北京市大學(xué)生電子設(shè)計競賽題目精編

1、（電子行業(yè)企業(yè)管理） 北京市大學(xué)生電子設(shè)計競賽題目北京市大學(xué)生電子設(shè)計競賽題目2004.10.16第一題圖 1 所示為一由 CMOS 器件構(gòu)成的雙端輸入、單端輸出運算放大器電路。其中，M1、M2、M 5和 M7 為 N 溝道增強型 MOSFET，M3、M4 和 M6 為 P 溝圖 1運算放大器電路道增強型 MOSFET 。元件值和各 MOSFET 的寬長比注于圖中 （例如， M 1 的溝道寬度為，溝道長度為，其寬長比記為） 。一、請說明電路中各元器件的作用。二、按圖 1 將電路和元器件參數(shù)輸入到MULTISIM程序中，進(jìn)行下列分析，說明進(jìn)行該項分析時放大器輸入端In1 和 In2 處電路的連接

2、狀態(tài)，將所得數(shù)據(jù)填入表格中并回答所提問題。注：請使用程序中提供的虛擬元器件，此時MOSFET 僅需輸入器件的溝道長度和寬度，其余均用隱含值。溝道參數(shù)輸入位置如下圖所示。1、計算輸出節(jié)點處工作點的電壓值。2、在雙端輸入的情況下，計算該放大器的單位增益帶寬， 1kHz 、10kHz 和 100kHz三個頻率點處的增益和相位值。3、在反相單端輸入的情況下，輸入頻率為1kHz 的正弦波電壓，考慮到5 次諧波，請計算輸入信號幅度分別為10mV 、15mV和 25mV時的總諧波失真(THD) ，并說明計算方法。4、在反相單端輸入的情況下，計算補償電容Cc 的值分別為 1nF 、26nF 、51nF和 76

3、nF 時， 1kHz 、10kHz 和 100kHz 三個頻率點處的增益和相位值并說明補償電容值對放大器的頻率特性起什么作用？5、利用圖 1 所示電路設(shè)計一個直流增益的單端輸入反相放大器，畫出電路圖（其中圖 1 所示電路用圖2 所示簡化圖形表示），計算其 3dB 帶寬和單位增益帶寬。圖 2運算放大器簡化表示三、圖 3 所示為電流鏡電路，寬長比如圖中標(biāo)注，計算 M 2 的寬長比分別為50/10 、100/10和 300/10時，其輸出電流與 M 1 的漏極電流之比， 并解釋產(chǎn)生此結(jié)果的原因。第二題圖 4 所示為反相單端輸入情況下，單極點運算放大器的小信號交流宏模型。圖 4 運算放大器小信號交流宏

4、模型圖中， (1) 端為反相輸入端， (2) 端為輸出端。、表示輸入阻抗，表示輸出電阻，表示極點角頻率， VCCS1 表示跨導(dǎo)為的電壓控制電流源，VCCS2 表示跨導(dǎo)為的電壓控制電流源，直流增益為，請完成下列工作：1、給定，請確定宏模型中元件值，在輸入端接理想交流電壓源時，分別計算單位增益帶寬和0.1kHz 、1.0kHz 和 10kHz 三個頻率點處的增益和相位值。2、在圖 4 所示宏模型的基礎(chǔ)上，構(gòu)成一個兩極點運算放大器的宏模型電路。極點均在 S 域的左半平面，輸入、輸出阻抗、直流增益和主極點與上面“1”中給定的數(shù)值相同，高頻極點表示為。1）畫出宏模型電路圖2）在高頻極點頻率分別為2.0k

5、Hz 和 5.0kHz 時，計算 0.1kHz 、1.0kHz 和 10kHz三個頻率點處的增益和相位值，并說明高頻極點對增益和相位產(chǎn)生什么影響？對運算放大器的應(yīng)用形成何種限制？第三題帶通濾波器電路如圖5 所示。除運算放大器外，電路中各元件參數(shù)分別為，請完成下列工作：1 、將圖 5 中的運算放大器用理想模型（輸入阻抗無窮大，帶寬為無窮寬，輸出阻抗為零，增益為）代替，計算帶通濾波器的中心頻率和3dB 帶寬。2、將圖 5 中的運算放大器用圖4 所示單極點宏模型代替，利用此模型分析運算放大器的參數(shù)對濾波器頻率特性的影響。在分析某個參數(shù)的影響時，將其余參數(shù)設(shè)置成對濾波器濾波器頻率特性影響可以忽略的值。

6、1）分別分析輸入阻抗、輸出電阻、增益和3dB 帶寬等參數(shù)對濾波器中心頻率、中心頻率處的增益和3dB 帶寬等頻率特性的影響， 列出能說明影響的數(shù)據(jù)和其余參數(shù)的設(shè)置值。2）如果允許帶通濾波器中心頻率偏離設(shè)計值的5% 左右時，運算放大器的最小增益帶寬乘積值是多少？并說明確定該值的方法。第四題設(shè)計一個交流小信號放大器，其中有源器件使用MOSFET ，給定設(shè)計指標(biāo)為：輸入阻抗：。輸出阻抗：不規(guī)定數(shù)值，由設(shè)計者自定。放大器的傳輸函數(shù)表示為其中，為便于元器件參數(shù)調(diào)整， 請使用 MULTISIM中的虛擬元件 (虛擬 MOSFET 的柵極輸入電流為零，各極間電容為零，漏源極間交流電阻為無窮大，其余參數(shù)使用隱含值 )。請完成以下兩種情況下的設(shè)計工作：1）增益由設(shè)計者自定，畫出電路圖，注明MOSFET 的溝道長度和寬度及電路中的元件值；計算并記