模电4-集成运算放大电路

【电子行业】模电模拟电子技术基础课后答案xxxx年xx月xx日xxxxxxxx集团企业有限公司Please enter your company's name and contentv第一章自测题一、（1）√（2）×（3）√（4）×（5）√（6）×二、（1）A （2）C （3）C （4）B （5）A C三、U O1≈1.3V U O2＝0 U O3≈－1.3V U O4≈2V U O5≈2.3V U O6≈－2V四、U O1＝6V U O2＝5V五、根据P CM＝200mW可得：U CE＝40V时I C＝5mA，U CE＝30V时I C≈6.67mA，U CE＝20V时I C＝10mA，U CE＝10V时I C＝20mA，将改点连接成曲线，即为临界过损耗线。

图略。

六、1、U O＝U CE＝2V。

2、临界饱和时U CES＝U BE＝0.7V，所以七、T1：恒流区；T2：夹断区；T3：可变电阻区。

习题1.1（1）A C （2）A （3）C （4）A1.2不能。

因为二极管的正向电流与其端电压成指数关系，当端电压为1.3V时管子会因电流过大而烧坏。

1.3u i和u o的波形如图所示。

tt1.4u i和u o的波形如图所示。

1.5u o的波形如图所示。

1.6I D＝（V－U D）/R＝2.6mA，r D≈U T/I D＝10Ω，I d＝U i/r D≈1mA。

1.7 （1）两只稳压管串联时可得1.4V、6.7V、8.7V和14V等四种稳压值。

（2）两只稳压管并联时可得0.7V和6V等两种稳压值。

1.8 I ZM＝P ZM/U Z＝25mA，R＝U Z/I DZ＝0.24～1.2kΩ。

1.9（1）当U I＝10V时，若U O＝U Z＝6V，则稳压管的电流为4mA，小于其最小稳定电流，所以稳压管未击穿。

故当U I＝15V时，由于上述同样的原因，U O＝5V。

当U I＝35V时，U O＝U Z＝5V。

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 。

模拟电子技术实验报告题目集成运算放大器的应用学生姓名林* 柳* 学号 ************* *************年级 2017级 2017级学院电子信息学院电子信息学院专业电子信息工程电子信息工程上课时间周四上午第一二大节组号 8-1 时间 2019年6月11日一、设计任务及要求使用通用四运放芯片LM324 (个数不限)组成电路，原理框图如下图1(a)所示，实现下述功能:使用低频信号源产生u i1=0.1sin2πf 0t(V)，f 0=500Hz 的正弦波信号，加至加法器输人端，加法器的另一输人端加入由自制振荡器产生的信号u o1。

u o1 如下图1(b)所示，T 1 =0.5ms,允许T 1有+5%的误差。

图图1(a)中，要求加法器的输出电压u i2=10u i1+u o1。

u i2经选频滤波器滤除u o1频率分量，选出f 0信号为u o2, u o2为峰峰值为9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。

u o2信号再经比较器在1k Ω负载上得到峰峰值为2V 的输出电压u o3。

电源选用±12V 和±5V 电源，由稳压电源供给。

不得使用额外电源和其他型号运算放大器。

要求预留u i1、u i2、u o1、u o2和u o3的测试端子，以方便测试。

二、方案理论分析1. 自制振荡器如图所示为方波和三角波振荡电路。

该电路利用运放产生高精度的方波和三角波，输出频率由电阻R1、R2和R3以及电容C确定，其计算公式为：f0=R3/(R2*4*R1*C)R3我们选择20kΩ，R2我们选择10kΩ，R1我们选择5kΩ，电容我们选择0.05μF,根据公式计算f0=2kHz，由于仿真的时候出来的波形不太稳定，所以我们选用了稳压管1N4730，Uz=3.9V.仿真电路如下：2.加法器加法器公式为U o=R4*(U i1/R1+U i2/R2),根据题目要求u i2=10u i1+u o1，所以选择R1=10kΩ，R2=1kΩ,R3=1kΩ,R4=10kΩ,仿真电路图如下：3.滤波器选用的低通有源滤波器，通带电压放大倍数为：A VP=1+R F/R f通带截止频率为：f P=1/(2π√(R1*R2*C1*C2))根据实验室的元件情况，我们选择R1=R2=3.3kΩ，Rf=12.5kΩ，RF=10kΩ，C1=0.1μF.这样放大倍数A VP=2.25,用两个滤波器级联，则放大倍数A约为5，而且也具有很好的滤波效果。

目录1实验目的2 2实验原理23实验设计33.1实验I基础型实验 (3)3.1.11、电压跟随器——检测运放是否正常 (3)3.1.2反相比例运算放大器电压放大特性 (3)3.2实验II设计型实验 (4)3.2.1减法器的设计 (4)4实验预习仿真44.1电压跟随器——检测运放是否正常 (4)4.2反相比例运算放大器电压放大特性 (5)4.3减法器设计 (6)5数据处理7 6实验总结9 7思考题9 8实验讨论91实验目的•深刻理解集成放大器工作在线性工作区时,遵循的两条基本原则——虚短、虚断•熟悉集成运算放大器的线性应用。

•掌握比例运算等电路、训练设计运放电路的能力。

2实验原理集成运算放大器是一种高电压放大倍数的多级直耦放大电路,在深度负反馈条件下,集成运放工作在线性工作区,它遵循两条基本原则：1.虚短：U i=U−−U+≈02.虚断：I N≈I p≈0（非线性区也成立）用途:广泛应用于各种信号的运算处理、测量以及信号的产生、变换等电路中。

