《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》第三版習(xí)題解答第4章集成運算放大電路題解演示教學(xué)

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第三版習(xí)題解答第4章集成運算放大電路題解-第四章集成運算放大電路自測題一、選擇合適答案填入空內(nèi)。（1）集成運放電路采用直接耦合方式是因為。A可獲得很大的放大倍數(shù)B.可使溫漂小C集成工藝難于制造大容量電容（2）通用型集成運放適用于放大。A高頻信號B.低頻信號C.任何頻率信號（3）集成運放制造工藝使得同類半導(dǎo)體管的。A.指標(biāo)參數(shù)準(zhǔn)確B.參數(shù)不受溫度影響C參數(shù)一致性好（4）集成運放的輸入級采用差分放大電路是因為可以。A減小溫漂B.增大放大倍數(shù)C.提高輸入電阻（5）為增大電壓放大倍數(shù)，集成運放的

2、中間級多采用。A共射放大電路B.共集放大電路C共基放大電路解：（1）C（2）B（3）C（4）A（5）A二、判斷下列說法是否正確，用“”或“”表示判斷結(jié)果填入括號內(nèi)。（1）運放的輸入失調(diào)電壓UIO是兩輸入端電位之差。()（2）運放的輸入失調(diào)電流IIO是兩端電流之差。()（3）運放的共模抑制比SKIPIF10()（4）有源負(fù)載可以增大放大電路的輸出電流。()（5）在輸入信號作用時，偏置電路改變了各放大管的動態(tài)電流。()解：（1）（2）（3）（4）（5）三、電路如圖T4.3所示，已知1=2=3=100。各管的UBE均為0.7V，試求IC2的值。圖T4.3解：分析估算如下：SKIPIF10ASKIPI

3、F10SKIPIF10A四、電路如圖T4.4所示。圖T4.4（1）說明電路是幾級放大電路，各級分別是哪種形式的放大電路（共射、共集、差放）；（2）分別說明各級采用了哪些措施來改善其性能指標(biāo)（如增大放大倍數(shù)、輸入電阻）。解：（1）三級放大電路，第一級為共集-共基雙端輸入單端輸出差分放大電路，第二級是共射放大電路，第三級是互補輸出級。（2）第一級采用共集-共基形式，增大輸入電阻，改善高頻特性；利用有源負(fù)載（T5、T6）增大差模放大倍數(shù)，使單端輸出電路的差模放大倍數(shù)近似等于雙端輸出電路的差模放大倍數(shù)，同時減小共模放大倍數(shù)。第二級為共射放大電路，以T7、T8構(gòu)成的復(fù)合管為放大管、以恒流源作集電極負(fù)載，

4、增大放大倍數(shù)。第三級為互補輸出級，加了偏置電路，利用D1、D2的導(dǎo)通壓降使T9和T10在靜態(tài)時處于臨界導(dǎo)通狀態(tài)，從而消除交越失真。五、根據(jù)下列要求，將應(yīng)優(yōu)先考慮使用的集成運放填入空內(nèi)。已知現(xiàn)有集成運致的類型是：通用型高阻型高速型低功耗型高壓型大功率型高精度型（1）作低頻放大器，應(yīng)選用。（2）作寬頻帶放大器，應(yīng)選用。（3）作幅值為1V以下微弱信號的量測放大器，應(yīng)選用。（4）作內(nèi)阻為100k信號源的放大器，應(yīng)選用。（5）負(fù)載需5A電流驅(qū)動的放大器，應(yīng)選用。（6）要求輸出電壓幅值為80的放大器，應(yīng)選用。（7）宇航儀器中所用的放大器，應(yīng)選用。解：（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）習(xí)題4.1通用

5、型集成運放一般由幾部分電路組成，每一部分常采用哪種基本電路？通常對每一部分性能的要求分別是什么？解：通用型集成運放由輸入級、中間級、輸出級和偏置電路等四個部分組成。通常，輸入級為差分放大電路，中間級為共射放大電路，輸出級為互補電路，偏置電路為電流源電路。對輸入級的要求：輸入電阻大，溫漂小，放大倍數(shù)盡可能大。對中間級的要求：放大倍數(shù)大，一切措施幾乎都是為了增大放大倍數(shù)。對輸出級的要求：帶負(fù)載能力強，最大不失真輸出電壓盡可能大。對偏置電路的要求：提供的靜態(tài)電流穩(wěn)定。4.2已知一個集成運放的開環(huán)差模增益Aod為100dB，最大輸出電壓峰-峰值Uopp14V，分別計算差模輸入電壓uI（即uPuN）為1

