第4章集成运算放大电路课后习题及答案.doc

第4章 集成运算放大电路
一 填空题
1、集成运放内部电路通常包括四个基本组成部分,即 、 、 和 。
2、为提高输入电阻，减小零点漂移，通用集成运放的输入级大多采用_________________电路；为了减小输出电阻，输出级大多采用_________________ 电路。
3、在差分放大电路发射极接入长尾电阻或恒流三极管后，它的差模放大倍数将 ，而共模放大倍数将 ，共模抑制比将 。
4、差动放大电路的两个输入端的输入电压分别为和，则差模输入电压为 ，共模输入电压为 。
5、差分放大电路中，常常利用有源负载代替发射极电阻，从而可以提高差分放大电路的 。
6、工作在线性区的理想运放，两个输入端的输入电流均为零，称为虚______；两个输入端的电位相等称为虚_________；若集成运放在反相输入情况下，同相端接地，反相端又称虚___________；
即使理想运放器在非线性工作区，虚_____ 结论也是成立的。
7、共模抑制比KCMR等于_________________之比，电路的KCMR越大，表明电路__________越强。
答案：1、输入级、中间级、输出级、偏置电路；2、差分放大电路、互补对称电路；3、不变、减小、增大；4、-18mV, 1mV；5、共模抑制比；6、断、短、地、断；7、差模电压放大倍数与共模电压放大倍数,抑制温漂的能力。
二 选择题
1、集成运放电路采用直接耦合方式是因为_______。
A．可获得很大的放大倍数 B.可使温漂小 C.集成工艺难以制造大容量电容
2、为增大电压放大倍数，集成运放中间级多采用_______。
A. 共射放大电路 B. 共集放大电路 C. 共基放大电路
3、输入失调电压UIO 是_______。
A.两个输入端电压之差 B.输入端都为零时的输出电压
C.输出端为零时输入端的等效补偿电压。
4、集成运放的输入级采用差分放大电路是因为可以______。
A.减小温漂 B.增大放大倍数 C.提高输入电阻
5、两个参数对称的三极管组成差分电路时，在双端输入和双端输出时，与单管电路相
比其放大倍数 ，输出电阻 。
A.大两倍，高两倍 B.相同，相同 C.相同，高两倍
6、共模输入信号是差分放大电路两个输入端信号的 。
A．和 B.差 C.平均值
7、两个相同类型的晶体管构成的复合管的β和rbe分别为 。
A．， B．，
C．，
8、集成运放 工作时，一般工作在非线性区，它有两个输出状态（+UOpp或-UOpp）;当u+B. 1 C. 105 D. ∞
答案：1、C 2、A 3、C 4、A 5、B 6、C 7、C 8、C 9、B 10、C 11、D
三 判断下列说法是否正确（用√和×表示）
1、运放的输入失调电压是两输入端电位之差。（ ）
2、运放的输入失调电流是两端电流之差。（ ）
3、有源负载可以增大放大电路的输出电流。（ ）
4、在输入信号作用时，偏置电路改变了各放大管的动态电流。（ ）
5、一个理想差分放大电路，只能放大差模信号，不能放大共模信号。
6、集成运放只能放大直流信号，不能放大交流信号（ ）
7、当理想运放工作在线性区时，可以认为其两个输入端“虚断”而且“虚地”。（ ）
8、差分放大电路的差模放大倍数愈大愈好，而共模放大倍数愈小愈好。（ ）
9、集成运放在开环应用时，一定工作在非线性区。（ ）
答案：1、×2、√3、√4、×5、√6、×7、×8、√9、√
四 计算题
4.1电路如图P4.1所示，已知三个三极管的参数均相等，其中β=100，UBE=0.7V，试求IC2的值。

图P4.1 题4.1的图
解：由电路可知

4.2在图P4.2所示电路中，已知三个三极管的特性完全相同，，反相输入端的输入电流为ii1, 同相输入端的输入电流为ii2,试求:
（1VT2的集电极iC2和VT3的基极电流iB3;
（2）求该电路的电压放大倍数Aui=Δuo/(ii1-ii2)。

图P4. 2 题4.2的图 图P4.3 题4.3的图
解：（1）由于VT1和VT2为镜像关系，且，所以有iC2≈iC1≈iI1；
又由电路可知：iB3≈iI1-iC2≈iI1-iI2
（2）输出电压的变化量和放大倍数分别为

4.3图P4.3所示电路是某集成运放电路的一部分，采用单电源供电，试分析以下问题：
（1）50uA和100uA电流源的作用；
（2）VT4的工作区（放大、截止或饱和）；
（3）VT5和R的作用。
解：（1）100uA电流源为VT1提供静态集电极电流，为VT2提供基极电流，并VT1的有源负载；50uA电流源为VT3提供射极电流，在交流等效电阻中等效为阻值非常大的电阻。
（2）VT4处于截止状态，因为，，。
（3）VT5和R构成保护电路，,未过流时VT5电流很小；过流时使，
VT5更多的为VT3的基极分流。
4.4 集成运放BG305偏置电路示意图如图P4.4所示，设，外接电阻，其他电阻的阻值为，。设三极管足够大，试估算基准电流及各路偏置电流、、。

