第8章 集成运算放大器及其应用习题解答
习 题
A 选择题
8-1 集成运放的输入级采用差分放大电路是因为它可以( )。A A.减少零点飘移 B.增大放大倍数 C.提高输入电阻
8-2 某测量放大电路要求高输入电阻,输出电流稳定,应该引入( )。B A.并联电流负反馈 B. 串联电流负反馈 C. 并联电压负反馈 8-3 同相比例运算电路的反馈类型为( )。C
A. 并联电压负反馈 B. 并联电流负反馈 C.串联电压负反馈 8-4反相比例运算电路的反馈类型为( )。B
A. 并联电流负反馈 B. 并联电压负反馈 C. 串联电流负反馈 8-5 为了增大电压放大倍数,集成运放的中间级多采用( )。A
A.共发射极放大电路 B. 共集电极射极放大电路C. 共基极射极放大电路 8-6 集成运放的制造工艺使得同类半导体晶体管的( )。B A.指标参数准确 B.参数一致性好C. 参数与温度无关 8-7集成运放电路采用直接耦合方式是因为( )。C
A.可获得很大的电压放大倍数 B.可减少温飘 C. 集成工艺难以制造大容量电容
B基本题
8-8某集成运放的一个偏置电路题8-8图所示,设T1、T2管的参数完全相同。问:IC2与IREF有什么关系?写出IC2的表达式。
题8-8图
8-8解: IC2?IREF?UCC?UBE
RREF8-9在题8-9图所示的差分放大电路中,已知晶体管的? =80,rbe=2 k?。
(1) 求输入电阻rid和输出电阻ro;
2 电工与电子技术
(2) 求差模电压放大倍数Aud。
题8-9图
8-9解:(1) rid=2(rbe+Re)=2×(2+0.05)=4.1 kΩ
ro=2Rc=10 kΩ
(2) Aud???Rcrbe?(1??)Re??80?5??66
2?81?0.058-10 差分放大电路题8-10图所示,设各晶体管的? =100,VBE=0.7V,且rbe1=rbe2=3 k?,电流源IQ=2mA,R =1 M?,差分放大电路从c2端输出。
(1) 计算静态工作点(IC1Q,UC2Q和UEQ);
(2) 计算差模电压放大倍数Ad2,差模输入电阻rid和输出电阻Ro; (3) 计算共模电压放大倍数Ac2和共模抑制比KCMR;
(4) 若uI1 =20sin?t mV,uI2 =0,试画出uC2和uE的波形,并在图上标明静态分量和动态分量的幅值大小,指出其动态分量与输入电压之间的相位关系。
题8-10图
8-10解:(1) 计算静态工作点:
1IC1Q?IC2Q?IQ?1 mA
2UC2Q?RLUCC?IC2Q(Rc//RL)?6?1?1.5?4.5 V
Rc?RL1?1??0.71 V 100UEQ??UBE?IBQRb??0.7V?(2) 计算差模电压放大倍数,输入电阻和输出电阻:
第8章 集成运算放大器及其应用习题解答
3 Ad2??(Rc//RL)2(Rb?rbe)?100?(3//3)?18.75
2(1?3)rid?2(Rb?rbe)?8 k?
ro?Rc?3 k?
(3) 计算共模电压放大倍数和共模抑制比:
Ac2???(Rc//RL)100?(3//3)????7.5?10?4
Rb?rbe(1??)2R1?3?101?2000KCMR?Ad218.75??25000(即88dB) Ac27.5?10?4(4) 若uI1 =20sin?t mV,uI2 =0,则
uc2?Ad2?ui?0.375sin?t (V) ue?uic?0.01sin?t (V)
?uC2?UC2Q?uc2?4.5?0.375sin?t(V) uE?UEQ?ue??0.71?0.01sin?t(V)
uC2和uE的波形如下图所示,它们的动态分量与输入电压uI1之间都相位相同。
8-11判断下列说法是否正确:
(1) 由于集成运放是直接耦合放大电路,因此只能放大直流信号,不能放大交流信号。 (2) 理想运放只能放大差模信号,不能放大共模信号。
(3) 不论工作在线性放大状态还是非线性状态,理想运放的反相输入端与同相输入端之间的电位差都为零。
(4) 不论工作在线性放大状态还是非线性状态,理想运放的反相输入端与同相输入端均不从信号源索取电流。
4 电工与电子技术
(5) 实际运放在开环时,输出很难调整至零电位,只有在闭环时才能调整至零电位。 8-11解:(1) 错误。集成运放可以放大交流信号。
(2) 正确。
(3) 错误,当工作在非线性状态下,理想运放反相输入端与同相输入端之间的电位差可以不为零。
(4) 正确。 (5) 正确。
8-12已知某集成运放开环电压放大倍数Aod=5000,最大电压幅度Uom=±10V,接成闭环后其电路框图及电压传输特性曲线题8-12图(a)、(b)所示。在题8-12图(a)中,设同相端上的输入(电压uI=(0.5+0.01sin?t)V,反相端接参考电压UREF=0.5V,试画出差动模输入电压uId和输出电压uO随时间变化的波形。
(a)电路框图 (b) 电压传输特性
题8-12图
8-12解:uO=AoduId=5000×0.01sin?t=50sin?t (V),但由于运放的最大输出电压幅度为Uom=±10V,所以当|uId|≤2 mV时,按上述正弦规律变化;而当|uId|>2 mV时,uO已饱和。即
??10V,(uID??2mV)? ?u0??AoduId?50sin?t(t),(?2mV?vID?2mV)?10V,(uID?2mV)??输出电压波形如下图所示。
8-13设题8-13图的运放为理想器件,试求出题8-13( a)、(b)、(c)和(d)中的电路输出电压。
第8章 集成运算放大器及其应用习题解答
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(a) (b) (c) (d) 题8-13图 8-13 解:利用虚短:u??u?,虚断:i??0。 图(a) i1=i2,
0?(2?u?)(2?u?)?uo0?(2?0)(2?0)?uo??,∵u??u??0∴,
10201020uo?6V
20)u??3?3?6(V) 10图(c):uo?2?u??2?u??2?0?2(V)
图(b) ?u??2V?uo?(1?图(d):uo?u??u??2(V)
8-14电路如题8-14图所示,设运放是理想的, ui?6V,求电路的输出电压uo和电路中各支路的电流。
题8-14图 8-14 解:利用虚短:u??u?,虚断:i??i??0
610?6?2V, uo?(1?)?2?4V 12?6106?210?u?0?u?0?2i1?i2??(mA),i3?i4?????0.2(mA),
123101010u4iL?o??0.8(mA), io?iL?i2?0.8?(?0.2)?1(mA)
RL5u??8-15题8-15图所示电路中的运放是理想的,求电路的输出电压uo和电路中各支路的电流。
题8-15图
8-15 解:利用虚短:u??u??0,虚断:i??i??0。