图1：运算放大器符号3实验设计3.1实验I基础型实验3.1.11、电压跟随器——检测运放是否正常3.1.2反相比例运算放大器电压放大特性3.2实验II设计型实验3.2.1减法器的设计1.自行设计运放电路，要求实现u0=2u i2−u i12.将u i分别设置为以下两组信号，验证电路是否满足要求4实验预习仿真4.1电压跟随器——检测运放是否正常图2：Multisim接线图3：Multisim结果4.2反相比例运算放大器电压放大特性图4：Multisim 接线图5：Multisim 结果U i (V )理论值(V )实测值(V )U N U P U O U O U iU N U P U O U O U i-0.300310455.314µV 564.134µV 3.012V 10.040.3-310563.904µV489.999µV-2.987V9.964.3减法器设计设计如图所示：表3：验证结果波形频率u i u0直流0u i1=1V,u i2=2V3.04V正弦波500Hz u i1=1V,u i2=2V2.98V5数据处理表1U i(V)理论值(V)实测值(V)U N U P U O U OU iU N U P U O U OU i-0.3003100.1mV0.2mV 3.66V12.20.300-310-0.1mV0-3.65V12.16表2波形频率u i u0直流0u i1=1V,u i2=2V 3.00V正弦波500Hz u i1=1V,u i2=2V 3.24V1.完成表1，并绘制基础型实验的运放的电压传输特性;2.列出基础型实验中U i和U o理论关系式，并和仿真数据、实际数据比较;•电压跟随器u i=u o仿真数据中u i=u o,实验数据u i=1.00V,u o=1.04V,在误差允许范围内，所以等式也成立。

模电设计性实验报告——集成运算放大器的运用之模拟运算电路重庆科技学院设计性实验报告学院:_电气与信息工程学院_ 专业班级: 自动化1102学生姓名: 罗讯学号: 2011441657实验名称: 集成运算放大器的基本应用——模拟运算电路完成日期:2013年 6月 20 日重庆科技学院学生实验报告集成运算放大器的基本应用——课程名称模拟电子技术实验项目名称模拟运算电路开课学院及实验室实验日期学生姓名罗讯学号 2011441657 专业班级自动化1102 指导教师实验成绩实验六集成运算放大器的基本应用——模拟运算电路一、实验目的1、研究有集成运算放大器组成的比例、加法和减法等基本运算电路的功能2、了解运算放大器在实际应用时应考虑的有些问题二、实验仪器1、双踪示波器;2、数字万用表;3、信号发生器三、实验原理在线性应用方面，可组成比例、加法、减法的模拟运算电路。

1) 反相比例运算电路电路如图6-1所示。

对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为为减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻//。

RF 100k1 5 4 R1 10k2 Ui 6 Uo3 U1 R2 9.1k 7图6-1 反相比例运算电路2) 反相加法电路电路如图6-2所示，输出电压与输入电压之间的关系为:////RF 100kR1 10k Ui1 4 1 5 R2 20k 2 Ui2 6 Uo 3 U1 R3 6.2k 7图6-2 反相加法运算电路3) 同相比例运算电路图6-3(a)是同相比例运算电路。

RF 100k1 5 4 R1 10k 26 Uo 3R2 9.1k U1 7RF10k4 1 526 R2 Uo 3 Ui 10k U1 7(a)同乡比例运算 (b)电压跟随器图6-3 同相比例运算电路它的输出电压与输入电压之间关系为://当即得到如图6-3所示的电压跟随器。

图中,用以减小漂移和起保护作用。

一般取10KΩ,太小起不到保护作用，太大则影响跟随性。

集成运放内部电路原理
集成运算放大器（简称集成运放）是一种将多个电子器件集成在一块单晶硅芯片上的电子器件。

其内部电路原理如下：
1. 输入级：由差分式放大电路组成，利用其对称性可提高电路性能。

2. 中间电压放大级：主要作用是提高电压增益，由多级放大电路组成。

3. 输出级电压增益为1，但为负载提供功率。

此外，集成运放的电路中还包括偏置电路，用于提供偏置电压以及对输入信号交流成分进行放大。

输入信号首先经过隔直电容过滤其直流成分，然后通过直流偏置信号进行放大。

反馈电阻和反向端电阻用于确定放大倍数。

整个电路具有同相输入端P、反相输入端N和输出端O。

当P端加入电压信号时，O端输出同相的电压信号；N端加入电压信号时，O端输出反相的电压信号。

此外，该电路还可以抑制共模信号，当输入信号中含有共模噪声时，将被抑制。

以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅集成运放相关书籍或咨询专业人士。

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R大的特点。

( √)其GSU大于零，则其输入电阻会明显变小。

( ×) (6)若耗尽型N 沟道MOS 管的GS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。

图T1.3解：U O1=1.3V, U O2=0V, U O3=-1.3V, U O4=2V, U O5=1.3V, U O6=-2V。

四、已知稳压管的稳压值U Z=6V，稳定电流的最小值I Zmin=5mA。

求图Tl.4所示电路中U O1和U O2各为多少伏。

(a) (b)图T1.4解：左图中稳压管工作在击穿状态，故U O1=6V 。

右图中稳压管没有击穿，故U O2=5V 。

五、电路如图T1.5所示，V CC =15V ，β=100，U BE =0.7V 。

试问：(1)R b =50k Ω时，U o=?(2)若T 临界饱和，则R b =?解：(1)26BB BEB bV U I A R μ-==，2.6C B I I mA β==,2O CC C c U V I R V =-=。