集成電路運(yùn)算放大器

1、6.1選擇合適答案填入空內(nèi)。 （1）集成運(yùn)放電路采用直接耦合方式是因?yàn)椤可獲得很大的放大倍數(shù) 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(yùn)放適用于放大。A高頻信號(hào)B. 低頻信號(hào) C. 任何頻率信號(hào) （3）集成運(yùn)放制造工藝使得同類半導(dǎo)體管的。A. 指標(biāo)參數(shù)準(zhǔn)確 B. 參數(shù)不受溫度影響 C參數(shù)一致性好 （4）集成運(yùn)放的輸入級(jí)采用差分放大電路是因?yàn)榭梢?。A減小溫漂 B. 增大放大倍數(shù) C. 提高輸入電阻 （5）為增大電壓放大倍數(shù)，集成運(yùn)放的中間級(jí)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）A6.2 判斷下列說法是否

2、正確，用“”或“×”表示判斷結(jié)果填入括號(hào)內(nèi)。（1）運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓UIO是兩輸入端電位之差。( ) （2）運(yùn)放的輸入失調(diào)電流IIO是兩端電流之差。( )（3）運(yùn)放的共模抑制比 ( )（4）有源負(fù)載可以增大放大電路的輸出電流。( )（5）在輸入信號(hào)作用時(shí)，偏置電路改變了各放大管的動(dòng)態(tài)電流。( )解：（1）× （2） （3） （4） （5）×6.3電路如圖6.3所示，已知1=2=3=100。各管的UBE均為0.7V，試求IC2的值。圖6.3解：分析估算如下：AA6.4 通用型集成運(yùn)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(duì)每一部分性能的要求分別是什么

3、？解：通用型集成運(yùn)放由輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)和偏置電路等四個(gè)部分組成。 通常，輸入級(jí)為差分放大電路，中間級(jí)為共射放大電路，輸出級(jí)為互補(bǔ)電路，偏置電路為電流源電路。 對(duì)輸入級(jí)的要求：輸入電阻大，溫漂小，放大倍數(shù)盡可能大。 對(duì)中間級(jí)的要求：放大倍數(shù)大，一切措施幾乎都是為了增大放大倍數(shù)。對(duì)輸出級(jí)的要求：帶負(fù)載能力強(qiáng)，最大不失真輸出電壓盡可能大。對(duì)偏置電路的要求：提供的靜態(tài)電流穩(wěn)定。6.5已知一個(gè)集成運(yùn)放的開環(huán)差模增益Aod為100dB，最大輸出電壓峰-峰值Uopp±14V，分別計(jì)算差模輸入電壓uI（即uPuN）為10V、100V、1mV、1V和10V、100V、1mV、1V時(shí)的輸出電壓uO

4、。解：根據(jù)集成運(yùn)放的開環(huán)差模增益，可求出開環(huán)差模放大倍數(shù) 當(dāng)集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)，輸出電壓uOAod uI；當(dāng)Aod uI超過±14V時(shí)，uO不是14V，就是14V。故uI（即uPuN）為10V、100V、1mV、1V和10V、100V、1mV、1V時(shí)，uO分別為1V、10V、14V、14V、1V、10V、14V、14V。6.6 已知幾個(gè)集成運(yùn)放的參數(shù)如表6.6所示，試分別說明它們各屬于哪種類型的運(yùn)放。表6.6特性指標(biāo)AodridUIOIIOIIB3dBfHKCMRSR單位增益帶寬單位dBMmvnAnAHzdBV/VMHzA1100252006007860.5A213020.012

5、4071200.5A3100100050.020.03860.55A41002220150966512.5解：A1為通用型運(yùn)放，A2為高精度型運(yùn)放，A3為高阻型運(yùn)放，A4為高速型運(yùn)放。6.7 多路電流源電路如圖6.7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6.7解：因?yàn)門1、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(shè)集電極電流為IC。先求出R中電流，再求解IC1、IC2。A 當(dāng)（1）3時(shí)A6.8 電路如圖6.8所示，T1與T2管特性相同，它們的低頻跨導(dǎo)為gm；T3與T4管特性對(duì)稱；T2與T4管d-s間動(dòng)態(tài)電阻為rds

