模拟电子技术(4)--多级放大电路和集成运算放大器

教材 模拟电子技术基础（第四版） 清华大学模拟电子技术课程作业第1章 半导体器件1将PN 结加适当的正向电压，则空间电荷区将( b )。

(a)变宽 (b)变窄 (c)不变2半导体二极管的主要特点是具有( b )。

(a)电流放大作用 (b)单向导电性(c)电压放大作用3二极管导通的条件是加在二极管两端的电压( a )。

(a)正向电压大于PN 结的死区电压 (b)正向电压等于零 (c)必须加反向电压4若将PN 结短接，在外电路将( c )。

(a)产生一定量的恒定电流 (b)产生一冲击电流 (c)不产生电流5电路如图所示，二极管D 1、D 2为理想元件，则在电路中( b )。

(a)D 1起箝位作用，D 2起隔离作用 (b)D 1起隔离作用，D 2起箝位作用 (c)D 1、D 2均起箝位作用 (d)D 1、D 2均起隔离作用D 1V 2V u O6二极管的反向饱和峰值电流随环境温度的升高而( a )。

(a)增大(b)减小 (c)不变7电路如图所示，二极管型号为2CP11，设电压表内阻为无穷大，电阻R =5k Ω，则电压表V 的读数约为( c )。

(a)0.7V (b)0V (c)10VR8电路如图所示，二极管D 为理想元件，输入信号u i 为如图所示的三角波，则输出电压u O的最大值为( c )。

(a)5V (b)10V (c)7VDu O9电路如图所示，二极管为理想元件，u i =6sin ωt V ，U =3V ，当ωt =π2瞬间，输出电压 u O 等于( b )。

(a)0V (b)6V(c)3VDu O10电路如图所示，二极管D 1，D 2，D 3均为理想元件，则输出电压u O ＝( a )。

(a)0V (b)－6V (c)－18V0V3--11电路如图所示，设二极管D1，D2为理想元件，试计算电路中电流I1，I2的值。

23k+-答：D1导通、D2截止.所以：I1=（12V+3V）/ 3k=5mA I2=012电路如图1所示，设输入信号u I1,u I2的波形如图2所示，若忽略二极管的正向压降，试画出输出电压uO的波形，并说明t1,t2时间内二极管D1，D2的工作状态。

《模拟电子技术》课程教学大纲课程名称: 模拟电子技术课程代码: 0730081课程类型: 专业核心课学分: 4 总学时: 72 理论学时: 56 实验（上机）学时: 16 先修课程: 电路基础高等数学大学物理适用专业:应用电子技术、电子信息工程、通信工程一、课程性质、目的和任务本课程是应用电子技术、电子信息工程、通信工程专业必修的专业基础课和核心课程。

本课程的目的和任务是使学生获得模拟电子技术的基本理论、基本知识和基本技能, 培养学生分析问题和解决问题的能力。

通过学习使学生掌握线性电子电路中基本单元电路的工作原理、分析方法、主要性能指标等, 获得信息传递技术必备的理论知识, 为学习后续课程以及从事有关的工程技术工作和科学研究工作打下一定的基础。

二、教学基本要求1.掌握各章节基本内容, 对基本电路原理的分析能力和实验能力是学习模拟电路课的最基本要求, 要求学生很好理解和掌握。

在教学中要注重培养学生的创新意识和科学精神。

2.本课程是电专业的非常重要的专业基础课, 也是电信专业研究生入学考试的必考课程, 且具有广阔的工程应用背景。

因此, 在教学中应注意培养学生的逻辑思维能力、综合运用模拟电路理论分析和解决问题的能力, 注意理论联系实际, 同时根据本课程的特点严格要求学生独立完成一定数量的习题与课程设计。

本课程教学的组织方式包括三大部分：基本理论课、习题课、实验课、理论课采用多媒体教学手段, 实验课将通过实际的操作和设计, 使学生加深对电路、器件模型等内容的理解, 巩固课堂教学内容。

3.本课程考核由期末卷面考试、期中考试、平时抽查、平时作业、实验过程、实验报告等部分组成。

期末考试: 50%；平时成绩（含平时考勤、提问、作业）: 20%；实验: 10%；期中: 20%。

三、教学内容及要求第一章常用半导体元器件(10学时)内容①导体半导体和绝缘体、半导体的共价键结构半导体的导电机构－－电子和空穴、Ｐ型半导体、Ｎ型半导体、半导体载流子的漂移运动和扩散运动、ＰＮ结的单向导电性②普通二极管的结构、伏安特性、主要参数及注意事项稳压管的结构、伏安特性、主要参数及注意事项③双极型三极管的结构、电流分配与放大原理、输入输出特性曲线, 主要参数及注意事项结型及绝缘体场效应管的结构、工作原理、主要参数及使用注意事项。

