第7章 集成运算放大电路
模拟电子技术(江晓安)(第三版)第7章
第七章 集成运算放大器的应用
2. 同相比例运算电路
同相比例运算电路又叫同相放大器,电路如图7－4所示。
图中R1与Rf引入深度串联电压负反馈,所以运放工作在线性 区。平衡电阻,R′=R1∥Rf。
从电路图7－4求得
U
R1 R1 Rf
Uo
则
Uo
1
Rf R1
U_
第七章 集成运算放大器的应用
第七章 集成运算放大器的应用
图 7 – 3 反相比例运算电路
第七章 集成运算放大器的应用
根据线性区“虚短”时U—=U+，“虚断”时I-=I+=0，则
U IR' 0
从而
U U 0
称此关系为“虚地”。根据“虚地”的概念，得输出电压为
UO If Rf
而
If
I1
Ui U R1
输出电阻
ro 0
(7－18) (7－19) (7－20)
第七章 集成运算放大器的应用
7.2.2
1. 反相求和电路 反相求和电路如图7－7所示,图中画出三个输入端,实际 中可根据需要增减输入端的数量。Rf 引入深度并联电压负 反馈,R1、R2、R3分别是各个信号源的等效内阻,R′是平衡电 阻,R′=R1∥R2∥R3∥Rf。
Rf 2 R1
R1 50k
Rf 1 R2
R2 100 k
Rf 5 R3
R3 20k
第七章 集成运算放大器的应用
则 R' 50k //100k //100k // 20k 11.1k
图 7 - 7 所示电路对 Ui1、Ui2、Ui3
ri1
Ui1 I1
电子技术基础(上习题)(附答案).docx
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 、 稳态值f 和 时间常数 。
2.RC 过渡电路中的时间常数的表达式为 ；RL 过渡电路中的时间常数的表达式为。
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 。
2.已知某交流正弦电流的瞬时表达式为 ()3143i t t π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭，则该正弦交流电流的最大值为 5 A ，频率为 50Hz ，初相位为。
电工电子学_集成运算放大器
24
9.3 集成运放在信号运算方面的应用
由于开环电压放大倍数Auo很高，集成运放开环工作时线性区很 窄。因此，为了保证运放处于线性工作区，通常都要引入深度负反馈。 集成运放引入适当的负反馈，可以使输出和输入之间满足某种特定的 函数关系，实现特定的模拟运算。当反馈电路为线性电路时，可以实 现比例、加法、减法、积分、微分等运算。
图9.2.1 反馈放大电路框图
电路中的反馈是指将电路的输出信号（电压或电流）的一部分或全部 通过一定的电路（反馈电路）送回到输入回路，与输入信号一同控制 电路的输出。可用图9.2.1所示的方框图来表示。
16
2. 反馈的分类
（1）正反馈和负反馈 根据反馈极性的不同，可以分为正反馈和负反馈。 （2）直流反馈和交流反馈 根据反馈信号的交直流性质，可以将反馈分为直流反馈和交流反馈。 （3）电压反馈和电流反馈 根据输出端反馈采样信息的不同，可以将反馈分为电压反馈和电流反 馈。 （4）串联反馈和并联反馈 根据反馈信号与输入信号在放大电路输入端联结方式的不同，可以将 反馈分为串联反馈和并联反馈。
9
3. 输入和输出方式
差放电路有双端输入和单端输入两种输入方式。同样也有双端 输出和单端输出两种输出方式。因此，差动放大电路共有四种输入输 出方式。 （1）双端输入双端输出 （2）双端输入单端输出 （3）单端输入双端输出 （4）单端输入单端输出
10
4. 共模抑制比
差动放大电路对差模信号和共模信号都有放大作用，但对差动 放大电路来说，差模信号是有用信号，共模信号则是需要抑制的。因 此要求差放电路的差模放大倍数尽可能大，而共模放大倍数尽可能小。 为了衡量差放电路放大差模信号和抑制共模干扰的能力，引入共模抑 制比作为技术指标，用KCMR表示。其定义为差模电压放大倍数与共 模电压放大倍数之比，即 A （9.1.11） K ud
7-1集成运放应用基础课件
由于集成电路的开环放大倍数极大，而输出电压为有
限值，故其输入信号的变化范围很小，上面我们已知，F007
的开环输入信号范围为±0.1mV。这样小的线性范围无法进行
线性放大等任务。所以我们说开环的线性范围太小。
如果外加负反馈, 使闭环增益Auf=100, 则
Ui min
Uo min Auf
UOL Auf
入信号的线性放大。
7
西安电子科技大学计算机学院吴自力2013-6
所以：为了能够利用集成运放对实际输入信号(它比运 放的线性范围大的多)进行放大，必须外加深度负反馈，使其 净输入电压减小，这样才能使其工作在线性区。这是运放线 性应用电路的共同特点。
