сколько раз уменьшается отношение сигнал/шум по сравнению с идеальным «нешумящим» усилителем Найдите шумовую характеристику для схем из двух последних saW (Ответ: 0,89 дБ, 5,28 дБ.)

6.4. ОУ с входным каскадом на полевых транзисторах с рп-переходом. Лако-полевые транзисторы с рп-переходом имеют loss = 400 мкА и Vp =" = -4,0 В. Дифференциальный усилитель смещен источником юкя Iq = 200 мкА.

а) Найдите корректирующую емкость, необходимую для получения частоты единичного усиления /„ = 2,5 МГц. (Ответ: 6,366 пФ.)

б) Определите скорость нарастания выходного напряжения. (Ответ-31,4 В/мкс.)

в) Определите ширину полосы пропускания на максимальной мощности при пиковом выходном напряжении ±10 В. (Ответ: 500 кГц.)

г) Принимая, что коэффициент модуляции длины канала у полевых транзисторов с рп-переходом равен \IVa = 1/(50 В), найдите максимально возможный коэффициент усиления, достижимый в таком входном каскаде (схема токового зеркала выполнена на биполярных транзисторах). Сравните полученный результат с коэффициентом усиления, который обычно имеет входной каскад на биполярных транзисторах. (Ответ: 50.)

д) Почему ОУ с входным каскадом на полевых транзисторах с рл-переходом обычно имеет более высокую скорость нарастания выходного напряжения по сравнению с ОУ, полностью состоящим из биполярных транзисторов? Дайте обоснованный ответ.

е) Если входной ток смещения ОУ с входным каскадом на полевых транзисторах с рп-переходом 1,0 нА при 25 °С, причем при изменении Т на 11 °С он увеличивается в два раза, то какой ток смещения будет при 100 °С? (Ответ: 113 нА (максимум).)

ж) Решите предыдущую задачу при Т= 125 "С. (Ответ: 545 нА (максимум).)

з) Входной ток смещения ОУ с входным каскадом на полевых транзисторах с рл-переходом очень мал при 25 °С, но увеличивается по экспоненциальному закону прн увеличении температуры. Напротив, входной ток смещения усилителей, полностью состоящих из биполярных транзисторов, более высокий при 25°С, но при увеличении температуры несколько уменьшается. Объясните это явление.

6.5. ОУ с Aol (0) = ШО дБ, /, = 12 Гц, = 2,5 МГц, и /з = 5,0 МГц.

а) Определите частоту единичного усиления /„. (Ответ: 1,2 МГц.)

б) Если частоты точек излома, приведенные выше, определены при корректирующей емкости 40 пФ, то какие значения они примут при корректирующей емкости 200 пФ? (Ответ: 2,4 Гц, 2,5 МГц, 5,0 МГц.)

6.6. ОУ имеет скорость нарастания выходного напряжения 2,0 В/мкс. Определите ширину полосы пропускания на максимальной мощности для пикового выходного напряжения ±10 В. (Ответ: 31,8 кГц.)

6.7. ОУ имеет скорость нарастания выходного напряжения 2,0 В/мкс. Найдите время нарастания при амплитуде выходного напряжения Ю В, при воздействии входного сигнала в виде треугольных импульсов, если ОУ работает в режиме ограничения по быстродействию. (Ответ: 4,0 мкс.)

6.8. ОУ имеет скорость нарастания выходного напряжения 1,0 В/мкс при Ссотр= 25 пФ. Определите скорость нарастания выходного напряжения при увеличении Ссотр ДО 100 пФ. (Ответ: 0,25 В/мкс.)

6.9. ОУ с входным каскадом на МОП-транзисторах имеет встроенную пару защитных ДИОДОВ, включенных навстречу друг другу между ДВУ"



входами ОУ. Какую функцию выполняют эти диоды? Оказывают ли они какое-либо влияние на характеристики ОУ? Дайте обоснованный ответ.

Дано; в схеме ОУ (рис. 36.10) Rs= RiR2/(Ri+ R2). а) Покажите, что отношение сигнал/шум этого усилителя определяется выражением

(V0 (slgnal)/t0 (noise,) = [vj + 2 (/, („o„e)«s) + TR] (Я/2) BW

где vi (noise) И il (noise) - Эквивалентное напряжение и ток входного шума соответственно.

