电子技术基础第五章集成运算放大器

第五章集成运算放大器5-1 什么是直接耦合放大器？它试用于那些场合？与阻容耦合放大器相比有哪些优点？答：用来放大缓慢变化的信号或某个直流量的变化（统称为直流信号）的放大电路，称为直流放大器。

适用于放大缓慢变化的低频信号和交流信号，与阻容耦合放大器相比能够放大缓慢的低频信号，不紧能够放大直流信号，也可以放大交流信号。

5-2 直接耦合放大器有什么特殊问题？在电路上采取什么办法来解决？答：直接耦合放大器采用直接耦合方式，因而带来了前后级的静态工作点相互影响，相互牵制的特殊问题。

因此在电路的V2的射级上加接了R e2 ，抬高了V2管的射级电位，或者将R e2换成稳压二极管V Z ，采用NPN和PNP管组成的互补耦合电路。

5-3 解释：共模信号、差模信号、共模放大倍数、差模放大倍数、共模抑制比。

答：共模信号：在差分放大电路中，把大小相等，极性相同的输入信号称为共模信号；差模信号：在差分放大电路中，把大小相等，极性相反的输入信号称为差模信号；共模放大倍数：在差分放大电路中，共模放大倍数为双输出端的差值，为零，这样更好的抑制了零点漂移现象。

差模放大倍数：在差分放大电路中，差模放大倍数为双输出端的差值，放大倍数为A vd = -βvOvI = -βRcrbe，该电路多用一只三极管以换取对零点漂移的抑制共模抑制比：差模放大倍数与共模放大倍数的比值称为共模抑制比K CMR =AvdAvc当电路完全对称时A vc为零，则共模抑制比K CMR 无穷大。

5-4 集成运放由哪几部分组成？试分析其作用。

答：集成运放主要由以下部分组成输入级：由差分电路组成，应用该电路的目的是力求较低的“零飘”和较高的共模抑制比；中间级：高增益的电压放大电路组成；输出级：三极管射极输出器互补电路组成；偏置电路：为集成运放各级电路提供合适而稳定的静态工作点。

5-5 集成运放有哪些常用参数？解释这些参数的含义。

答：（1）开环差模电压放大倍数 A VO无反馈时集成运放的放大倍数。

第五、六章单元测试一、填空题1、直流放大器产生零点漂移的原因是：（1）（2）。

2、集成运算放大器是，内部主要有四部分组成。

（1）；（2）；（3）和（4）。

3、差模信号是指，共模信号是指。

差分放大电路的共模抑制比K CMR的含义是，数学表达式为。

K CMR越大，抑制零漂的能力。

4、在实际差分电路中的R e对不产生电流负反馈作用，仍保持较高的，对有较强的抑制能力。

5、一个理想运放，应具备下列条件是（1）输入电阻；（2）输出电阻；（3）开环电压放大倍数；（4）共模抑制比。

6、根据集成运放的理想条件，直接推导出的两个重要结论，一是，二是。

7、集成运放在应用时，电路中需加保护电路。

常用的保护电路有（1），（2），（3）。

8、集成运放在使用中常见的故障为（1），（2），（3）。

9、功率放大器的种类有（1）、（2）和（3）。

其中功放管的静态工作点在交流负载线上的位置类最高，类最低。

10、目前，应用较为广泛的是无变压器耦合的，常见的有与两种形式。

11、在无变压器耦合的功放电路中，输入信号较小时，造成输出波形在正负相交处造成波形失真，通常把这种失真叫。

为消除这类失真，常在两功放管的基极之间串入，以供给两管一固定的。

12、OCL功放电路，通常要用供电。

OTL电路则省去了电源，在它的输出端加接了一只。

该元件的作用是①，②。

13、为保护功率管安全，除限制功放管的最大集电极电压和电流外，同时还应限制。

14、输出功率较大的功放电路，常采用作为功放管。

它的组合原则是①，②。

这种功放管的电流放大系数为。

15、在使用集成功放电路时，为判断集成电路是否正常工作，一般的方法是测量，再与比较即可。

16、集成功放具有小，轻，可靠和方便的优点。

17、使用集成功放电路，主要应了解它的特性和线路。

18、一般集成电路的管脚编号顺序，可将集成块刻有型号的一面朝上，然后按依次编号。

19、电压放大器中的三极管通常工作在状态下，功率放大器中的三极管通常工作在参数情况下。

集成运算放大器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握集成运算放大器的组成、工作原理和主要性能指标。