理想运放工作在线性区的条件：
电路中有负反馈！ 8
3．输入端的“虚短路”
西安电子科技大学计算机学院吴自力2013-6
放大器的线性工作区是指输出电压Uo与输入电压Ui成正比时
的输入电压Ui的取值范围。记作Ui min～Ui max。
Uo与Ui成正比, 可表示为：
UO AuUi
Ui m in
Uo m in Au
,U i m ax
Uo m ax Au
当集成运放工作在线性区
7.1.3 运算放大器的传输特性
线性区
饱和区
uo=A.ou(u+-u-) uo
理想特性
uu+
_ +
uo
+Uo(sat)
+
饱和区
实际特性ui
u+-u-
uo = Aou(u+ – u-)
-Uo(sat)
Aou越大，运放的线性范围越小
为增大线性范围，必须施加负反馈才能使其工作于
第7章 基本放大电路
第七章基本放大电路7.1 共射放大电路7.2 放大电路的基本分析方法7.3 静态工作点的稳定7.4 射极输出器7.5 功率放大电路7.6 差分放大电路7.7 集成运算放大电路17.1 共射放大电路一、二、23一放大电路的基本概念能量守恒是宇宙的基本法则能量守恒是宇宙的基本法则，，为什么用扩音机说话时机说话时，，扬声器输出的声音比本人的声音大得多得多，，即扬声器能输出比本人说话时大得多的能量能量？？也就是说也就是说，，扬声器不仅得到放大的电压，也得到放大的电流也得到放大的电流，，即得到放大的功率即得到放大的功率，，这些能量来自何处这些能量来自何处？？如果把扩音机电源切断如果把扩音机电源切断，，扬声器还可以发声吗发声吗？？人不说话人不说话，，扬声器还发声吗扬声器还发声吗？？4为什么要对信号进行放大为什么要对信号进行放大？？原因很简单原因很简单，，信号太微弱信号太微弱，，不足以驱动负载动负载（（如喇叭如喇叭、、显示仪表显示仪表））毫伏级细胞电生理实验中所检测到的细胞膜离子单通道电流只有皮安量级ApA 1210−5放大器电u ot放大作用实质就是一种能量控制作用放大电路是一种能量控制部件输 的 的 输出大6输 电输出电电电 电电R LR S•SU •iU •OU •iI •OI 放大电路放大电路的 法7放大电路的性能指标A 放大 放大（１）电压放大倍数••=iO u UUA （２）电流放大倍数••=iO i II A R LR S•SU ••iU •OU •iI •OI 放大电路8C 输出电∞===L s0ooo R U I U r &&r o 是表明放大电路带负载能力的指标是表明放大电路带负载能力的指标。
A 放大电路R SSU &o U &oI &++−−r oB 输 电R LR S•SU •iU •OU iI •OI 放大电路••=i i i IU r r i 衡量放大电路对信号源衰减程度的指标衡量放大电路对信号源衰减程度的指标。
(完整版)模拟电子技术第7章信号的运算和处理
第 7章 信号 的运算和处理1、A 为理想运算放大器。
2(08分)1.某放大电路如图所示，已知A u u I 2u Iu o 与输入电压 u I 间 的关系式为（ 1）当时，证明输出电压I1R R 4 2 u o1u 。
I R R 31uI 12V 时， u 1.8V ，问 R 应取多大 ? （2）当o 1u I 1 0.5 mV ，A 、 A 为理想运算放大器，已知 (10分)2.左下图示放大电路中，1 2u I 2 0.5 mV 。
（ 1）分别写出输出电压 u 01、 u o2、 u的表达式，并求其数值。
ou＝？o（ 2）若不慎将 R 短路，问输出电压1A 、A 为理想运算放大器。
(06分)3.右上图示放大电路中，已知（1）写出输出电压 u 1 2u I 1、 u I 2间 的关系式。
与输入电压o （2）已知当 u =1V 时，I1uo u I 2＝？＝ 3V ，问(10分)4.电流 -电流变换电路如图所示， A 为理想运算放大器。
I L （1）写出电流放大倍数 A i ， ＝？I S 10mA IL的表达式。
若I SR FI＝？L（2）若电阻短路，(10分)5.电流放大电路如左下图所示，设A为理想运算放大器。
I L（1）试写出输电流的表达式。
（2）输入电流源I L两端电压等于多少？(10分)6.大电流的电流－电压变换电路如右上图所示，A为理想运算放大器。
1A～（1）导出输出电压U O的表达式U O f (I )。
若要求电路的变换量程为IR5V，问＝？3（2）当I I＝1A时，集成运放 A 的输出电流I O＝？(08分)7.基准电压－电压变换器电路如下图所示，设A为理想运算放大器。
