1、第四章 集成運算放大電路（童詩白）自 測 題一、選擇合適答案填入空內。（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 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體管的。A. 指標參數準確 B. 參數不受溫度影響C參數一致性好（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C. 提高輸入電阻（5）為增大電壓放大倍數，集成運放的中間級多采用。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）

2、A二、判斷下列說法是否正確，用“”或“×”表示判斷結果填入括號內。（1）運放的輸入失調電壓UIO是兩輸入端電位之差。( )（2）運放的輸入失調電流IIO是兩端電流之差。( )（3）運放的共模抑制比KCMR Ad ( ) Ac（4）有源負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電流。( ) 解：（1）× （2） （3） （4） （5）× 第四章題解1三、電路如圖T4.3所示，已知1=2=3=100。各管的UBE均為0.7V，求IC2的值。圖T4.3解：分析估算如下：IVCC-UBE2-UBE1R=R=100A IC0=

3、IC1=ICIE2=IE1IICR=IC0+IB2=IC0+IB1=IC+IC=1+IRIR=100A四、電路如圖T4.4所示。圖T4.4第四章題解2 試（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（如增大放大倍數、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；利用有源負載（T5、T6）增大差模放大倍數，使單端輸出電路的差模放大倍數近似等于雙端輸出電路的差模放大倍數，同時減

4、小共模放大倍數。第二級為共射放大電路，以T7、T8構成的復合管為放大管、以恒流源作集電極負載，增大放大倍數。第三級為互補輸出級，加了偏置電路，利用D1、D2的導通壓降使T9和T10在靜態時處于臨界導通狀態，從而消除交越失真。五、根據下列要求，將應優先考慮使用的集成運放填入空內。已知現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，應選用。（2）作寬頻帶放大器，應選用（3）作幅值為1V以下微弱信號的量測放大器，應選用。（4）作內阻為100k信號源的放大器，應選用。（5）負載需5A電流驅動的放大器，應選用（6）要求輸出電壓幅值為±80的

5、放大器，應選用。（7）宇航儀器中所用的放大器，應選用。解：（1） （2） （3） （4） （5）（6） （7）第四章題解3習 題4.1 通用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，放大倍數盡可能大。對中間級的要求：放大倍數大，一切措施幾乎都是為了增大放大倍數。對輸出級的要求：帶負載能力強，最大不失真輸出電壓盡可能大。 對偏置電路的要求：提供的靜態電

6、流穩定。4.2 已知一個集成運放的開環差模增益Aod為100dB，最大輸出電壓峰-峰值Uopp±14V，分別計算差模輸入電壓uI（即uPuN）為10V、100V、1mV、1V和10V、100V、1mV、1V時的輸出電壓uO。 解：根據集成運放的開環差模增益，可求出開環差模放大倍數 20lgAod=100dBAod=105當集成運放工作在線性區時，輸出電壓uOAod uI；當Aod uI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

7、、14V。4.3 已知幾個集成運放的參數如表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。第四章題解44.4 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，設集電極電流為IC。先求出R中電流，再求解IC1、IC2。 IR=VCC-UBE4-UBE0=100A RIR=IC0+IB3=IC0+3IC3IB=IC+1+ (1+)IC=+IR2+32當

8、（1）3時IC1=IC2IR=100A第四章題解54.5 圖4.5所示為多集電極晶體管構成的多路電流源。已知集電極C0與C1所接集電區的面積相同，C2所接集電區的面積是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的面積。先求出R中電流，再求解IC1、IC2。IVCC-UEBR=R=200A (其中UEB=0.7V)IIIIR=C+IB=C0+C0I IC0=R1+=160AIC1=IC0=160AIC2=2IC0=320A第四章題解64.6 電路如圖P4.6所示，T管的低頻跨導為gm，T1和T2管d-s