第4章多级放大电路和集成运算放大器例题【例4-1】 已知电路如图4-1所示，V 12CC +=V Ω='100b b r ，6021==ββ，Ω=k 300B1R ，Ω=k 2C1R ，Ω=k 200B2R ，Ω=k 2E R ，Ω=k 2L R ，V 7.0BE =U ，1C 、2C 、3C 对交流看作短路。

（1）估算静态工作点1B I 、1C I 、2B I 、2C I ；（2）计算总的电压放大倍数；（3）求放大电路的输入电阻和输出电阻。

图4-1 例4-1电路【解4-1】 【解题思路】本题是阻容耦合两级放大电路，故前后两级静态工作点独立；第一级为共发射极电路，故输入电阻即第一级放大电路的输入电阻；第二级为共集电极接法的射极跟随器，输出电阻尽管是第二级的输出电阻，但是在计算过程中要考虑前一级放大电路的影响。

【解题过程】（1）静态工作点μA 383003.11B1BEQ1CC 1≈=-=R U V I B 2.3mA μA 3860B11C1≈⨯==I I βμA352612003.11)1(E2B2BEQ2CC B2=⨯+=++-=R R U V I β 2.1mAμA 3560B22C2≈⨯==I I β（2）总的电压放大倍数是各级放大电路电压放大倍数的乘积。

采用教材P127页的方法1：在计算第一级的电压放大倍数时，把第二级的输入电阻作为第一级的负载考虑，然后单独计算第二级的放大倍数。

kΩ8.03.22661100mV 26)1(EQ11b b be1≈⨯+=++='I r r βkΩ8.01.22661100mV 26)1(EQ22b b be2≈⨯+=++='I r r βkΩ47)]2//2(618.0//[200)]//)(1(//[L E 2be2B2i2≈⨯+=++=R R r R R β1440.8)47//2(60)//(be1i2C11.i.o1u1.≈⨯-=-==r R R U U A β99.08.6161)//)(1()//)(1(L E 2be2L E 2.i2.o u2.≈-=+++==R R r R R U U A ββ143u2.u1.u .≈⋅=A A A （3）输入电阻和输出电阻kΩ8.08.0//300//be1B1i1i ≈===r R R R Ω450612//2008.0//21////2C1B2be2o2o ≈+=++==βR R r R R R E 【点 评】本题的难点是输出电阻的计算，由于输出级采用的是射极跟随器，故一方面输出电阻的计算应考虑前一级的影响；另外，在计算过程中，以发射极作为参照基准，在基极回路的电阻要等比缩小21β+倍。

第4章习题1．概念题（1）在多级直接耦合放大器中，对电路零点漂移影响最严重的一级是第1级，零漂最大的一级是最后1级。

（2）差分放大电路有 4 种输入输出连接方式，其差模电压增益与输出方式有关，与输入方式无关。

（3）集成运放是一种采用直接耦合方式的放大电路，所以低频性能好，其最大的问题是零漂大。

（4）一个带宽为0.1～10MHz的宽频带多级放大电路，应采用的耦合方式是（B、D ）。

A：阻容耦合B：直接耦合C：变压器耦合D：光电耦合（5）有两个性能完全相同的放大器，其开路电压增益为20dB，R i=2kΩ，R o=3kΩ。

现将两个放大器级联构成两级放大器，则开路电压增益为（B，20dB+12dB=32dB ）。

A：40 dB B：32 dB C：16 dB D：160dB（6）放大电路中采用复合管的目的是（ C ）。

A：增加输入阻抗B：减小零点漂移C：提高电压或电流放大倍数（7）一般情况下，我们用输入短路，将测得的输出电压除以运放的增益的实验法测得输入失调电压U IO。

（8）双入双出的差分放大电路，其共模信号幅值不管多大都不会影响差模输出。

对吗？（不对）（9）共模信号和差模信号都可以是交流信号，也可以是直流信号。

对吗？（对）（10）对于长尾式差分放大电路，不论是单端输入还是双端输入，在差模交流通路中，射级电阻R e可一概视为短路。

对吗？（对）（11）有源负载可以增大放大电路的输出电流。

对吗？（不对）（12）电压输入输出型运放是用量最大的运放，因而产量大、价格低。

对吗？（对）（13）基本镜像恒流源的原理是两个三极管工作在同一条输出特性曲线上。

（14）在运放中恒流源的作用有提供静态工作电流或提供有源负载。

（15）由于频率特性好且易于集成，光电耦合具有很广阔的前景。

2 .如图4-63所示多级放大电路中，试判断各单级放大电路的类型及各级间的耦合方式。

解：（a）两级共射，阻容耦合（b）两级共射，直接耦合（c）共射-共集，直接耦合（d）共源-共射，阻容耦合（e）共射-共源-共射，阻容-变压器耦合3 .画出题2中各图微变等效电路，并写出A u、R i及R o的表达式。