6、0V、100V、1mV、1V和10V、100V、1mV、1V時的輸出電壓uO。解：根據(jù)集成運放的開環(huán)差模增益，可求出開環(huán)差模放大倍數(shù)SKIPIF10當(dāng)集成運放工作在線性區(qū)時，輸出電壓uOAoduI；當(dāng)AoduI超過14V時，uO不是14V，就是14V。故uI（即uPuN）為10V、100V、1mV、1V和10V、100V、1mV、1V時，uO分別為1V、10V、14V、14V、1V、10V、14V、14V。4.3已知幾個集成運放的參數(shù)如表P4.3所示，試分別說明它們各屬于哪種類型的運放。表P4.3特性指標(biāo)AodridUIOIIOIIB3dBfHKCMRSR單位增益帶寬單位dBMmvnAnAHz

7、dBV/VMHzA1100252006007860.5A213020.0124071200.5A3100100050.020.03860.55A41002220150966512.5解：A1為通用型運放，A2為高精度型運放，A3為高阻型運放，A4為高速型運放。4.4多路電流源電路如圖P4.4所示，已知所有晶體管的特性均相同，UBE均為0.7V。試求IC1、IC2各為多少。圖P4.4解：因為T1、T2、T3的特性均相同，且UBE均相同，所以它們的基極、集電極電流均相等，設(shè)集電極電流為IC。先求出R中電流，再求解IC1、IC2。SKIPIF10ASKIPIF10當(dāng)（1）3時SKIPIF10A4.5

8、圖4.5所示為多集電極晶體管構(gòu)成的多路電流源。已知集電極C0與C1所接集電區(qū)的面積相同，C2所接集電區(qū)的面積是C0的兩倍，ICO/IB=4，e-b間電壓約為0.7V。試求解IC1、IC2各為多少圖P4.5解：多集電極晶體管集電極電流正比于集電區(qū)的面積。先求出R中電流，再求解IC1、IC2。SKIPIF104.6電路如圖P4.6所示，T管的低頻跨導(dǎo)為gm，T1和T2管d-s間的動態(tài)電阻分別為rds1和rds2。試求解電壓放大倍數(shù)Au=uO/uI的表達(dá)式。圖P4.6解：由于T2和T3所組成的鏡像電流源是以T1為放大管的共射放大電路的有源負(fù)載，T1、T2管d-s間動態(tài)電阻分別為rds1、rds2，所

9、以電壓放大倍數(shù)Au的表達(dá)式為SKIPIF104.7電路如圖P4.7所示，T1與T2管特性相同，它們的低頻跨導(dǎo)為gm；T3與T4管特性對稱；T2與T4管d-s間動態(tài)電阻為rds2和rds4。試求出兩電路的電壓放大倍數(shù)Au=uO/(uI1uI2)的表達(dá)式。圖P4.7解：在圖（a）（b）所示電路中SKIPIF10圖（a）所示電路的電壓放大倍數(shù)SKIPIF10同理，圖（b）所示電路的電壓放大倍數(shù)SKIPIF104.8電路如圖P4.8所示，具有理想的對稱性。設(shè)各管均相同。（1）說明電路中各晶體管的作用；（2）若輸入差模電壓為（uI1uI2），則由此產(chǎn)生的差模電流為iD，求解電路電流放大倍數(shù)Ai的近似表達(dá)

10、式。解：（1）圖示電路為雙端輸入、單端輸出的差分放大電路。T1和T2、T3和T4分別組成的復(fù)合管為放大管，T5和T6組成的鏡像電流源為有源負(fù)載。（2）由于用T5和T6所構(gòu)成的鏡像電流源作為有源負(fù)載，將左半部分放大管的電流變化量轉(zhuǎn)換到右邊，故輸出電流變化量及電路電流放大倍數(shù)圖P4.8分別為SKIPIF104.9電路如圖P4.9所示，具有理想的對稱性?；卮痤}4.8所提的問題。圖P4.9解：（1）圖示電路為雙端輸入、單端輸出的差分放大電路。T1和T2、T3和T3分別組成的復(fù)合管為放大管，T5和T6組成的鏡像電流源為有源負(fù)載。（2）由于用T5和T6所構(gòu)成的鏡像電流源作為有源負(fù)載，將左半部分放大管的電流