图P4.4 题4.4的图
解：该电路为多输出比例电流源，其中基准电流为：

各偏置电流分别为：

4.5在图P4.5所示电路中，VT1与VT2的特性完全相同，所有晶体管的β值均相同，RC1远大于二极管的正向电阻。当ui1=ui2=0V时，uo=0V。试回答下列问题：
（1）求解电压放大倍数的表达式；
（2）当有共模输入电压时，输出电压uo =？简要说明原因。

图P4.5 题4.5的图 图P4.6题4.6的图
解：（1）在忽略二极管动态电阻的情况下

(2)当由共模输入电压时，uo近似为零，由于RC1>>rd，因此,
故
4.6集成运放FC3原理电路的部分电路如图P4.6所示。已知，若要求，试估算电阻应为多大。设三极管的足够大。
解：微电流源做有源负载，根据电路可以得到：

又对于微电流源有：
将，，代入上面的式子可得：
4.7 在图P4.7所示电路中，假设三极管的，，，，，，，的滑动端位于中点，负载。
（1）求静态工作点；
（2）求差模电压放大倍数；
（3）求差模输入电阻。

图P4.7题4.7的图
解：① 静态工作点

② 差模电压放大倍数:双端输入、双端输出时，差模电压放大倍数等于单边放大电路的电压放大倍数；所以有：

③ 差模输入电阻: 差模输入电阻是两个单边放大电路输入电阻的串联。所以有：

4.8在图P4.8所示放大电路中，已知，，，，，，负载电阻，三极管的，。
（1）试估算静态工作点；
（2）估算差模电压放大倍数。

图P4.8 题4.8的图
解：① 静态工作点

,
,

② 差模电压放大倍数（双端输入、双端输出）

4.9在图P4.9所示差动放大电路中，假设，，，，，三极管的，，求：
（1）双端输出时的差模放大倍数；
（2）改双端输出为从VT1的集电极单端输出，试求此时的差模放大倍数；
（3）在(2)的情况下，设，，则输出电压

图P4.9 题4.9的图 图P4.10 题4.10的图
解：（1）由于静态时

所以有

所以当双端输出时，差模电压放大倍数为

（2）若改双端输出为从VT1的集电极单端输出，试求此时的差模放大倍数为

（3）在(2)的情况下，设，，则输出电压为

4.10在P4.10所示电路中，已知，三极管的均为20，=0.7V,,滑动变阻器＝200，滑动端调在中间，稳压管的。
（1）试估算静态时的 (对地)；
（2）试估算放大电路的差模电压放大倍数和差模输入电阻，输出电阻。
解：（1）

（2）

4.11在图P4.11所示电路中，设两个三极管参数相同：均为60，=0.7V,其中
，,滑动端在中点，计算：
（1）双端输出时，ΔUO=?
（2）从VT1单端输出时的ΔUO1=?

图P4.11 题4.11的图
解：（1）双端输出时，输出为差模信号放大输出，其差模电压放大倍数为

静态时，

因为

所以

因为

所以

则

（2）单端输出时，为差模电压和共模电压放大之和，其共模电压放大倍数为

则

4.12如图P4.12所示电路，三极管VT1、VT2和VT3的参数相同，β=50，UBEQ 0.7V,
RC1=RC2=10KΩ, Re=1.5KΩ, Rb3=Rb4=8.2KΩ, R3 =3.9KΩ，R1=R2=5KΩ，Rb1=Rb2=330KΩ， RW=0.1KΩ,，VCC=VEE=15V，稳压管VDZ的稳定电压为7.5V，且动态电阻很小， RW滑动端在中点。计算：
（1）VT1、VT2和VT3静态时的IC和UCE；
（2）差模电压放大倍数和共模电压放大倍数；
（3）差模输入电阻和输出电阻。

图P4.12 题4.12的图
解:(1)先求 VT3静态时的IC3：
设Rb3两端的电压为UB3，UB3是稳压管稳定电压UZ被Rb3 和R4分压所得，又由于
Rb3 =R4所以

所以

又 ，
所以
静态时VT1和VT2的基极电位为零，所以有

而
（2）因为电路是双端输出，又有

所以差模电压放大倍数为
，
（3）差模输入电阻和输出电阻分别为

4.13试分析图P4.13中各复合管的接法是否正确。如果认为不正确，请扼要说明原因；如果接法正确，说明所组成的复合管的类型（NPN或PNP），指出相应的电极，并列出复合管的和的表达式。

图P4.13 题4.13的图
4.14通用型运放F747的内部电路如图P4.14所示，试分析：
（1）偏置电路由哪些元件组成？基准电流约为多少？
（2）哪些是放大管，组成几级放大电路？每级各是什么基本电路？
（3）VT19、VT20和R8组成的电路的作用是什么？
解：（a）不正确，与方向不一致；
（b）不正确，与方向不一致；
（c）正确，类型为PNP管；
（d）不正确，与方向不一致