9、間的動態電阻分別為rds1和rds2。試求解電壓放大倍數Au=uO/uI的表達式。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載，T1、T2管d-s間動態電阻分別為rds1、rds2，所以電壓放大倍數Au的表達式為Au=4.7 電路如圖P4.7所示，T1與T2管特性相同，它們的低頻跨導為gm；T3與T4管特性對稱；T2與T4管d-s間動態電阻為rds2和rds4。試求出兩電路的電壓放大倍數Au=uO/(uI1uI2)的表達式。 uOuI=-iD(rds1rds2)uI=-gm(rds1rds2)圖P4.7第四章題解7解：在圖（a）（b）所示電路中iD1=

10、-iD2iD3=iD4iO=iD2-iD4iD2-iD1=-2iD1iD1=gm(uI1-uI2)2iOgm-(uI1-uI2)圖（a）所示電路的電壓放大倍數Au=uO(uI1-uI2)(uI1-uI2) = - iO(rds2rds4) g m (rds2rds4)同理，圖（b）所示電路的電壓放大倍數Augm(rds2rds4)4.8 電路如圖P4.8所示，具有理想的對稱性。設各管均相同。（1）說明電路中各晶體管的作用；（2）若輸入差模電壓為（uI1uI2），則由此產生的差模電流為iD，求解電路電流放大倍數Ai的近似表達式。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、T

11、3和T4分別組成的復合管為放大管，T5和T6組成的鏡像電流源為有源負載。（2）由于用T5和T6所構成的鏡像電流源作為有源負載，將左半部分放大管的電流變化量轉換到右邊，故輸出電流變化量及電路電流放大倍數 圖P4.8 分別為iO2(1+) iIAi= iO2(1+)iI第四章題解84.9 電路如圖P4.9所示，具有理想的對稱性。回答題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分別組成的復合管為放大管，T5和T6組成的鏡像電流源為有源負載。（2）由于用T5和T6所構成的鏡像電流源作為有源負載，將左半部分放大管的電流變化量轉換到右邊，故輸出

12、電流變化量及電路電流放大倍數分別為iO2(1+) iIAi= iO2(1+)iI4.10 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遠大于二極管的正向電阻。當uI1uI20V時，uO0V。圖P4.10（1）求解電壓放大倍數的表達式；第四章題解9（2）當有共模輸入電壓時，uO=？簡述理由。解：（1）在忽略二極管動態電阻的情況下Au1-Au2=-Rc1rbe1Rc2rbe3rbe3Au=Au1Au2（2）當有共模輸入電壓時，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

13、。選擇合適的答案填入空內。（1）該電路采用了。A共集-共基接法B. 共集-共射接法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增大帶負載能力（4）T1與T2管的靜態壓降約為 。A0.7V B. 1.4V C. 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 第四章題解10與T2管集電結反向電流ICBO對輸入電流的影響？解：因為UBE3UCE12UD ，UBE1UD ，UCE1UD，所以

14、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為鏡像關系，且2，所以iC2iC1iI2 。（2）iB3iI1iC2iI1iI2（3）輸出電壓的變化量和放大倍數分別為uO=-iC3Rc=-3 iB3Rc Aui=uO(iI1-iI2)uOiB3=-3Rc4.14 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 第四章題解11何實現過流

15、保護的。圖P4.14解：在圖（a）所示電路中，D1、D2使T2、T3微導通，可消除交越失真。R為電流采樣電阻，D3對T2起過流保護。當T2導通時，uD3uBE2iORuD1，未過流時iOR較小，因uD3小于開啟電壓使D3截止；過流時因uD3大于開啟電壓使D3導通，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T2導通時，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導通，為T2基極分流。T7對T3起過流保護，原因

16、與上述相同。第四章題解124.15 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的工作區域(截止、放大、飽和)；（3）50A電流源的作用；（4）T5與R的作用解：（1）為T1提供靜態集電極電流、為T2提供基極電流，并作為T1的有源負載。（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。第四章

17、題解134.16 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第四章題解14解：（1）u11為反相輸入端，u12為同相輸入端。（2）為T1和T2管的有源負載，將T1管集電極電流變化量轉換到輸出，使單端輸出差分放大電路的差模放大倍數近似等于雙端輸出時的放大倍數。（3）為T6設置靜態電流，且為T6的集電極有源負載，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的內部電路如