2. 使学生了解集成运算放大器在实际电路中的应用，如放大器、滤波器、比较器等。

3. 引导学生理解集成运算放大器的线性区和非线性区，并掌握相应的分析方法。

技能目标：1. 培养学生能够正确使用集成运算放大器进行电路设计的能力。

2. 提高学生分析、解决实际电路问题的能力，能运用集成运算放大器优化电路性能。

3. 培养学生运用所学知识，动手搭建和调试集成运算放大器相关电路。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术的兴趣，培养其创新意识和实践能力。

2. 培养学生具备团队协作精神，能够在小组合作中发挥个人优势，共同完成任务。

3. 引导学生认识集成运算放大器在科技发展中的重要作用，提高其社会责任感和使命感。

课程性质：本课程为电子技术基础课程，以理论教学和实践操作相结合的方式，使学生掌握集成运算放大器的相关知识。

学生特点：学生已具备一定的电子技术基础知识，具有较强的求知欲和动手能力。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调实际操作，提高学生的实践能力和创新能力。

通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际电路设计和分析中。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 集成运算放大器基础知识：- 集成运算放大器的组成、符号及主要参数- 集成运算放大器的工作原理- 集成运算放大器的线性区和非线性区分析2. 集成运算放大器在实际电路中的应用：- 放大器电路的设计与分析- 滤波器电路的设计与分析- 比较器电路的设计与分析3. 集成运算放大器的性能优化：- 负反馈对集成运算放大器性能的影响- 电压偏置电路的设计- 电路的稳定性分析4. 实践操作：- 搭建和调试基本放大器电路- 搭建和调试滤波器电路- 搭建和调试比较器电路教学内容依据教材相关章节进行组织，具体安排如下：1. 集成运算放大器基础知识（第1章）2. 集成运算放大器在实际电路中的应用（第2-4章）3. 集成运算放大器的性能优化（第5章）4. 实践操作（第6章）在教学过程中，注意引导学生掌握基本概念、分析方法，并结合实践操作，提高学生的实际应用能力。

§5-1 三极管§5-2 基本放大电路§5-3 反馈与振荡§5-4 多级放大电路§5-5 集成运算放大器§5-1 三极管学习目标1．了解三极管的结构、类型和符号。

2．掌握三极管的电流放大作用。

3．了解三极管的主要参数。

4．掌握用万用表简易检测三极管的方法。

一、三极管的结构和类型常见三极管的外形三极管有两个PN结，对应的三个半导体区分别为发射区、基区和集电区，从三个区引出的三个电极分别为发射极、基极和集电极，分别用E、B、C或e、b、c表示。

发射区与基区之间的PN结称为发射结，集电区与基区之间的PN结称为集电结。

三极管结构示意图及图形符号a)NPN型b)PNP型几种常见三极管封装形式与管脚排列二、三极管的电流放大作用三极管集电极电流与相应的基极电流之比，称为三极管的直流电流放大系数（）。

将三极管看作一个广义节点，根据基尔霍夫节点电流定律，可知,所以三极管三个电极的电流关系为C B I I β=C BI I β=(1)E B C BI I I I β=+=+的大小反映了三极管放大电流的能力。

必须强调的是，这种电流放大能力实质是对的控制能力，因为无论还是都是来自电源，如果没有电源，三极管本身是不能放大电流的。

B IC I B I C I三、三极管的工作电压NPN型三极管放大电路发射结加正向偏置电压，集电结加反向偏置电压，这是三极管电流放大的外部条件。

这时三极管三个电极的电位有如下关系：C B EU U U >>如果流过发射极、基极和集电极的电流分别用I E 、I B 和I C 表示，则有：（1）（2）（3）BC E I I I +=E CI I ≈B C I I β=四、三极管的输出特性1．三极管的输出特性曲线三极管输出特性曲线2．三极管的三个工作区根据三极管的工作状况，我们可以在三极管输出特性曲线族上划分为放大区、截止区和饱和区。

