《集成电路原理及应用》课后答案.doc

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集成电路原理及应用(第2版) 谭博学 苗汇静 主编
课后习题答案
第二章 模拟集成电路的线性应用
2.9 试分析图1所示电路是什么电路，有何特点？图中设。

（图1）
解：第一级运放为同相放大器。对A：由“虚断”和“虚短”得 i=i，v=v=u，
则u=，即，
对A：由“虚断”和“虚短”得 i=i，v=v=u，
则，即
代入u得，
因两个输入信号均从同相端输入，所以输入阻抗比较高。该电路为高输入阻抗的差动放大器。
2.11 求图3所示电路的增益A，并说明该电路完成什么功能。

解：该电路由两个集成运放构成，A1为主放大器接成反相运算放大器，A2为辅助放大器，A2也接成反相放大器，利用A2对A1构成正反馈，是整个电路向信号源索取的电流极少。
主放大器A：由“虚断”和“虚短”得
,则A=
辅助放大器A2的电压放大倍数：
该电路为自举电路，目的是提高电路的输入电阻。
由
由和得
所以
因此
当时，，
2.12 求图4所示电路输出电压与输入电压的表达式，并说明该电路完成什么功能。

解：对A：由“虚断”和“虚短”得
，即u=-u。A为倒相器
对A：由“虚断”和“虚短”得
则u=，A为反相放大器
将u=-u代入上式得u=
故该电路为减法电路。
2.15 如图6所示电路为积分反馈式微分电路，试分析此电路的工作原理，并写出传递函数的表达式。

解：对A：由“虚断”得 v=v
由“虚短”得，
又R=R，R=R
整理得
对A：由“虚断”和“虚短”得代入上式得

A为差动放大器，A以A的输出为反相输入，经过积分放大后的输出电压在电阻R 上的分压作为A放大器的同相输入。
2.16 设计一个运算电路，要求运算关系为u=20。
解：此题设计方法较多，此只列举几种仅供参考
方法一：将求和电路的输出作为积分电路的输入，则积分电路的输出即为u；
方法二：将积分电路的输出作为求和电路的输入,则求和电路的输出即为u；
方法三：反相积分求和电路再加一个倒相器；
方法四：利用同相积分求和电路。
前三种方法只要电路参数选择合适，即可得出结果，再此简单说明几种，具体如下：
方法一：电路如下

u=，u=，
则u=
当R=R=R，RC=时，u=20。
方法三：电路如下

对A：，
对A：u=，
则u=，
当=20时，u=20。
方法四：电路如下
u单独作用时：
，
又v=v,v=,
整理得，=
同理，u单独作用时：，
则u=+=，
当=20时，u=20。
第三章 模拟集成电路的非线性应用
3.7 试分析如图3所示电路输出电压与输入电压之间的关系，并说明此电路在什么条件下能完成全波整流功能，此电路有什么特点？

(习题3.7图)
解：对A：u0时，u=u=u, VD导通，VD截止 , u=u
对A：u=u=u故流过R的电流为零，故u=u
当u<0时，VD截止,VD导通,
对A：u=(1+)u, 对A：u=u=u ，
此时u=（R+R1）u
当（R+R）=1时，完成全波整流功能；由于为同相输入，故该电 路输入电阻较高。
3.8 设计一个能实现图4所示曲线的二极管函数变换器。

（习题3.8图）
解：设计图为：（可参考课本P页）

3.10 如图6所示电路为集成块BG307专用电压比较器，画出其传输特性（常温下输出高电平为3.2V，低电平为0.5V）。

（图3.10）
解：由“虚断”和“虚短”得

=3V
故 则：

其传输特性如下所示：

第四章 集成变换器及其应用

4.1 求下图所示电路的输入阻抗，假定图中的集成运放满足理想条件。

（图4.1）
解：

又，
则
将上式代入，则
因此
4.2 求下图所示电路的输入阻抗，假定图中的集成运放满足理想条件。

（图4.2）
解：
整体有：

对有：

对有：

以上各式联立得：
4.3 求如图3所示电路的输入阻抗，并说明其性质，假定图中的集成运放满足理想条件。

(图4.3）
解：对于A有：

对于A有：

则U=﹍①
整体有：
﹍②
①②联立整理得：

则该电路输入端等效为一电容，等效的电容值为
该电路为电容倍增器，通过改变的值，以及C的大小，可得到任意大小的电容值。
4.12 A/D转换器的主要技术指标有哪些？D/A转换器的技术指标有哪些？设某DAC有二进制14位，满量程模拟输出电压为10V，试问它的分辨率和转换精度各为多少？
答：A/D转换器的主要技术指标有：
①分辨率；②量程；③精度；④转换时间和转换率；⑤输出逻辑电平；⑥对参考电压的 要求。
D/A转换器的技术指标有：
①分辨率；②转换精度；③偏移量误差；④线性度；⑤输入编码方式；⑥输出电压；⑦ 转换时间。
分辨率为10V×2≈610.4V；
转换精度为LSB=305.2V。
4.13 某一控制系统要使用D/A转换器，要求该D/A转换器的精度小于0.25%，那么应选择多少位的D/A转换器？
解：转换精度a=LSB，又LSB=b×2（b为量程，n为位数）
则b×2/b<0.25%
得n8
4.14 11位A/D转换器分辨率的百分数是多少？如果满刻度电压为10V，当输入电压为5mV时，写出其输出的二进制代码。
解：2×100%≈0.49% 因此A/D转换器的分辨率为
因此当输入电压为5mV时，二进制代码为000 0000 0000b

第六章 集成有源滤波器
6.4 如图1所示，当分别取如下两组参数时，试分别求出该电路的G，，等参数。
（1） R=R=24kΩ，C=940pF，C=470pF，R=。
（2） R=7.3kΩ，R=39.4kΩ，C=C=0.047F，R=4kΩ，R=20kΩ。

(图6.4）
解：由电路得：
则当取⑴参数时：

当取⑵参数时：，

6.6设计一个一阶高通滤波器，其截止频率为2kHz。要求画出电路图，写出传递函数的表达式。
解：电路图如下所示：

其传递函数为：

又=2KHZ，则=12.56(rad/s)
令, 取C=0.1F
则R=796.18Ω，R=1592.36Ω
6.7 设计一个二阶低通滤波器，其截止频率为10kHz。要求画出电路图，选择集成电路芯片的型号和各种元器件的参数值。
解：电路图如下所示：

选择巴特沃斯型滤波器
则 又
令R=R=R, C=C=C 取C=0.1F则R=160Ω，
又，则=1.586
又 取R=58.6KΩ,则R=100KΩ。

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