6、2和rds4。試求出兩電路的電壓放大倍數(shù)Au=uO/(uI1uI2)的表達(dá)式。圖6.8 解：在圖（a）（b）所示電路中 圖（a）所示電路的電壓放大倍數(shù)同理，圖（b）所示電路的電壓放大倍數(shù)6.9電路如圖6.9所示，具有理想的對(duì)稱性。設(shè)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(chǎn)生的差模電流為iD，求解電路電流放大倍數(shù)Ai的近似表達(dá)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、T3和T4分別組成的復(fù)合管為放大管，T5和T6組成的鏡像電流源為有源負(fù)載。（2）由于用T5和T6所構(gòu)成的鏡像電流源作為有源負(fù)載，將左半部分放大管的電流變

7、化量轉(zhuǎn)換到右邊，故輸出電流變化量及電路電流放大倍數(shù) 分別為 圖6.96.10 圖6.10所示電路參數(shù)理想對(duì)稱，12，rbe1rbe2rbe。（1）寫出RW的滑動(dòng)端在中點(diǎn)時(shí)Ad的表達(dá)式；（2）寫出RW的滑動(dòng)端在最右端時(shí)Ad的表達(dá)式，比較兩個(gè)結(jié)果有什么不同。圖6.10解：（1）RW的滑動(dòng)端在中點(diǎn)時(shí)Ad的表達(dá)式為（2）RW的滑動(dòng)端在最右端時(shí)所以Ad的表達(dá)式為比較結(jié)果可知，兩種情況下的Ad完全相等；但第二種情況下的。6.11圖6.11所示電路參數(shù)理想對(duì)稱，晶體管的均為50，=100，UBEQ0.7。試計(jì)算RW滑動(dòng)端在中點(diǎn)時(shí)T1管和T2管的發(fā)射極靜態(tài)電流IEQ，以及動(dòng)態(tài)參數(shù)Ad和Ri。圖6.11

8、0; 解：RW滑動(dòng)端在中點(diǎn)時(shí)T1管和T2管的發(fā)射極靜態(tài)電流分析如下：Ad和Ri分析如下： 6.12電路如圖6.12所示，T1管和T2管的均為40，rbe均為3k。試問：若輸入直流信號(hào)uI1=20mv，uI2=10mv，則電路的共模輸入電壓uIC=？差模輸入電壓uId=？輸出動(dòng)態(tài)電壓uO=?圖6.12解：電路的共模輸入電壓uIC、差模輸入電壓uId、差模放大倍數(shù)Ad和動(dòng)態(tài)電壓uO分別為由于電路的共模放大倍數(shù)為零，故uO僅由差模輸入電壓和差模放大倍數(shù)決定。 6.13電路如圖6.13所示，晶體管的=50，=100。（1）計(jì)算靜態(tài)時(shí)T1管和T2管的集電極電流和集電極電位；（2）用直

9、流表測(cè)得uO=2V，uI=？若uI=10mv，則uO=？ 圖6.13 解：（1）用戴維寧定理計(jì)算出左邊電路的等效電阻和電源為靜態(tài)時(shí)T1管和T2管的集電極電流和集電極電位分別為  （2）先求出輸出電壓變化量，再求解差模放大倍數(shù)，最后求出輸入電壓，如下：uOuOUCQ11.23V若uI=10mv，則 6.14電路如圖6.14所示，T1T5的電流放大系數(shù)分別為15，b-e間動(dòng)態(tài)電阻分別為rbe1rbe5，寫出、Ri和Ro的表達(dá)式。圖6.14解:、Ri和Ro的表達(dá)式分析如下：6.15 試寫出圖6.15所示電路Ad和Ri的近似表達(dá)式。設(shè)T1和T2的電流放