（ 1）若要求输出电压 U 的变化范围为 4.2～10.2V，应选电位器 R＝？o W （ 2）欲使输出电压 U 的极性与前者相反，电路将作何改动？o(10分)8.同相比例运算电路如图所示，已知A为理想运算放大器，其它参数如图。
《电路与电子技术基础》答案
《电路与电子技术基础》作业答案第1章电路分析的基本概念---作业题1-1题1-3题1-6第2章电路分析定理和基本方法---作业一、第3章时域电路分析---作业第4章正弦稳态电路分析---作业第5章互感与理想变压器---作业第6章半导体器件---作业1、6.5（a）D1导通，U AB= -0.7V(b) D2导通，U AB= -5.3V2、6.9 D Z1导通，U o=0.7V3、6.12 U BE>0，I B>0；U CE>04、6.13 电流放大作用，i C=βi B，i E= i B+i C=i B(β+1)=( i C/β)*( β+1)5、6.16 （1）在截止区（2）U ce= 3.5V 工作在放大区（3）U ce= -1.5V 工作在反偏状态，在饱和区第7章半导体三极管放大电路---作业书上习题：1、7.22、7.3 （1） R B =565 K Ω ，R C =3 K Ω（2） A u == -120 ，U o =0.3V3、7.4 Q 点:Ω≈≈≈k r m A I A μ I be CQ BQ 3.176.122Ω==-≈Ω≈-≈≈k R R A k R A V U c o usi uCEQ 5933.13082.6 空载时：471153.25-≈-≈≈Ω=usuCEQ L A A V U k R 时：Ω==Ω≈k R R k R c o i 53.1第8章集成运算放大电路---作业1、 书上习题8.3 u O = u O1-0.6= -(R f /R 1)u i -0.6 V2、 书上习题8.5 u O =-1VI L =-100μAI O =110μA3补充：)()(200112t u t t u u O i O +-=－4补充：o f f I R R R R I ∙∙++≈414o f f f I R R R R R R I V ∙∙∙++≈=41411电流串联负反馈电路5补充：电压串联负反馈电路6补充:o f f I R R R I ∙∙+≈55 电流并联负反馈电路第9章波形发生电路---作业1 改错：2、3、书上习题9.2习题图9.2（a）习题图9.2（b）第10章直流稳压电源---作业书上习题1、 10.8 （1）U o =ZD U ＝10V I o ＝10 mAI =14 mAZ D I =4 mA（2）I ＝ I o ＝16 mAU o =10VD 没反向工作， Z D I =0 mA2、 10.123、补充：A 5.4)1( 'O 12L 'O 12C =⋅+≈⋅≈I R R I I R R I。
集成运算放大器
第7章 集成运算放大器教学提示：本章首先介绍基本运算放大电路的构成、特点及分析方法；然后重点讨论了集成运算放大电路在基本运算、信号测量、信号处理和波形产生方面的应用；最后介绍了有关集成运放在使用时需注意的问题。
教学要求：通过本章学习，应能掌握集成运算放大电路的主要特点及基本分析和计算方法，并对集成运算放大电路在使用时需注意的问题有一定的了解。
7.1 集成运放简介运算放大器(简称运放)是具有高开环放大倍数并带有深度负反馈的多级直接耦合放大电路。
早期的运放是由分立器件(晶体管和电阻等)构成的，其价格昂贵，体积也很大。
在20世纪60年代中期，第一块集成运算放大器问世，其是将相当多的晶体管和电阻集中在一块硅片上而成的。
它的出现标志着电子电路设计进入了一个新时代。
由于集成运算放大器具有十分理想的特性，它不但可以作为基本运算单元完成加减、乘除、微分、积分等数学运算。
还在信号处理及产生等方面都有广泛的应用。
电子工程师们在电子电路设计时需要应用大量的集成运算放大器，这使得各种高性能、低价格的运放应运而生。
7.1.1 运算放大器的端子从处理信号的观点出发，运算放大器有三个端子，即反相输入端(用符号“-”表示)、同相输入端(用符号“+”表示)和输出端，如图7.1所示。
考虑到放大器要有直流电源才能工作，大多数集成运放需要两个直流电源供电，如图7.2所示。
图7.2中7，4两个端子由运放内部引出，分别连接到正电源+CC U 和负电源-EE U 。
运放的参考地点就是两个电源公共端——地。
图7.1 理想运算放大器 图7.2 理想运放的供电方式第7章 集成运算放大器 ·145··145·除了三个信号端和两个电源供给端以外，运算放大器还可能有几个供专门用途的其他端子，如频率补偿端和调零端等，这些端子的功能请读者自行分析。
7.1.2 理想运算放大器为了建立运算放大器的基本概念，下面先来介绍理想运算放大器。