电子技术基础第五版习题册参考答案电子技术基础是一门涉及广泛且实用性强的学科，其第五版习题册对于学习者巩固知识、提升能力具有重要意义。

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一、直流电路部分1、电路的基本概念和定律习题 1：计算通过电阻 R ＝5Ω 的电流，已知电阻两端的电压为10V。

解：根据欧姆定律 I ＝ U/R，可得 I ＝ 10V ／5Ω ＝ 2A。

习题 2：已知电源电动势 E ＝ 12V，内阻 r ＝1Ω，外接电阻 R ＝5Ω，求电路中的电流和电源的端电压。

解：电路中的总电阻 R总＝ R ＋ r ＝5Ω ＋1Ω ＝6Ω，电流 I ＝ E ／ R总＝ 12V ／6Ω ＝ 2A。

电源的端电压 U ＝ IR ＝2A × 5Ω ＝ 10V。

2、电阻的串联、并联和混联习题 3：三个电阻 R1 ＝2Ω，R2 ＝3Ω，R3 ＝6Ω 串联，求总电阻。

解：总电阻 R ＝ R1 ＋ R2 ＋ R3 ＝2Ω ＋3Ω ＋6Ω ＝11Ω。

习题 4：两个电阻 R1 ＝4Ω，R2 ＝12Ω 并联，求总电阻。

解：总电阻 1/R ＝ 1/R1 ＋ 1/R2 ，即 1/R ＝1/4Ω ＋1/12Ω ，解得 R ＝3Ω 。

3、基尔霍夫定律习题 5：在如图所示的电路中，已知 I1 ＝ 2A，I2 ＝－1A，I3 ＝3A，求 I4 。

解：根据基尔霍夫电流定律，在节点处电流的代数和为零，所以 I1 ＋ I2 ＋ I3 ＋ I4 ＝ 0 ，即 2A 1A ＋ 3A ＋ I4 ＝ 0 ，解得 I4 ＝－4A 。

习题 6：在如图所示的电路中，已知 U1 ＝ 10V，U2 ＝－5V，U3＝ 3V，求 U4 。

解：根据基尔霍夫电压定律，在回路中电压的代数和为零，所以U1 U2 U3 ＋ U4 ＝ 0 ，即 10V （－5V) 3V ＋ U4 ＝ 0 ，解得 U4 ＝－12V 。

二、交流电路部分1、正弦交流电的基本概念习题 7：已知正弦交流电压 u ＝ 10sin(314t ＋ 30°） V，求其最大值、有效值、角频率、频率和初相位。

电子技术基础一、 填空第一章 直流电路分析基础１．电路一般由 电源 、 负载 和 中间环 三部分组成。

２.电源是将 其他形式的能转换成电能 的装置。

3.负载是将 电能转换为其他形式的能 的设备。

4．电路的作用包括 能源转换 和 信号处理 两个方面。

５.交流电是指 大小和方向随时间变换而变化 的电压或电流。

6．数字信号是指 大小和方向不随时间变化而变化 的电压或电流信号。

7．模拟信号是指 大小和方向随时间连续变化 的电压或电流信号。

８.电路中的元件分为有源元件和无源元件，其中无源元件包括 电阻 、电感 和 电容 三种。

9.在电路中起激励作用的是独立电源，包括理想独立电流源 和 非理想电压源 。

10.电路中有两种电源，其中起激励作用的是独立电源，不起激励作用的是 受控 电源。

11. 一般来说,电流分为 直流 、 交流 和 随机电流 三种类型。

1２.求出的功率如果大于０，表示该元件吸收功率 ；如果功率小于0,表示该元件 发出功率 。

13.一般来说,电压分为 直流电压 、 交流电压 和 随机电压 三种类型。

14.对于一个二端元件,在关联参考方向的时，该元件功率的计算公式习惯表示为 P=UI ;与此相反,在非关联参考方向的时，其功率计算公式习惯表示为 P= －UI 。

