第四章自测题和习题解答

第4章集成运算放大电路自测题解答一、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（2）通用型集成运放适用于放大。A．高频信号B.低频信号C.任何频率信号（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CBC（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AA二、判断下列说法是否正确，用“√”或“×”表示判断结果填入括号内。（1）运放的输入失调电压UIO是两输入端电位之差。()（2）运放的输入失调电流IIO是两端电流之差。()（3）运放的共模抑制比()（4）有源负载可以增大放大电路的输出电流。()（5）在输入信号作用时，偏置电路改变了各放大管的动态电流。()cdCMRAAK×√√√×三、电路如图T4.3所示，已知β1=β2=β3=100。各管的UBE均为0.7V，试求IC2的值。解：分析估算如下：CCBE2BE1100RVUUIAR121COCCEEIIIII020121001RCBCBCCCCRRIIIIIIIIIIIA四、电路如图T4.4所示。（1）说明电路是几级放大电路，各级分别是哪种形式的放大电路（共射、共集、差放……）；（2）分别说明各级采用了哪些措施来改善其性能指标（如增大放大倍数、输入电阻……）。解：（1）三级放大电路，第一级为共集-共基双端输入单端输出差分放大电路，第二级是共射放大电路，第三级是互补输出级。（2）第一级采用共集-共基形式，增大输入电阻，改善高频特性；利用有源负载（T5、T6）增大差模放大倍数，使单端输出电路的差模放大倍数近似等于双端输出电路的差模放大倍数，同时减小共模放大倍数。第二级为共射放大电路，以T7、T8构成的复合管为放大管、以恒流源作集电极负载，增大放大倍数。第三级为互补输出级，加了偏置电路，利用D1、D2的导通压降使T9和T10在静态时处于临界导通状态，从而消除交越失真。第4章集成运算放大电路习题解答4.3多路电流源电路如图P4.3所示，已知所有晶体管的特性均相同，UBE均为0.7V。试求IC1、IC2各为多少。解：因为T1、T2、T3的特性均相同，且UBE均相同，所以它们的基极、集电极电流均相等，设集电极电流为IC。先求出R中电流，再求解IC1、IC2。CCBE3BE0100RVUUIARRRIIIIIIIII3)1(31322CCCBC0B3C0当β（1＋β）＞＞3时C1C2100RIIIA4.6电路如图P4.6所示，具有理想的对称性。设各管β均相同。（1）说明电路中各晶体管的作用；（2）若输入差模电压为（uI1－uI2），则由此产生的差模电流为△iD，求解电路电流放大倍数Ai的近似表达式。解：（1）图示电路为双端输入、单端输出的差分放大电路。T1和T2、T3和T4分别组成的复合管为放大管，T5和T6组成的镜像电流源为有源负载。（2）由于用T5和T6所构成的镜像电流源作为有源负载，将左半部分放大管的电流变化量转换到右边，故输出电流变化量及电路电流放大倍数分别为)1(2)1(2IOIOiiAiii4.7电路如图P4.7所示，T1与T2管的特性相同，所有晶体管的β均相同，Rc1远大于二极管的正向电阻。当uI1＝uI2＝0V时，uO＝0V。（1）求解电压放大倍数的表达式；（2）当有共模输入电压时，uO=？简述理由。解：（1）在忽略二极管动态电阻的情况下21be3c22be13bec112uuuuuAAArRArrRA∥（2）当有共模输入电压时，uO近似为零。由于Rc1＞＞rd，△uC1≈△uC2，因此△uBE3≈0，故uO≈0。4.9在图P4.9所示电路中，已知T1～T3管的特性完全相同，β＞＞2；反相输入端的输入电流为iI1，同相输入端的输入电流为iI2。试问：（1）iC2≈?（2）iB2≈?（3）Aui=△uO/(iI1－iI2)≈？解：（1）因为T1和T2为镜像关系，且β＞＞2，所以iC2≈iC1≈iI2。（2）iB3＝iI1－iC2≈iI1－iI2（3）输出电压的变化量和放大倍数分别为OC3c3B3cOI1I2OB33c()uiuiRiRAuiiuiR4.10比较图P4.10所示两个电路，分别说明它的是如何消交越失真和如何实现过流保护的。解：在图（a）所示电路中，D1、D2使T2、T3微导通，可消除交越失真。R为电流采样电阻，D3对T2起过流保护。当T2导通时，uD3＝uBE2＋iOR－uD1，未过流时iOR较小，因uD3小于开启电压使D3截止；过流时因uD3大于开启电压使D3导通，为T2基极分流。D4对T4起过流保护，原因与上述相同。在图（b）所示电路中，T4、T5使T2、T3微导通，可消除交越失真。R2为电流采样电阻，T6对T2起过流保护。当T2导通时，uBE6＝iOR2，未过流时iOR2较小，因uBE6小于开启电压使T6截止；过流时因uBE6大于开启电压使T6导通，为T2基极分流。T7对T3起过流保护，原因与上述相同。4.11图4.11所示电路是某集成运放电路的一部分，单电源供电，T1、T2、T3为放大管。试分析：（1）100μA电流源的作用；（2）T4的工作区域(截止、放大、饱和)；（3）50μA电流源的作用；（4）T5与R的作用。解：（1）为T1提供静态集电极电流、为T2提供基极电流，并作为T1的有源负载。（2）T4截止。因为uB4＝uC1＝uO＋uR＋uB2＋uB3，uE4＝uO，uB4＞uE4。（3）50μA电流源为T3提供射极电流，在交流等效电路中等效为阻值非常大的电阻。（4）保护电路。uBE5＝iOR，未过流时T5电流很小；过流时使iE5＞50μA，T5更多地为T3的基极分流。4.12电路如图P4.12所示，试说明各晶体管的作用。解：T1为共射放大电路的放大管；T2和T3组成互补输出级；T4、T5、R2组成偏置电路，用于消除交越失真。4.13图4.13所示简化的高精度运放电路原理图，试分析：（1）两个输入端中哪个是同相输入端，哪个是反相输入端；（2）T3与T4的作用；（3）电流源I3的作用；（4）D2与D3的作用。解：（1）u11为反相输入端，u12为同相输入端。（2）为T1和T2管的有源负载，将T1管集电极电流变化量转换到输出，使单端输出差分放大电路的差模放大倍数近似等于双端输出时的放大倍数。（3）为T6设置静态电流，且为T6的集电极有源负载，增大共射放大电路的放大能力。（4）消除交越失真。4.14通用型运放F747的内部电路如图P4.14所示，试分析：（1）偏置电路由哪些元件组成？基准电流约为多少？（2）哪些是放大管，组成几级放大电路，每级各是什么基本电路？（3）T19、T20和R8组成的电路的作用是什么？解：（1）由T10、T11、T9、T8、T12、T13、R5构成。（2）图示电路为三级放大电路：T1～T4构成共集-共基差分放大电路，T14～T16构成共集-共射-共集电路，T23、T24构成互补输出级。（3）消除交越失真。互补输出级两只管子的基极之间电压UB23－B24＝UBE20＋UBE19使T23、T24处于微导通，从而消除交越失真。