10、大系數(shù)分別為1和2，b-e間動(dòng)態(tài)電阻分別為rbe1和rbe2。圖6.15解：Ad和Ri的近似表達(dá)式分別為6.16 電路如圖6.16所示，T1和T2的低頻跨導(dǎo)gm均為2mA/V。試求解差模放大倍數(shù)和輸入電阻。圖6.16解：差模放大倍數(shù)和輸入電阻分別為AdgmRD40Ri6.17電路如圖6.17所示，T1與T2管的特性相同，所有晶體管的均相同，Rc1遠(yuǎn)大于二極管的正向電阻。當(dāng)uI1uI20V時(shí)，uO0V。圖6.17（1）求解電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式；（2）當(dāng)有共模輸入電壓時(shí)，uO=？簡(jiǎn)述理由。 解：（1）在忽略二極管動(dòng)態(tài)電阻的情況下（2）當(dāng)有共模輸入電壓時(shí)，uO近似為零。由于Rc1rd，uC1uC2，

11、因此uBE30，故uO0。6.18電路如圖6.18所示，T1與T2管為超管，電路具有理想的對(duì)稱性。選擇合適的答案填入空內(nèi)。（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(shù) C展寬頻帶圖6.18（3）電路采用超管能夠。A增大輸入級(jí)的耐壓值B. 增大放大能力 C增大帶負(fù)載能力（4）T1與T2管的靜態(tài)壓降約為。A0.7VB.1.4V C. 不可知解：（1）C （2）C （3）B （4）A6.19電路如圖6.18所示，試問：為什么說D1與D2的作用是減少T1與T2管集電結(jié)反向電流ICBO對(duì)輸入電流的影響？解

12、：因?yàn)閁BE3UCE12UD ，UBE1UD ，UCE1UD，所以UCB10，反向電流為零，因此ICBO對(duì)輸入電流影響很小。6.20比較圖6.20所示兩個(gè)電路，分別說明它的是如何消交越失真和如何實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)的。圖6.20解：在圖（a）所示電路中，D1、D2使T2、T3微導(dǎo)通，可消除交越失真。R為電流采樣電阻，D3對(duì)T2起過流保護(hù)。當(dāng)T2導(dǎo)通時(shí)，uD3uBE2iORuD1，未過流時(shí)iOR較小，因uD3小于開啟電壓使D3截止；過流時(shí)因uD3大于開啟電壓使D3導(dǎo)通，為T2基極分流。D4對(duì)T4起過流保護(hù)，原因與上述相同。 在圖（b）所示電路中，T4、T5使T2、T3微導(dǎo)通，可消除交越失真。R2為電流采

13、樣電阻，T6對(duì)T2起過流保護(hù)。當(dāng)T2導(dǎo)通時(shí)，uBE6iOR2，未過流時(shí)iOR2較小，因uBE6小于開啟電壓使T6截止；過流時(shí)因uBE6大于開啟電壓使T6導(dǎo)通，為T2基極分流。T7對(duì)T3起過流保護(hù)，原因與上述相同。6.21圖6.21所示電路是某集成運(yùn)放電路的一部分，單電源供電，T1、T2、T3為放大管。試分析：圖6.21（1）100A電流源的作用；（2）T4的工作區(qū)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(tài)集電極電流、為T2提供基極電流，并作為T1的有源負(fù)載。 （2）T4截止。因?yàn)閡B4uC1uOuRuB2uB3，uE4uO，uB4uE4。

14、（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(hù)電路。uBE5iOR，未過流時(shí)T5電流很?。贿^流時(shí)使iE550A，T5更多地為T3的基極分流。6.22 電路如圖6.22所示，試說明各晶體管的作用。圖6.22解：T1為共射放大電路的放大管；T2和T3組成互補(bǔ)輸出級(jí)；T4、T5、R2組成偏置電路，用于消除交越失失真。6.23 圖6.23所示簡(jiǎn)化的高精度運(yùn)放電路原理圖，試分析：（1）兩個(gè)輸入端中哪個(gè)是同相輸入端，哪個(gè)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6.23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(fù)載，將T1管集電極電流變化量轉(zhuǎn)換到輸出，使單端輸出差分放大電路的差模放大倍數(shù)近似等于雙端輸出時(shí)的放大倍數(shù)。 （3）為T6設(shè)置靜態(tài)電流，且為T6的集電極有源負(fù)載，增大共射放大電路的放大能力。 （4）消除交越失真。6.24通用型運(yùn)放F747的內(nèi)部電路如圖6.24所示，試分析：（1）偏置電路由哪些元件組成？基準(zhǔn)電流約為多少？（2