第3章.集成运算放大器及其应用习题解答.doc

第3章 集成运算放大器及其应用习题解答 3.1 差动放大电路的工作原理是什么？最简单的差动放大电路由两个完全对称的单管放大电路拼接而成。由于电路的对称性，输出信号电压采用从两管集电极间提取的双端输出方式，对于无论什么原因引起的零点漂移，均能有效地抑制。在电路的两个输入端输入大小相等、极性相同的信号电压，由于电路的对称性，两管集电极电位的大小、方向变化相同，输出电压为零(双端输出)。说明差动放大电路对共模信号无放大作用。共模信号的电压放大倍数为零。在电路的两个输入端输入大小相等、极性相反的信号电压，由于电路的对称性，差动放大电路的输出电压为两管各自输出电压变化量的两倍。2 集成运算放大器的基本组成有哪些？从电路的总体结构上看，集成运算放大器基本上都由输入级、中间放大级、输出级和偏置电路四个部分组成。3 集成运算放大器的主要参数有哪些？1.开环差摸电压增益： 2.输入失调电压： 3.输入失调电流：4.差摸输入电阻和输出电阻： 5.共模抑制比：6.最大差模输入电压：7.最大共模输入电压： 8.静态功耗：9.最大输出电压：4 理想集成运算放大器的主要条件是什么？（1）开环差模电压增益；（）共模抑制比； （3）开环差模输入电阻；（4）开环共模输入电阻； （5）开环输出电阻。5 通用型集成运放一般由几部分电路组成，每一部分常采用哪种基本电路？通常对每一部分性能的要求分别是什么？输入级：一般采用具有恒流源的双输入端的差分放大电路，主要作用是减小放大电路的零点漂移、提高输入阻抗。 中间放大级：一般采用放大电路，主要作用是放大电压，使整个集成运算放大器有足够高的电压放大倍数。 输出级：一般采用射级输出器电路，其目的是实现与负载的匹配，使电路有较大的输出功率和较强的带负载能力。 偏置电路：是为上述各级电路提供稳定合适的偏置电流，稳定各级的静态工作点，一般由各种恒流源电路构成。6 已知一个集成运放的开环差模增益Aod为100dB，最大输出电压峰-峰值Uopp＝±14V，分别计算差模输入电压uI（即u－u－）为10μV、100μV、1mV、1V和－10μV、－100μV、－1mV、－1V时的输出电压u。U＝AoduI， Aod＝100dBAod＝，，uI（即u－u－）为10μV、100μV、－10μV、－100μV时U＝AoduI。uI（即u－u－）为1mV、1V时， U＝AoduI。uI（即u－u－）为－1mV、－1V时， U＝AoduI－。7 电路如图-32所示，具有理想的对称性。设各管β均相同。（1）说明电路中各晶体管的作用；（2）若输入差模电压为（u1－u2），则由此产生的差模电流为△i，求解电路电流放大倍数Ai的近似表达式。图-32 习题3.7的图 解：（1）恒流源电路（2）β+β+β2)= 2(2+β)β 3.8 电路如图-33所示，T1与T2管的特性相同，所有晶体管的β均相同，Rc1远大于二极管的正向电阻。当u1＝u2＝0V时，u＝0V。（1）求解电压放大倍数的表达式；（2）当有共模输入电压时，u=？简述理由。 图-33 习题3.8的图 解：（1），，。（2）当有共模输入电压时，u。uo≈0。 图-34所示电路是某集成运放电路的一部分，单电源供电，T1、T2、T3为放大管。试分析： （1）100μA电流源的作用； （2）T4的工作区域； （3）50μA电流源的作用； （4）T5与R的作用。 图-34 习题3.9的图 解：（1）100μA电流源的作用（2）T4的工作区域（3）50μA电流源的作用（4）T5与R的作用。10 试按照下列运算关系设计由集成运放构成的运算放大电路。 （1）－（）（）－a）所示， 因为，＝－＝－5，所以，RF=5R1。 （2）为同相比例运算，运算电路如图（b）所示， 因为，uo＝（1＋）ui，所以，（1＋）＝7，RF=6R1。 （3）因为，uo1＝－（ui1＋ui2）＝－（5ui1＋2ui2），所以，RF1＝5R11＝2R12。 因为，uo2＝－ui3＝－3 ui3，所以，RF2=3R21。 所以，uo＝uo2－uo1＝－3 ui3－[－（5ui1＋2ui2）]= 5ui1＋2ui2－3 ui3 （a） （b） （c） 3.11 试求图-35所示 (a) (b) (c) 图-35 习题3.11的图 解：（a）uo1＝－ui1＝5 ui1，uo＝uo1＝5 ui1