4章 集成运算放大电路题解

第4章 习题及答案第 四 章4.1（1）错误； （2）正确； （3）错误；（4）正确；（5）错误； （6）错误。

4.2（1）（ B ） （2）（B ）（3）（ C ） （4）（ C ） 4.3（a ）存在反馈，电压串联负反馈。

111fof =≈==uuuu uuFA U U F特点：提高了输入电阻，降低了输出电阻，稳定了输出电压。

（b ）无反馈。

（c ）存在反馈，电压并联负反馈。

1211i o i o 2i o 2o f 11 1 R 1-R R R F R I U U U AR FI U A U I F uuuiiu-=≈==-=≈===特点：降低了输入电阻，也降低了输出电阻，稳定了输出电压。

（d ）存在反馈，正反馈。

4.4 （a ）存在负反馈，交直流共存，电压并联负反馈。

分析反馈系数和放大倍数均在交流通路中进行，所以直流电源交流接地；输入虚断，流入T1管的基极电流为0，基极虚地。

s fss uufuiiuR R R F R I U U U AR FI U A U I F -=≈==-=≈===11 1 R 1-i o s o i o f o f特点：降低了输入电阻，也降低了输出电阻，稳定了输出电压。

（b ）存在负反馈，交直流共存，电流并联负反馈。

分析反馈系数和放大倍数均在交流通路中进行，所以直流电源交流接地；输出电流指三极管的射极电流、集电极电流与射极电流近似相等；输入虚断，流入T1管的基极电流为0，基极虚地。

s L s L s L uuiiiiR R R R R R F R I R R I U U AF I I A I I F )//(R R R )//(1)//( R R R 1R R R 42214i 4o i o 221i o 212of +=≈==+=≈=+==特点：降低了输入电阻，升高了输出电阻，稳定了输出电流。

4.5 存在负反馈，交流反馈，电流并联负反馈。

分析反馈系数和放大倍数均在交流通路中进行，所以直流电源交流接地；输出电流指三极管T2的集电极电流、射极电流与集电极电流近似相等；输入虚断，流入T1管的基极电流为0，基极虚地。

集成运算放大器原理及应用将电路的元器件和连线制作在同一硅片上，制成了集成电路。

随着集成电路制造工艺的日益完善，目前已能将数以千万计的元器件集成在一片面积只有几十平方毫米的硅片上。

按照集成度（每一片硅片中所含元器件数）的高低，将集成电路分为小规模集成电路(简称SSI) ，中规模集成电路(简称MSI), 大规模集成电路(简称LSI)和超大规模集成电路(VLSI)。

运算放大器实质上是高增益的直接耦合放大电路，集成运算放大器是集成电路的一种，简称集成运放，它常用于各种模拟信号的运算，例如比例运算、微分运算、积分运算等，由于它的高性能、低价位，在模拟信号处理和发生电路中几乎完全取代了分立元件放大电路。

集成运放的应用是重点要掌握的内容，此外，本章也介绍集成运放的主要技术指标，性能特点与选择方法。

一、集成运算放大器简介1. 集成运放的结构与符号1. 结构集成运放一般由4部分组成，结构如图1所示。

142图1 集成运放结构方框图其中：输入级常用双端输入的差动放大电路组成，一般要求输入电阻高，差摸放大倍数大，抑制共模信号的能力强，静态电流小，输入级的好坏直接影响运放的输入电阻、共模抑制比等参数。

中间级是一个高放大倍数的放大器，常用多级共发射极放大电路组成，该级的放大倍数可达数千乃数万倍。

输出级具有输出电压线性范围宽、输出电阻小的特点，常用互补对称输出电路。

偏置电路向各级提供静态工作点，一般采用电流源电路组成。

2. 特点：○1硅片上不能制作大容量电容，所以集成运放均采用直接耦合方式。

○2运放中大量采用差动放大电路和恒流源电路，这些电路可以抑制漂移和稳定工作点。

○3电路设计过程中注重电路的性能，而不在乎元件的多一个和少一个○4用有源元件代替大阻值的电阻○5常用符合复合晶体管代替单个晶体管，以使运放性能最好3. 集成运放的符号从运放的结构可知，运放具有两个输入端v P和v N和一个输出端v O，这两个输入端一个称为同相端，另一个称为反相端，这里同相和反相只是输入电压和输出电压之间的关系，若输入正电压从同相端输入，则输出端输出正的输出电压，若输入正电压从反相端输入，则输出端输出负的输出电压。