11、變化量轉(zhuǎn)換到右邊，故輸出電流變化量及電路電流放大倍數(shù)分別為SKIPIF104.10電路如圖P4.10所示，T1與T2管的特性相同，所有晶體管的均相同，Rc1遠(yuǎn)大于二極管的正向電阻。當(dāng)uI1uI20V時，uO0V。圖P4.10（1）求解電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式；（2）當(dāng)有共模輸入電壓時，uO=？簡述理由。解：（1）在忽略二極管動態(tài)電阻的情況下SKIPIF10（2）當(dāng)有共模輸入電壓時，uO近似為零。由于Rc1rd，uC1uC2，因此uBE30，故uO0。4.11電路如圖P4.11所示，T1與T2管為超管，電路具有理想的對稱性。選擇合適的答案填入空內(nèi)。（1）該電路采用了。A共集-共基接法B.共集-共射接

12、法C共射-共基接法（2）電路所采用的上述接法是為了。A增大輸入電阻B.增大電流放大系數(shù)C展寬頻帶圖P4.11（3）電路采用超管能夠。A增大輸入級的耐壓值B.增大放大能力C增大帶負(fù)載能力（4）T1與T2管的靜態(tài)壓降約為。A0.7VB.1.4VC.不可知解：（1）C（2）C（3）B（4）A4.12電路如圖P4.11所示，試問：為什么說D1與D2的作用是減少T1與T2管集電結(jié)反向電流ICBO對輸入電流的影響？解：因為UBE3UCE12UD，UBE1UD，UCE1UD，所以UCB10，反向電流為零，因此ICBO對輸入電流影響很小。4.13在圖P4.13所示電路中，已知T1T3管的特性完全相同，2；反相

13、輸入端的輸入電流為iI1，同相輸入端的輸入電流為iI2。試問：（1）iC2?（2）iB2?（3）Aui=uO/(iI1iI2)？圖P4.13解：（1）因為T1和T2為鏡像關(guān)系，且2，所以iC2iC1iI2。（2）iB3iI1iC2iI1iI2（3）輸出電壓的變化量和放大倍數(shù)分別為SKIPIF104.14比較圖P4.14所示兩個電路，分別說明它的是如何消交越失真和如何實現(xiàn)過流保護的。圖P4.14解：在圖（a）所示電路中，D1、D2使T2、T3微導(dǎo)通，可消除交越失真。R為電流采樣電阻，D3對T2起過流保護。當(dāng)T2導(dǎo)通時，uD3uBE2iORuD1，未過流時iOR較小，因uD3小于開啟電壓使D3截止

14、；過流時因uD3大于開啟電壓使D3導(dǎo)通，為T2基極分流。D4對T4起過流保護，原因與上述相同。在圖（b）所示電路中，T4、T5使T2、T3微導(dǎo)通，可消除交越失真。R2為電流采樣電阻，T6對T2起過流保護。當(dāng)T2導(dǎo)通時，uBE6iOR2，未過流時iOR2較小，因uBE6小于開啟電壓使T6截止；過流時因uBE6大于開啟電壓使T6導(dǎo)通，為T2基極分流。T7對T3起過流保護，原因與上述相同。4.15圖4.15所示電路是某集成運放電路的一部分，單電源供電，T1、T2、T3為放大管。試分析：圖P4.15（1）100A電流源的作用；（2）T4的工作區(qū)域(截止、放大、飽和)；（3）50A電流源的作用；（4）T

15、5與R的作用解：（1）為T1提供靜態(tài)集電極電流、為T2提供基極電流，并作為T1的有源負(fù)載。（2）T4截止。因為uB4uC1uOuRuB2uB3，uE4uO，uB4uE4。（3）50A電流源為T3提供射極電流，在交流等效電路中等效為阻值非常大的電阻。（4）保護電路。uBE5iOR，未過流時T5電流很小；過流時使iE550A，T5更多地為T3的基極分流。4.16電路如圖P4.16所示，試說明各晶體管的作用。圖P4.16解：T1為共射放大電路的放大管；T2和T3組成互補輸出級；T4、T5、R2組成偏置電路，用于消除交越失失真。4.17圖4.17所示簡化的高精度運放電路原理圖，試分析：（1）兩個輸入端中哪個是同相輸入端，哪個是反相輸入端；（2）T3與T4的作用；（3）電流源I3的作用；（4）D2與D3的作用。圖P4.17解：（1）u11為反相輸入端，u12為同相輸入端。（2）為T1和T2管的有源負(fù)載，將T1管集電極電流變化量轉(zhuǎn)換到輸出，使單端輸出差分放大電路的差模放大倍數(shù)近似等于雙端輸出時的放大倍數(shù)。（3）為T6設(shè)置靜態(tài)電流，且為T6的集電極有源負(fù)載，增大共射放大電路的放大能力。（4）消除交越失真。4.18通用型運放F747的內(nèi)部電路如圖P4.18所示，試分析：（1