《电工电子技术》(曹建林) PPT课件：7.3 基本运算电路
解：由式 uO＝ 1+ —Rf uI 可得 R1
uO＝
1+ R—f R1
uI ＝
20
1+——
×1＝11（V）
2
iF Rf
i1 R1 u-
–
∞
uI
R2 u+ +
+
uO
图7.3.2 同相比例运算电路
7.3 基本运算电路
反相比例运算电路
同相比例运算电路
加法、减法运算电路
1．加法运算电路
在反相输入端增加若干个输入信号组成的 电路，就构成反相加法运算电路，如图7.3.3所 示。根据“虚短” 、“虚断”、 “虚地”得
i11＝
—uI1 R11
i12＝
u—I2 R12
iF＝
i11＋i12
＝—u—I1 ＋ R11
—uI—2 ＝R12
—uO— Rf
于是，输出电压为
uO＝ − —RR—f11uI1＋ —RR—1f2uI2
（7.3.7）
当R11=R12 =Rf时，则uO＝−（uI1＋uI2）。
uI1 i11
R11
iF
Rf
uI2 i12
uO＝uI2− uI1
（7.3.11）
7.3 基本运算电路
反相比例运算电路
同相比例运算电路
加法、减法运算电路
例 图7.3.4减法电路中，设Rf=R1=R2= R3，UI1=3V，
UI2=1V。求输出电压UO。
解：因为Rf=R1=R2= R3，故可得 UO＝UI2−UI1=1−3＝−2（V）
因
i1= iF
而
i1
=
—u—I ， R1
iF
=
7 集成运算放大器
型取决于第一级管子的型号。在集
成运放中，复合管不仅用于中间级， 也常用于输入级和输出级。
7.1.4输出级电路
集成运放的输出级直接与负载相连 接,为了提高它的带负载能力,要求输出 电阻较低。此外,输出级的交流电压和 电流和幅度都比较大,故还要求它有较 大的输出功率。显然,在放大器的3种组 态中,具有低输出电阻的共集(或共漏)放 大器最适合作为输出级的电路。但是, 一般的射级输出器因为功耗大、效率低， 输出电压范围不够大，还不能直接作为 输出级电路，而必须加以改进。
(1) 开环差模电压放大倍数Aod (2) 输入失调电压UIO (3) 输入失调电压温漂αUIO (4) 输入偏置电流IIb和输入失调电流IIO (5) 输入失调电流温漂αIIO
(6) 差模输入电阻rId (7) 共模抑制比KCMR (8) 最大共模输入电压UICM (9) 最大差模输入电压UIDM (10) -3 dB带宽fH
该电路的特点是用很小的Re就可以获
得很弱的输出电流，一般在毫安级，适
合用于小电流场合。
7.1.2输入级
输入级的好坏对提高集成运放的整 体质量至关重要，如输入电阻、共模抑 制比、输入电压范围以及电压放大倍数 等许多性能指标的优劣，输入级都起决 定性作用。 输入级大都采用差分放大电路的形 式，最常见的有3种：基本形式、长尾 式和恒流源式。
7.1.1偏置电路
集成运放为设置合适、稳定的直流偏 置电路以保证其正常工作中，常采用恒 流源电路。
1. 基本镜像电流源电路
基本镜像电流源电路如图7.4所示，它 是由两个特性对称的三极管VT1和VT2及一 个电阻R构成的。
第7章 汽车常用电子电路
1）运算放大器两输入端对地电压相等，即“
虚短”。 由于uo Ao u u ，而Ao=∞，得 u u uo / Ao 0 所以 u u 0 ，得 u u 两输入端之间并未短路，而电位却相等，故 称“虚短”。
2）流入运算放大器两输入端的电流为
0 ，即
“虚断”。 由于rid=∞，故 i i 0 同相输入端和反相输入端都为零，两输入端 之间并未断路，而电流却为零，故称“虚断 ”。 “虚断”、“虚短”是分析运算放大电路的 两个重要依据，并为我们分析运算放大器带 来很多方便。
3．实际运算放大器的结构
图7-34 集成运放的外形 a）圆壳式 b）双列直插式
7.1.1 单相半波整流电路
1．电路的组成及整流原
理
半波整流是指交流输入电压信号只有在正 半周期或负半周期时才有输出，即输出波 形只是输入波形的一半
图7-2 单相半波整流电路
图7-3 单相半波整流电路波形图
2．负载上的直流电压U0和电流I0
U 0 0.45U 2
U0 U2 I0 0.45 RL RL
高职高专基于能力本位 “十二五”规划教材 （汽车检测与维修专业）
汽车电工电子 技术基础
刘春晖 刘宝君 主编 张斌 副主编
机械工业出版社
CHINA MACHINE PRESS
ISBN 978-7-111-38450-2
目
录
前言 第一章 直流电路 第二章 电磁现象及其应用 第三章 正弦交流电路 第四章 电工测量及安全用电 第五章 电动机与发电机 第六章 半导体器件及应用 第七章 汽车常用电子电路 第八章 数字电路基础 参考文献