第4章自测题、习题解答自测题4一、选择1.集成运放的输出级一般采用（）。

A. 共基极电路B. 阻容耦合电路C. 互补对称电路2.集成运放的中间级主要是提供电压增益，所以多采用（）。

A. 共集电极电路B. 共发射极电路C. 共基极电路3．集成运放的输入级采用差分电路，是因为（）。

A. 输入电阻高B. 差模增益大C. 温度漂移小4．集成运放的制造工艺，使得相同类型的三极管的参数（）。

A 受温度影响小 B. 准确性高 C. 一致性好5．集成运放中的偏置电路，一般是电流源电路，其主要作用是（）。

A. 电流放大B. 恒流作用C. 交流传输。

解：1、C 2、B 3、C 4、C 5、B二、判断1．运放的有源负载可以提高电路的输出电阻（）。

2．理想运放是其参数比较接近理想值（）。

3．运放的共模抑制比K CMR越高，承受共模电压的能力越强（）。

4．运放的输入失调电压是两输入端偏置电压之差（）。

5．运放的输入失调电流是两输入端偏置电流之差（）。

解：1、×2、×3、√4、√5、√三、选择现有如下类型的集成运放，根据要求选择最合适的运放：①．通用型②. 高阻型③. 低功耗型④. 高速型⑤. 高精度⑥. 大功率型⑦. 高压型。

1．作视频放大器应选用。

2．作内阻为500KΩ信号源的放大器应选用。

3．作卫星仪器中的放大器应选用。

4．作心电信号（？左右）的前置放大器应选用。

5．作低频放大器应选用。

作输出电流为4A的放大器应选用。

解：1、④ 2、② 3、③ 4、⑤ 5、① 6、⑥习题44．1通用型集成运算放大器一般由哪几个部分组成？每一部分常采用哪种基本电路？对每一基本电路又有何要求？ 解：通用型集成运算放大器一般由输入级、中间级、输出级组成。

输入级采用差动放大电路，输入级要求尽量减小温度漂移。

中间级采用共射放大电路，要求提供较高的电压放大倍数。

输出级采用共集接法，互补对称电路，要求输出电阻要小。

4．2某一集成运算放大器的开环增益A od = 100dB ，差模输入电阻r i d = 5M Ω, 最大输出电压的峰─峰值为U OPP =±14V 。

第4章 集成运算放大电路一 填空题1、集成运放内部电路通常包括四个基本组成部分,即、、和。

2、为提高输入电阻，减小零点漂移，通用集成运放的输入级大多采用_________________电路；为了减小输出电阻，输出级大多采用_________________ 电路。

3、在差分放大电路发射极接入长尾电阻或恒流三极管后，它的差模放大倍数将 ud A ，而共模放大倍数将 ，共模抑制比将 。

uc A CMR K 4、差动放大电路的两个输入端的输入电压分别为和，则差mV 8i1-=U mV 10i2=U 模输入电压为 ，共模输入电压为 。

5、差分放大电路中，常常利用有源负载代替发射极电阻，从而可以提高差分放大电e R 路的 。

6、工作在线性区的理想运放，两个输入端的输入电流均为零，称为虚______；两个输入端的电位相等称为虚_________；若集成运放在反相输入情况下，同相端接地，反相端又称虚___________；即使理想运放器在非线性工作区，虚_____ 结论也是成立的。

7、共模抑制比K CMR 等于_________________之比，电路的K CMR 越大，表明电路__________越强。

答案：1、输入级、中间级、输出级、偏置电路；2、差分放大电路、互补对称电路；3、不变、减小、增大；4、-18mV, 1mV ；5、共模抑制比；6、断、短、地、断；7、差模电压放大倍数与共模电压放大倍数,抑制温漂的能力。

二 选择题1、集成运放电路采用直接耦合方式是因为_______。

A ．可获得很大的放大倍数B .可使温漂小C .集成工艺难以制造大容量电容2、为增大电压放大倍数，集成运放中间级多采用_______。

A . 共射放大电路 B. 共集放大电路 C. 共基放大电路3、输入失调电压U IO 是_______。

A .两个输入端电压之差B .输入端都为零时的输出电压C .输出端为零时输入端的等效补偿电压。

集成运算放大电路自测题一、选择合适答案填入空内。

（1）集成运放电路采用直接耦合方式是因为。

A．可获得很大的放大倍数B. 可使温漂小C．集成工艺难于制造大容量电容（3）集成运放制造工艺使得同类半导体管的。

A.指标参数准确B.参数不受温度影响C．参数一致性好（4）集成运放的输入级采用差分放大电路是因为可以。

A．减小温漂B. 增大放大倍数C. 提高输入电阻（5）为增大电压放大倍数，集成运放的中间级多采用。

A．共射放大电路B.共集放大电路C．共基放大电路解：（1）C （2）B （3）C （4）A （5）A三、电路如图T4.3所示，已知β1=β2=β3=100。

各管的U BE均为0.7V，试求I C2的值。

图T4.3解：分析估算如下：100BE1BE2CC =--=R U U V I R μA100)2221(2C =≈++-=R R I I I ββμA习 题4.1 通用型集成运放一般由几部分电路组成，每一部分常采用哪种基本电路？通常对每一部分性能的要求分别是什么？(概念题目，直接看结果)解：通用型集成运放由输入级、中间级、输出级和偏置电路等四个部分组成。