15．根据是否提供激励，电源分为 独立 和 受控 两种。

第二章 一阶过渡电路1.一阶过渡电路的全响应分析通常用三要素法,三要素分别指 初始值f (0) 、 稳态值f (∞) 和 时间常数τ 。

2.ＲＣ过渡电路中的时间常数的表达式为 τ=RC ；RL 过渡电路中的时间常数的表达式为τ=lR 。

3.根据是否有信号输入，一阶过渡电路分为 零输入 响应和 零状态 响应。

４.一阶电路的全响应既可以用零输入响应和零状态响应表示，也可用 多个暂态 和 多个稳态 表示。

第三章 正弦交流电1.正弦交流电源的三要素是指 振幅 、 频率 和 出相位 。

《电子技术基础》课程标准课程代码：学时：116 学分：7一、课程的地位与任务《电子技术基础与技能》是一门主干专业课和专业基础课程，其先修课程为《电工基础与技能》，后续课程为专业课程。

通过《电子技术基础与技能》的教学，使学生了解和掌握电子技术的基础知识和基础技能，培养学生分析解决电子技术问题的能力，为今后学习后续课程和从事相关电子技术方面的实际工作打下扎实的理论基础。

二、课程的主要内容及学时分配1.课程的主要内容第一章二极管及应用第一节晶体二极管的特性、结构与分类（1）二极管器件的结构及电路符号（2）二极管的伏安特性（3）二极管的主要参数（4）特殊二极管第二节整流电路及应用（1）整流电路的组成、作用及工作原理；（2）半波整流电路及元件选用（3）桥式整流电路及元件选用第三节滤波电路（1）电容滤波电路及输出电压的估算（2）电感滤波电路（3）复式滤波电路第二章三极管及放大电路基础第一节晶体三极管及应用（1）晶体三极管的结构及符号（2）晶体三极管的电流放大作用（3）晶体三极管的伏安特性曲线(4)晶体三极管的主要参数(5)晶体三极管的测试第二节三极管基本放大电路(1)放大电路的基本知识(2)三极管基本放大电路(3)放大器中电流、电压符号规定(4)放大电路的工作原理(5)放大电路三种组态特点第三节放大电路的分析方法(1)估算静态工作点(2)估算交流参数第四节静态工作点稳定的放大电路(1)放大电路静态工作点不稳定的原因(2)分压式偏置放大电路(3)电路参数的估算第五节多级放大电路(1)多级放大器的组成(2)多级放大电路的耦合方式(3)多级放大器的简单分析第六节场效应晶体管放大器(1)场效应管的结构及符号(2)场效应晶体管的特性曲线(3)场效应晶体管电压放大作用(4)场效应晶体管的使用注意事项第三章常用放大器第一节放大电路中的反馈及负反馈(1)反馈放大电路的组成(2)反馈的分类及判别方法(3)负反馈的四种组态及其判别第二节功率放大电路的基本要求及分类(1)对功率放大电路的基本要求(2)功率放大器的分类第三节双电源互补对称电路(OCL电路)(1)电路基本结构(2)工作原理(3)输出功率和效率(4)交越失真及其消除方法第四节单电源互补对称电路(OTL电路)(1)电路基本结构(2)工作原理(3)输出功率和效率第五节集成运算放大器(1)集成运算放大器的结构和特点(2)集成运算放大器的应用第四章直流稳压电源第一节稳压二极管并联型稳压电路(1)电路组成(2)工作原理(3)电路特点第二节三极管串联型稳压电路(1)电路组成(2)工作原理(3)输出电压VO的调节第三节集成稳压器(1)三端固定集成稳压器(2)三端可调输出集成稳压器(3)直流稳压电路性能指标第四节开关型稳压电源(1)开关型稳压电源的组成(2)开关型稳压电源的原理图(3)开关型稳压电源稳压原理第五章数字电路基础第一节数字电路基本知识(1)数字电路的应用(2)数字电路的优点(3)数字信号(4)数字信号的表示方法第二节数制与码制(1)数制(2)不同数制间的转换(3)码制第三节逻辑门电路(1)基本逻辑门电路(2)集成TTL门电路第四节集成逻辑门电路(1)普通TTL集成门电路(2)OC门(3)三态输出门(4)TTL门电路使用注意事项第五节基本逻辑运算(1)逻辑代数运算定律(2)逻辑函数的公式化简第六章组合逻辑电路第一节组合逻辑电路的基础知识(1)组合逻辑电路的特点及结构(2)组合逻辑电路的分析(3)组合逻辑电路的设计(4)组合逻辑部件的种类第二节编码器(1)二进制编码器(2)二一十进制编码器(3)优先编码器第三节数据选择器与分配器(1)数据选择器(2)数所分配器第四节译码器(1)通用译码器(2)二一十进制译码器(3)常用数码显示器第七章触发器第一节RS触发器(I)基本RS触发器(2)同步RS触发器第二节触发器的几种触发方式(1)同步触发(2)上升沿触发(3)下降沿触发(4)主从触发第三节JK触发器(1)JK触发器的构成(2)JK触发器的逻辑功能(3)集成JK触发器第四节D触发器(1)D触发器的结构与符号(2)D触发器的逻辑功能(3)集成D触发器第五节T触发器(1)电路组成(2)逻辑功能第八章时序逻辑电路第一节寄存器(1)数码寄存器(2)移位寄存器第二节计数器(1)异步计数器(2)同步计数器第九章脉冲波形的产生与变换第一节555集成定时器(1)555集成定时器的组成(2)555集成定时器的基本功能第二节555集成定时器的应用(1)555集成定时器组成多谐振荡器(2)555集成定时器组成单稳态触发器第十章A/D转换与D/A转换第一节A/D转换器(1)A/D转换器的组成及基本工作原理(2)A/D转换器主要技术指标(3)A/D转换器的常见类型(4)A/D转换器的典型应用第二节D/A转换器(1)D/A转换器的工作原理(2)D/A转换器的指标(3)D/A转换的典型应用2.学时分配本课程在注重学生基础理论知识理解的同时，要求更侧重对学生实践能力的培养，并具有一定分析问题、解决问题的能力。