图7-29 放大电路的微变等效电路
模拟电子技术课程习题 第七章 集成运放的应用
第七章集成运放的应用7．1在下列描述中错误的是[ ]A 级联放大器的带宽比各级放大器带宽小B 负反馈的引入可以起到展宽放大器频带的作用C 集成运算放大器电路中广泛采用了以电流源为负载的放大器结构D 理想运放在线性与非线性工作区均有虚断、虚短两个重要特性7．2在输入信号从极小到极大的一次变化过程中，迟滞比较器的输出会发生[ ]次翻转。
A 0B 1C 2D 37．3希望抑制1KHz以下的信号，应采用的滤波电路是[ ]A.低通滤波电路B. 高通滤波电路C.带通滤波电路D. 带阻滤波电路7．4有用信号频率为7Hz,应采用的滤波电路是[ ]A.低通滤波电路B. 高通滤波电路C.带通滤波电路D. 带阻滤波电路填空1．比例运算电路的输入电流基本上等于流过反馈电阻的电流，而比例运算电路的输入电流几乎等于零。
（同相，反相）2．反相比例放大电路的输入电阻较，同相比例放大电路的输入电阻较。
（高，低）3．在进行反相比例放大时，集成运放两个输入端的共模信号uIC= ；若同相输入端接u1，则由集成运放组成的比例放大电路的共模信号uIC= 。
试从a.低通滤波电路，b.高通滤波电路，c.带通滤波电路，d.带阻滤波电路四种电路名称中选择一种填写下列各空；1．在理想情况下，在f=0和f→∞时的电压放大倍数相等，且不为零；2．在f=0和f→∞时，电压放大倍数都等于零。
3．的直流电压放大倍数就是它的通带电压放大倍数。
4．在理想情况下，在f→∞时的电压放大倍数就是它的通带电压放大倍数。
在负反馈运算放大电路的三种输入方式（a.反相输入，b.同相输入，c.差动输入）中，选择合适的方式填入下面的空格。
（以下各题均只在单个运放电路且反馈网络为线性电阻的范围内讨论问题）1．为给集成运放引入电压串联负反馈，应采用方式；2．要求引入电压并联负反馈，应采用方式。
3．在多个输入信号情况下，要求各输入信号互不影响，应采用方式。
4．要求向输入信号电压源索取的电流尽量小，应采用方式。
第7章《自测题、习题》参考答案
第7章 集成运算放大电路自测题7.1填空题1．集成工艺无法制作 、 和 。
2．电流源电路的特点是输出电流 ，直流等效电阻 ，交流等效电阻 。
由于电流源的 大，若将其作为放大电路的 ，将会提高电路的电压增益。
3．差动放大电路对 信号有放大作用，对 信号有抑制作用。
4．差动放大电路有 个信号输入端和 个信号输出端，因此有 种不同的连接方式。
单端输入和双端输入方式的差模输入电阻 。
双端输出时，差模电压增益等于 ，共模电压增益近似为 ，共模抑制比趋于 。
5．共模抑制比定义为 ，其值 ，表明差动放大电路的质量越好。
6．集成运放由 、 、 和 组成。
对输入级的主要要求是 ；对中间级的主要要求是 ；对输出级的主要要求是 。
7．理想集成运放的放大倍数od A = ，差模输入电阻id r = ，输出电阻o r = 。
8．集成运放是一种直接耦合的多级放大电路，因此其下限截止频率为 。
9．集成运放的产品种类很多，按其特性大致可分为 型和 型两大类。
一般应用时首先考虑选择 型，其价格 ，易于购买。
如果某些性能不能满足特殊要求，可选用 型。
答案：1．大电阻，大电容，电感。
2．恒定，小，大，交流等效电阻，有源负载。
3．差模，共模。
4．两，两，四，相同，半边电路的电压增益，零，无穷大。
5．CMR ud uc |/|K A A =，越大。
6．输入级，中间级，输出级，偏置电路，输入电阻大、失调和零漂小，电压放大倍数大，带负载能力强。
7．∞，∞，0。
8．0。
9．通用，专用，通用，便宜，专用。
7.2选择题1．集成工艺可使半导体管和电阻器的参数 ，因此性能较高。
A ．很准确；B ．一致性较好；C ．范围很广。
2．电流源常用于放大电路的 ，使得电压放大倍数 。
A ．有源负载；B ．电源；C ．信号源；D ．提高；E ．稳定。
3．选用差动放大电路的原因是 。
A ．稳定放大倍数；B ．提高输入电阻；C ．扩展频带；D ．克服温漂。
4．差动放大电路抑制零点漂移的效果取决于 。
集成运放组成的运算电路习题解答
第7章 集成运放组成的运算电路本章教学基本要求本章介绍了集成运放的比例、加减、积分、微分、对数、指数和乘法等模拟运算电路及其应用电路以及集成运放在实际应用中的几个问题。
表为本章的教学基本要求。
表 第7章教学内容与要求学完本章后应能运用虚短和虚断概念分析各种运算电路，掌握比例、求和、积分电路的工作原理和输出与输入的函数关系，理解微分电路、对数运算电路、模拟乘法器的工作原理和输出与输入的函数关系，并能根据需要合理选择上述有关电路。