通常，输入级为差分放大电路，中间级为共射放大电路，输出级为互补电路，偏置电路为电流源电路。

对输入级的要求：输入电阻大，温漂小，放大倍数尽可能大。

对中间级的要求：放大倍数大，一切措施几乎都是为了增大放大倍数。

对输出级的要求：带负载能力强，最大不失真输出电压尽可能大。

对偏置电路的要求：提供的静态电流稳定。

4.2 已知一个集成运放的开环差模增益A od 为100dB ，最大输出电压峰-峰值U opp ＝±14V ，分别计算差模输入电压u I （即u P －u N ）为10μV 、100μV 、1mV 、1V 和－10μV 、－100μV 、－1mV 、－1V 时的输出电压u O 。

解：根据集成运放的开环差模增益，可求出开环差模放大倍数5od od 10dB100lg 20==A A当集成运放工作在线性区时，输出电压u O ＝A od u I ；当A od u I 超过±14V 时，u O 不是＋14V ，就是－14V 。

第四章集成运算放大器的应用§4-1 集成运放的主要参数和工作点= 1、理想集成运放的开环差模电压放大倍数为 Aud=∞，共模抑制比为 KCMR ∞，开环差模输入电阻为 ri= ∞，差模输出电阻为 r0=0 ，频带宽度为 Fbw=∞。

2、集成运放根据用途不同，可分为通用型、高输入阻抗型、高精度型和低功耗型等。

3、集成运放的应用主要分为线性区和非线性区在分析电路工作原理时，都可以当作理想运放对待。

4、集成运放在线性应用时工作在负反馈状态，这时输出电压与差模输入电压满足关系；在非线性应用时工作在开环或正反馈状态，这时输出电压只有两种情况；+U0m 或 -U0m 。

5、理想集成运放工作在线性区的两个特点：（1） up=uN ，净输入电压为零这一特性成为虚短，（2） ip=iN，净输入电流为零这一特性称为虚断。

6、在图4-1-1理想运放中，设Ui=25v,R=Ω，U0=,则流过二极管的电流为 10 mA ，二极管正向压降为 v。

7、在图4-1-2所示电路中，集成运放是理想的，稳压管的稳压值为，Rf=2R1则U0=-15 V。

二、判断题1、反相输入比例运算放大器是电压串联负反馈。

（×）2、同相输入比例运算放大器是电压并联正反馈。

（×）3、同相输入比例运算放大器的闭环电压放大倍数一定大于或等于1。

（√）4、电压比较器“虚断”的概念不再成立，“虚短”的概念依然成立。

（√）5、理想集成运放线性应用时，其输入端存在着“虚断”和“虚短”的特点。

（√）6、反相输入比例运算器中，当Rf=R1，它就成了跟随器。

（×）7、同相输入比例运算器中，当Rf=∞，R1=0，它就成了跟随器。

（×）三、选择题1、反比例运算电路的反馈类型是（B ）。

A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈2、通向比例运算电路的反馈类型是（A ）。

A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电压串联正反馈3、在图4-1-3所示电路中，设集成运放是理想的，则电路存在如下关系（ B ）。

模拟电子技术基础第四版清华大学电子学教研组编童诗白华成英主编自测题与习题解答目录第1章常用半导体器件‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3第2章基本放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥14 第3章多级放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥31 第4章集成运算放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥41 第5章放大电路的频率响应‥‥‥‥‥‥‥‥50 第6章放大电路中的反馈‥‥‥‥‥‥‥‥‥60 第7章信号的运算和处理‥‥‥‥‥‥‥‥‥74 第8章波形的发生和信号的转换‥‥‥‥‥‥90 第9章功率放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥114 第10章直流电源‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥126第1章常用半导体器件自测题一、判断下列说法是否正确，用“×”和“√”表示判断结果填入空内。

(1)在N 型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P 型半导体。

( √ )(2)因为N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。

( × )(3)PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。

( √ )(4)处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。

( × )(5)结型场效应管外加的栅一源电压应使栅一源间的耗尽层承受反向电压，才能保证其R大的特点。

( √ )GS(6)若耗尽型N 沟道MOS 管的U大于零，则其输入电阻会明显变GS小。

( × )二、选择正确答案填入空内。

(l) PN 结加正向电压时，空间电荷区将 A 。

A.变窄B.基本不变C.变宽(2)稳压管的稳压区是其工作在 C 。

A.正向导通B.反向截止C.反向击穿(3)当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为B 。

A.前者反偏、后者也反偏B.前者正偏、后者反偏C.前者正偏、后者也正偏(4) U GS=0V时，能够工作在恒流区的场效应管有 A 、C 。

A.结型管B.增强型MOS 管C.耗尽型MOS 管三、写出图Tl.3所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压U D=0.7V。