第五章集成运算放大电路及其应用【教学要求】本章主要叙述了集成运放内部电路的组成及作用；讨论了电流源电路、差分放大器等单元电路；同时介绍了集成运放的理想化条件及它的三种基本电路和运算、集成运放的应用电路及其特点和集成运放的非线性应用；教学内容、要求和重点如表5.1。

表5.1 教学内容、要求和重点【例题分析与解答】【例题5-1】差动放大器如图5-1所示。

已知三极管的β1=β2=50，β3=80，r bb’=100Ω，U BE1=U BE2=0.7V，U BE3=－0.2V，V CC=12V。

当输入信号U i=0时，测得输出U o=0。

1：估算T1、T2管的工作电流I c1、I c2和电阻R e的大小。

2：当U i=10mV时，估算输出U o的值图5-1解：1：由电路可知，当U i =0时，要保证U o =0V ，则电阻R e3上压降应为12V ，，由此可求得3c I ：mA R U U I e cc o c 11212)(33==--=，T 3管的设计电流3E I 为：33c E I I ≈，而T 2管集电极电阻R c2上的压降2C R U 可近似为：V U R I U EB e E R C 2.32.0313332=+⨯=+⋅≈。

于是T 1、T 2管的集电极电流1C I 、2C I 为：)(32.0102.32212mA R U I I C RR C C C ====。

射极电阻R e 上的电流e R I 为：)(64.021mA I I I C C R e=+=。

若设T 1管基极电位U B1=0V ，则U E1=－0.7V ，射极电阻R e 为：)(7.1764.0127.0)(1Ω=+-=--=K I U U R e R CC E e2：U i =10mA 时，U o 的大小：由于电路的结构为单入、单出型，故将T 3管构成的后级电路输入电阻R i2作为差放级的负载考虑，其电压放大倍数A u1为：)(2)//(12211be b i c u r R R R A +=β；其中： )(24.432.026)501(1001Ω=⨯++=K r be ，3332)1(e be i R r R β++=； 而3be r 为： )(2.2126)801(1003Ω=⨯++=K r be ； 所以： )(2453)801(2.22Ω=⨯++=K R i电压放大倍数为：8.45)24.41(2)245//10(501=+⨯⨯=u AT3管构成的后级放大电路的电压放大倍数2u A 为：9.33812.21280)1(333332-=⨯=⨯-=++-=e be c u R r R A ββ当输入U i =10mA 时，电路输出电压U o 为：)(8.110)9.3(8.4521V U A A U i u u o -=⨯-⨯=⋅⋅=【例5-2】图5-2给出了采用两级运放电路实现的差分比例运算电路。