本章主要知识点1. 集成运放线性应用和非线性应用的特点由于实际集成运放与理想集成运放比较接近，因此在分析、计算应用电路时，用理想集成运放代替实际集成运放所带来的误差并不严重，在一般工程计算中是允许的。
本章中凡未特别说明，均将集成运放视为理想集成运放。
集成运放的应用划分为两大类：线性应用和非线性应用。
(1) 线性应用及其特点集成运放工作在线性区必须引入深度负反馈或是兼有正反馈而以负反馈为主，此时其输出量与净输入量成线性关系，但是整个应用电路的输出和输入也可能是非线性关系。
集成运放工作在线性区时，它的输出信号o U 和输入信号（同相输入端+U 和反相输入端-U 之差）满足式（7-1）)(od o -+-=U U A U (7-1)在理想情况下，集成运放工作于线性区满足虚短和虚断。
虚短：是指运放两个输入端之间的电压几乎等于零；虚断：是指运放两个输入端的电流几乎等于零。
即虚短：0≈-+-U U 或 +-≈U U 虚断：0≈=+-I I(2) 非线性应用及其特点非线性应用中集成运放工作在非线性区，电路为开环或正反馈状态，集成运放的输出量与净输入量成非线性关系)(od o +--≠U U A U 。
输入端有很微小的变化量时，输出电压为正饱和电压或负饱和电压值（饱和电压接近正、负电源电压），+-=U U 为两种状态的转折点。
即当+->U U 时，OL o U U = 当+-<U U 时，OH o U U =非线性应用中，集成运放在理想情况下，满足虚断，即0≈=+-I I 。
运算放大器
RF uo ui 1 R1 RF (1 uo ) u R1
R3 RF (1 ) ui 2 R1 R2 R3
+ ui1 + ui2 R2 – –
R1
– u+ + + R3
+ uo –
uo uo uo
R3 RF RF (1 ) ui 2 ui 1 R1 R2 R3 R1
电工电子教学部
例：电路如下图所示，已知 R1= 10 k ，RF = 50 k 。 求：1. Auf 、R2 ； 2. 若 R1不变，要求Auf为 – 10，则RF 、 R2 应为 多少？ RF
R1 R2 – + + 解：1. Auf = – RF R1 = –50 10 = –5 uo – +
+ uo –
RF R1 Ri1 Ri2
电工电子教学部
–
+
+
+ uo –
RF Ri 2 Ri 1 uo (1 )( ui 1 ui 2 ) R1 Ri 1 Ri 2 Ri 1 Ri 2
2、减法运算电路 RF + ui1 + ui2 R2 – – R1
– + + R3
常用做测量 分析方法1： 放大电路 由虚断可得： + uo –
电工电子教学部
三、集成电路器件命名及主要性能指标
国标 GB-3430-82 对集成电路的规定
第一部分 字 母 符号国标 符 号 C 意 义 符 号 T H E C F D W J B 第二部分 字 母 器件类型 意 义 TTL HTL ECL CMOS 线性放大 音响电视 稳压器 接口电路 非线性 第三 部分 数字 品种 符 号 C E R M 第四部分 字 母 工作条件 意 义 0 ~ 70C -40 ~ 85C -55 ~ 85C -55 ~125C 符 号 W B F D P J K T 第五部分 字 母 封 装 意 义 陶瓷扁平 塑料扁平 全封闭扁平 陶瓷直插 塑料直插 黑陶瓷直插 金属菱形 金属圆形
模拟电路第七章
du i t uo t CR dt
28
利用加法器和积分器可以用电路解微分方程：
d 2 uo duo uo 例： dt2 3 dt 4 ui
其中：ui U im cost
求uo=? 解：
d uo duo duo uo 2 dt ui 3 dt dt dt 4 dt
1 t 1 uo t ic t dt U C ( 0) C RC
u t dt
t 0 i
27
U C ( 0) t=0时电容器C两端的初始电压
二、 微分器
iR iC
0 Uo Uo iR R R
du c (t ) du i (t ) iC C C dt dt
R2
R4
R1 －
R3
＋
R2 R4
uo1
图7—4 相减器电路
24
R1 －
ui1 ＋ R2
R3 uo1
R3 uo1 (1 )U R1 R3 R4 (1 )( )ui1 R1 R2 R4
R3 uo 2 ui 2 R1
uo2
R4
R1 ui2
－
＋ R2 R4
R3
uo uo1 uo2
又因为 if=i1+i2+i3，则
uo i f R f
uo
Rf R
(ui1 ui 2 ui 3 )
20
例1 试设计一个相加器，完成uo= -(2ui1+3ui2)的运 算，并要求对ui1、ui2的输入电阻均≥100kΩ。 解: 为满足输入电阻均≥100kΩ，选R2=100kΩ，
14