-ЛЛЛАг-

J--W/V


Рис. 36.10. X

б) При Vi (noise) - 20 нВ/Гц i; (noIse)= 0,1 пА/Гц п Rs = 100 Ом найдите vs для получения отношения сигнал/шум 10 : 1. Ширина полосы пропускания 10 кГц, (Ответ; 25,2 мкВ.) Решите предыдущую задачу

в) при Rs = 1000 Ом (ответ: 26,0 мкВ);

г) при Rs = 10 кОм (ответ; 33,7 мкВ);

д) при Rs = 30 кОм (ответ: 46,5 мкВ);

е) при Rs = 100 кОм (ответ; 77,2 мкВ).

6,11. Буфер с единичным усилением. На рис. 6.29 показана схема буфера с единичным усилением (или повторитель напряжения). Этот буфер характеризуется очень высоким входным сопротивлением, низким выходным сопротивлением н очень широкой полосой пропускания наряду с высокой скоростью нарастания выходного напряжения. Пусть все однотипные транзисторы идентичны, за исключением транзистора Qg, ширина канала которого Б два раза больше чем у остальных транзисторов с рл-переходом. Пусть также базовые токи биполярных транзисторов много меньше токов стока насыщения полевых транзисторов с рл-переходом.

а) Покажите, что если входное напряжение Vt равно нулю, то выходное напряжение также будет равно нулю.

б) Коэффициент передачи по току биполярных транзисторов равен 200, а полевые транзисторы с рп-переходом имеют следующие характеристики: Vp = -2 В, Va = 100 в и loss = 5,0 мА, за исключением транзистора Qj, у которого loss = Ю мА. Определите коэффициент усиления буфера при отсутствии нагрузки, (Ответ: 0,9891.)

в) Определите выходное сопротивление. (Ответ: 5,08 Ом.)

г) Найдите коэффициент усиления этого буфера при работе его на нагрузку 100 Ом. (Ответ: 0,9413.)

д) Найдите статический ток потребления, (Ответ; 20 мА.) е) Дано: Cg = 3 пФ, С = 3 пФ, С,,, = 10 пФ, а Су = 2 пФ. Определите ширину полосы пропускания по уровню 3 дБ. (Ответ: 159 МГц.) Щ Решите задачи п. (б) и (е) при loss = 1,0 мА для всех полевых тран.



зисторов с рп-переходом, кроме транзистора q3, у которого /r,-, = 2,0 мА. (Ответ: 0,9891, 25,4 Ом, 0,7888, 4,0 мА, 31,8 МГц.) з) Определите входную емкость и ширину полосы пропускания усилн. теля, работающего от источника сигнала с сопротивлением 10 кОч" (Ответ: 3 пФ, 5,3 МГц.)

ЛИТЕРАТУРА

Connelly J. А. Analog Integrated Circuits, Wiley, 1975.

Cowles L. G. Sourcebook of Modvrn Transistor Circuits, Chap, 7, Prentice-Hall 1976.

Fitchen F. C. Electronic Integrated Circuits and Systems, Van Nostrand Reinhold, 1970.

Glaser A. В., Subak-Sharpe G. E. Integrated Circuit Engineering, Addison-Weslev 1977.

Graeme J. G., Tobey G. £., Huehman L. P. Operational Amplifiers - DeiJign and Applications, McGraw-Hill, 1971. (Имеется перевод: Проектирование и применение операционных усилителей/Под ред. Дж. Грэма, Дж. Тоби и Л. Хьюл-смана. - М.: Мир, 1974 )

Gray Р. R., Meyer R. G. Analysis and Design of Analog Integrated Circuits, \\ iley, 1984,

Grebene A. B. Analog Integrated Circuit Design, Van Nostrand Reinhold, 1972, (Имеется перевод- Гребен A, Б. Проектирование аналоговых интегральных схем. - М.: Энергия, 1976.)

Hamilton D. J., Howard W. G. Basic Integrated Circuit Engineering, McGraw-Hill. 1975.

Roberge J. K- Operational Amplifiers, Wiley, 1975.

Sedra A. S., Smith K. С Microelectronic Circuits, Holt, Rinchart and Winston, 1982.

Seuin L. J., Jr. Field-Effect Transistors, McGraw-Hill, 1965.

Wallmark J. Т., Johnson H. Field-Effect Transistors, Prentice-Hali, 1966.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 [ 157 ] 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193