任务5.1集成运算放大器电路设计习题解答一、测试（一）判断题1. 集成运算放大器是一种直接耦合的多级放大器。

答案：T解题：集成运算放大器是一种直接耦合的多级放大器2. 集成运算放大器的共模抑制比越大，表示该器件抑制零点漂移的能力越强，差模信号放大倍数越大。

答案：T解题：集成运算放大器的共模抑制比越大，表示该器件抑制零点漂移的能力越强，差模信号放大倍数越大。

3.运算放大器的输入电压接近于零，所以可以将输入端短路，运算放大器仍可以正常工作。

答案：F解题：集成运算放大器放大能力无穷大，不代表，输入端两信号绝对相等。

4.运算放大器在线性工作时，同相输入端与反相输入端电位相等，故可以将其两端短接使用而不影响其正常工作。

答案：F解题：U+=U-,不代表可以短路使用，这个是放大器无穷大放大能力。

5.运算放大器只能用来放大直流信号。

答案：F解题：交直流都可以。

6、理想运算放大器工作在线性区时（例如运算电路），两个输入端电位必相等。

答案：T解题：满足虚拟短路，U+=U-7.运算放大器只能放大直流信号，不能放大交流正弦信号。

答案：F解题：交直流都可以。

8.将晶体管、二极管、电阻的元件及连线全部几种制造在同一块半导体基片上，成为一个完整的固体电路，通称为集成电路。

答案：T解题：将晶体管、二极管、电阻的元件及连线全部几种制造在同一块半导体基片上，成为一个完整的固体电路，通称为集成电路。

9. 各种集成运算放大器的基本结构相似，主要都是由输入级、中间级和输出级以及偏置电路组成.答案：T解题：各种集成运算放大器的基本结构相似，主要都是由输入级、中间级和输出级以及偏置电路组成.10.集成运算放大器在实现信号运算时，一般都采用正反馈连接方式，即把输出端与同相端进行连接。

答案：F解题：集成运算放大器在实现信号运算时，一般都采用负反馈连接方式，即把输出端与反向端进行连接。

（二）选择题1.下列关于集成运算放大器组成结构说法错误的是（）A.集成运算放大器的基本结构相似，主要都是由输入级、中间级和输出级以及偏置电路组成。

第三章集成运放电路一、填空题1、（3-1，低）理想集成运放的A ud= ，K CMR= 。

2、（3-1，低）理想集成运放的开环差模输入电阻ri= ，开环差模输出电阻ro= 。

3、（3-1，中）电压比较器中集成运放工作在非线性区，输出电压Uo只有或两种的状态。

4、（3-1，低）集成运放工作在线形区的必要条件是___________ 。

5、（3-1，难）集成运放工作在非线形区的必要条件是__________，特点是___________，___________。

6、（3-1，中）集成运放在输入电压为零的情况下，存在一定的输出电压，这种现象称为__________。

7、（3-2，低）反相输入式的线性集成运放适合放大 (a.电流、b.电压) 信号，同相输入式的线性集成运放适合放大 (a.电流、b.电压)信号。

8、（3-2，中）反相比例运算电路组成电压（a.并联、b.串联）负反馈电路，而同相比例运算电路组成电压（a.并联、b.串联）负反馈电路。

9、（3-2，中）分别选择“反相”或“同相”填入下列各空内。

（1）比例运算电路中集成运放反相输入端为虚地，而比例运算电路中集成运放两个输入端的电位等于输入电压。

（2）比例运算电路的输入电阻大，而比例运算电路的输入电阻小。

（3）比例运算电路的输入电流等于零，而比例运算电路的输入电流等于流过反馈电阻中的电流。

（4）比例运算电路的比例系数大于1，而比例运算电路的比例系数小于零。

10、（3-2，难）分别填入各种放大器名称（1）运算电路可实现A u＞1的放大器。

（2）运算电路可实现A u＜0的放大器。

（3）运算电路可将三角波电压转换成方波电压。

（4）运算电路可实现函数Y＝aX1＋bX2＋cX3，a、b和c均大于零。

（5）运算电路可实现函数Y＝aX1＋bX2＋cX3，a、b和c均小于零。

11、（3-3，中）集成放大器的非线性应用电路有、等。

12、（3-3，中）在运算电路中，运算放大器工作在区；在滞回比较器中，运算放大器工作在区。