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一、选择题(05 分)1.选择填空。
1．差分放大电路是为了＿＿而设置的（A．提高放大倍数，B．提高输入电阻，C．抑制温漂），它主要通过＿＿来实现。
（D．增加一级放大电路，E．采用两个输入端，F ．利用参数对称的对管）。
2．在长尾式的差分放大电路中，R e的主要作用是＿＿。
（A．提高差模电压放大倍数，B．抑制零漂，C．增大差模输入电阻）3．在长尾式的差分放大电路中，R e对＿＿有负反馈作用。
（A．差模信号，B．共模信号，C．任意信号）4．差分放大电路利用恒流源代替R e是为了＿＿。
（A．提高差模电压放大倍数，B．提高共模电压放大倍数，C．提高共模抑制比）5．具有理想电流源的差分放大电路，采用不同的连接方式，其共模抑制比＿＿。
（A．均为无穷大，B．均为无穷小，C．不相同）(06 分)2.差动放大电路如左下图所示。
设电路元件参数变化所引起静态工作点改变不会使放大管出现截止或饱和。
试选择正确答案填空（答案：A．增大，B．减小，C．基本不变）。
1．若R e减小，则静态工作电流I C2＿＿，差模电压放大倍数＿＿，共模电压放大倍数＿＿；2．若R c减小，则静态工作电流I C2＿＿，差模电压放大倍数＿＿，共模电压放大倍数＿＿。
(06 分)3.差分放大电路如右上图所示。
设电路元件参数变化所引起静态工作点改变不会使放大管出现截止或饱和。
试选择正确答案填空（答案：A．增大，B．减小，C．基本不变）。
1．若R e增大，则静态工作电流I C1＿＿，差模电压放大倍数＿＿，共模电压放大倍数＿＿。
2．若R c减小，则静态工作电流I C1＿＿，差模电压放大倍数＿＿，共模电压放大倍数＿＿。
(06 分)4.差分放大电路如左下图所示。
设电路元件参数变化所引起静态工作点改变不会使放大管出现截止或饱和。
试选择正确答案填空（答案：A．增大，B．减小，C．基本不变）。
1．若R e减小，则静态工作电流I C1＿＿，差模电压放大倍数＿＿，共模电压放大倍数＿＿。
2．若R c增大，则静态工作电流I C1＿＿，差模电压放大倍数＿＿，共模电压放大倍数＿＿。
(08 分)5.实验电路如右上图所示。
设调零电位器R w滑动端位于中点，试就下列问题选择正确答案填空（答案：A．右移，B．左移，C．不移）。
1．若只因为U BE1> U BE2，为了使静态电流I C1= I C2，应将R W滑动端＿＿；2．若只因为β1>β2，为了使两边单端输出放大倍数，应将R W滑动端＿＿。
(08 分)6.实验电路如左下图所示。
设调零电位器R w滑动端位于中点，试就下列问题选择正确答案填空（答案：A．右移，B．左移，C．不移）。
1．若只因为U BE1< U BE2，为了使静态电流I C1＝ I C2，应将R W滑动端＿＿；2．若只因为β1<β2，为了使两边单端输出放大倍数，应将R W滑动端＿＿。
(06 分)7.恒流源式差分放大电路如右下图所示。
当1.8kΩ电位器的滑动端上移时（设整个电路仍工作在放大状态），试就下列问题选择正确答案填空（答案：A．增大，B．减小，C．不变或基本不变）。
1．差模电压放大倍数＿＿；2．差模输入电阻R id＿＿；3．输出电阻R od＿＿。
(06 分)8.恒流源式差分放大电路如左下图所示。
当1.8k 电位器的滑动端下移时（设整个电路仍工作在放大状态），试就下列问题选择正确答案填空（答案：A．增大，B．减小，C．不变或基本不变）。
1．差模电压放大倍数＿＿；2．差模输入电阻R id＿＿；3．输出电阻R od＿＿。
二、是非题(06 分)1.判断下列说法的正确性，正确的在括号中画“√”，否则画“×”，设元件参数改变不会使VT1、VT2处于截止或饱和状态（右上图）。
1．当R e增大时，则静态工作电流I C2减小（），差模电压放大倍数不变（），共模电压放大倍数减小（）；2．当R c增大时，则静态工作电流I C2减小（），差模电压放大倍数增大（），共模电压放大倍数不变（）。
三、填空题(04 分)1.试在下列空格中填写合适数值。
在两边完全对称的差分放大电路中，若两输入端电压u I1＝u I2，则双端输出电压u O＝＿＿＿V；若u I1＝1mV，u I2＝0mV，则差分放大电路的差模输入电压u Id＝＿＿＿mV，其分配在两边的一对差模输入信号为u Id1＝＿＿＿mV，u Id2＝＿＿＿mV，共模输入信号u Ic＝＿＿＿mV。
四、解答题(08 分)1.一个双端输入、双端输出差分放大电路，已知差模电压增益A u d为80dB，当两边的输入电压为u I1＝1mV，u I2＝0.8mV时，测得输出电压u O＝2V，试问该电路的共模抑制比K CMR为多少？(05 分)2.在左下图示的镜像电流源电路中，VT1、VT2特性相同，且β足够大，。