集成运算放大器教案第一章：集成运算放大器概述1.1 教学目标1. 了解集成运算放大器的定义、特点和应用领域。

2. 掌握集成运算放大器的基本符号和参数。

3. 理解集成运算放大器的工作原理。

1.2 教学内容1. 集成运算放大器的定义和特点2. 集成运算放大器的基本符号和参数3. 集成运算放大器的工作原理1.3 教学方法1. 讲解：讲解集成运算放大器的定义、特点和应用领域。

2. 互动：提问学生关于集成运算放大器的基本符号和参数。

3. 演示：通过示例电路演示集成运算放大器的工作原理。

1.4 教学评估1. 提问：检查学生对集成运算放大器的定义、特点和应用领域的理解。

2. 练习：让学生绘制集成运算放大器的基本符号和参数。

第二章：放大器的基本电路2.1 教学目标1. 了解放大器的基本电路类型。

2. 掌握放大器的基本电路原理。

3. 学会分析放大器的输入输出特性。

2.2 教学内容1. 放大器的基本电路类型：放大器的分类和特点。

2. 放大器的基本电路原理：电压放大器、功率放大器等。

3. 放大器的输入输出特性：输入阻抗、输出阻抗、增益等。

2.3 教学方法1. 讲解：讲解放大器的基本电路类型和特点。

2. 互动：提问学生关于放大器的基本电路原理。

3. 演示：通过示例电路演示放大器的输入输出特性。

2.4 教学评估1. 提问：检查学生对放大器的基本电路类型和特点的理解。

2. 练习：让学生分析放大器的输入输出特性。

第三章：集成运算放大器的应用3.1 教学目标1. 了解集成运算放大器的应用领域。

2. 掌握集成运算放大器的基本应用电路。

3. 学会分析集成运算放大器的应用电路性能。

3.2 教学内容1. 集成运算放大器的应用领域：模拟计算、信号处理等。

2. 集成运算放大器的基本应用电路：放大器、滤波器、积分器、微分器等。

3. 集成运算放大器的应用电路性能：增益、带宽、线性范围等。

3.3 教学方法1. 讲解：讲解集成运算放大器的应用领域和基本应用电路。

电工电子技术基本教程习题解答北京工商大学 计算机与信息工程学院 电工电子基础教研室第5章 集成运算放大器及其应用5-1 负反馈放大电路的开环放大倍数A =2000，反馈电路的反馈系数F =0.007。

求：（1）闭环放大倍数A f =？（2）若A 发生±15%的变化，A f 的相对变化范围为何值？ 解： （1）3133007020*******1..AF A A f =×+=+=（2）%%)(.A dA AF A dA ff 115007020001111±=±××+=⋅+=5-2 图5-11所示反相输入运放电路，若要求OI25u u =，输入电阻，试选配外接电阻R 1、R 2、R F 的阻值。

i 20k r >Ω解：反相输入运放电路r i =R 1，要使，可选 i 20k r >ΩR 1=20~30 k Ω由于O f I 1u Ru R =− 可选ΩΩk ~k )~(R u u R iof 7505003020251=×==按照外接等效电阻R += R –：f 121f f 1///1/R R R R R R R R ⎛⎞==⎜⎟+⎝⎠1 ΩΩk .~.k )~(85282319302025125=+=5-3 如图5-34 所示运算放大器电路，电阻R R 41=。

当输入信号t sin u i ω8=mV 时，试分别计算开关K 断开和闭合时的输出电压u 。

图5-34 题5-3图解：⑴ 开关K 断开时，t sin -u R R Ru i o ω164=+−= mV ⑵ 开关K 闭合时，R u -R u o i 43=，t sin u o ω332−= mV5-4 在图5-35所示的电路中，已知12R R F =，V u i 2−=。

试求输出电压，并说明放大器A1的作用。

ou图5-35题5-4图解：V u R R u R R u i1F o1F o 411=⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−=⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−= 运放A1接成电压跟随器，使输入阻抗趋于无限大，以减轻信号源负担。