试计算I C2的值。
(05 分)3.镜像电流源电路如右上图所示。
VT1、VT2特性相同，且β足够大，，电源电压V CC＝10V，电阻R1＝2kΩ，R2＝3kΩ。
试分析该电流源能否正常工作？为什么？(08 分)4.在左下图示放大电路中，各晶体管的参数相同，且，I B3可以忽略不计。
电阻R b1＝R b2＝1kΩ，R c2＝10kΩ，R e3＝3kΩ，R c3＝12kΩ，电源电压V CC＝V EE＝12V。
若要求u I＝0V时，u O＝0V，R e应选多大？(08 分)5.在右上图示放大电路中，各晶体管的参数相同，且U BE＝0.7V，I B3可以忽略不计。
电阻R b1＝R b2＝1kΩ，R c2＝10kΩ，R e＝20kΩ，R c3＝12kΩ，电源电压V CC＝V EE＝12V。
若要求u I＝0V时，u O＝0V，R e3应选多大？(08 分)6.在左下图示放大电路中，各晶体管的参数相同，且，I可以忽略不计。
电阻R b1＝R b2＝1kΩ，R c2＝10kΩ，R e＝20kΩ，R e3＝3kΩ，电源电压V CC＝V EE＝12V。
若要求u I＝0V时，u O＝0V，R c3应选多大？(08 分)7.在右上图示放大电路中，各晶体管的参数相同，且，I B3可以忽略不计。
电阻R b1＝R b2＝1kΩ，R e＝20kΩ，R e3＝3kΩ，R c3＝12kΩ，电源电压V CC＝V EE＝12V。
若要求u I＝0V时，u O＝0V，R c2应选多大？(12 分)8.单端输入、单端输出的差分放大电路和输入电压信号的波形如图所示，设晶体管VT1、VT2的参数β1＝β2＝60，r be1＝r be2＝2kΩ。
试画出u C1和u E中交流成分（u c1和u e）的波形，并标出波形的幅值。
(10 分)9.在左下图示的恒流源式差分放大电路中，晶体管VT1、VT2特性对称，且β＝60，r bb’＝300Ω，U BE＝0.7V。
试估算：1．静态工作点I C1、I C2、U CE1、U CE2；2．当输入电压u I1＝1V，u I2＝1.01V时，单端输出信号电压u O＝？(08 分)10.电流源式的差分放大电路如右上图所示。
图中电阻R＝7.5kΩ和电流源I02＝1mA 为电平移动电路，VT1、VT2对称，且β＝50，电阻R c1＝R c2＝3kΩ，电源电压V CC＝V EE＝12V，若要求静态时，u O＝0V，试问电流源I01应选多大？(08 分)11.电流源式的差分放大电路如左下图所示。
图中电阻R＝7.5kΩ和电流源I02＝1mA 为电平移动电路，VT1、VT2对称，且β＝50，电流源I01＝1.02mA，电源电压V CC＝V EE＝12V，若要求静态时，u O＝0V，试问电阻R c1＝R c2应选多大？(08 分)12.电流源式的差分放大电路如右上图所示。
图中电阻R和电流源I02＝1mA为电平移动电路，VT1、VT2对称，且β＝50，电流源I01＝1.02mA，电源电压V CC＝V EE＝12V，电阻R c1＝R c2＝3kΩ，若要求静态时，u O＝0V，试问电阻R应选多大？(12 分)13.长尾式差分放大电路如图所示。
设晶体管参数β1＝49，β2＝50，r be1＝r be2＝r be ＝1kΩ，电阻R c1＝R c2＝R c＝1kΩ，R e＝500Ω。
试估算双端输出差模电压放大倍数A u d，共模电压放大倍数A u c和共模抑制比K CMR。
答案部分：一、选择题(05 分)1.答案1．C，F 2．B 3．B 4．C 5．A(06 分)2.答案1．A，A ，A 2．C，B，B(06 分)3.答案1．B，B，B 2．C，B，B(06 分)4.答案1．A，A ，A 2．C，A，A(08 分)5.答案1．B 2．A(08 分)6.答案1．A 2．B(06 分)7.答案1．A 2．B 3．C(06 分)8.答案1．B 2．A 3．C二、是非题(06 分)1.答案1．√，×，√2．×，√，×三、填空题(04 分)1.答案0 1 0.5 －0.5 0.5四、解答题(08 分)1.答案将已知数值代入上式，得(05 分)2.答案(05 分)3.答案假设能正常工作，则而U CEQ2不可能为负值，VT2已饱和，故该电流源不能正常工作(08 分)4.答案(08 分)5.答案故(08 分)6.答案故(08 分)7.答案故(12 分)8.答案波形图如图所示。
计算的u c1的幅值U cm1u e的幅值近似为10mV。
(10 分)9.答案1．2．(08 分)10.答案代入已知数值，可解得：由，可解得：(08 分)11.答案故故(12 分)13.答案。