模拟电子技术基础-4集成运算放大电路
模拟电子技术基础第四版课后标准答案-童诗白
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山东大学物理与微电子学院目录第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。
习题1.1选择合适答案填入空内。
(l)在本征半导体中加入( A )元素可形成N 型半导体，加入( C )元素可形成P 型半导体。
A.五价B.四价C.三价(2)当温度升高时，二极管的反向饱和电流将(A) 。
A.增大B.不变C.减小(3)工作在放大区的某三极管，如果当I B从12 uA 增大到22 uA 时，I C从l mA变为2mA，那么它的β约为( C ) 。
A.83B.91C.100(4)当场效应管的漏极直流电流I D从2mA变为4mA时,它的低频跨导g m将( A ) 。
实训任务书4集成运算放大器的基本应用
《电子技术基础与技能》实训教学任务书编制部门：编制人：编制日期：课程名称电子技术基础与技能项目名称实训4集成运算放大器的基本应用（模拟运算电路）项目编号实训学时 4 实训对象实训地点实训目的1.研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分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一些问题。
实训过程实训步骤及要求【器材准备】双踪示波器、万用表、交流毫伏表、信号发生器，面包板，电子元件一套具体如下一．反相比例运算电路测试1、在面包板上搭建如下图所示电路。
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iFOURRU1-=该运放组成的电路为反相比例运算电路2、取Ui为频率为100Hz，峰峰值为0.5V的正弦信号，用毫伏表测量Ui、Uo值，并用示波器观察Uo和Ui的相位关系，记入下表。
U i(V) U0(V) Ui波形U0波形Av实测值计算值注意：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R2=R1∥R F，这一点要特别注意，在下面的电路中出现6.2K，9.1K的电阻值，也应做相似的处理。
二、同相比例运算电路1、在面包板上搭建如下图所示电路。
元件名称型号数量电阻10K 100 K 9.1 K 1集成运放CF741 1实训步骤及要求该电路是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为iFOURRU)1(1+=R2=R1∥RF2、电路参数测试（1）按图(a)连接实训电路。
实验步骤同上，将结果记入表。
（2）将图连接成（b）实训电路。
实验步骤同上，将结果记入表。
表11-2 Ui=0.5V, f=100HzUi(V)Uo(V) Ui波形Uo波形Av实测值计算值三、反相加法运算电路1、搭建如下图所示电路图（a）所示电路为反相加法电路，输出电压与输入电压之间的关系为)(2211iFiFOURRURRU+-=R3=R1∥R2∥RF（a）（b）2、输入信号采用直流信号源，图（b ）所示电路为简易直流信号源Ui1、Ui2：用万用表测量输入电压Ui1、Ui2(要求均大于0小于0.5V)及输出电压U0。
【2024版】电子技术基础-第4章
（ a）
（ b）
（ c）
非线性集成电路
3
（ d）
（ e）
（a）为圆壳式
（b）为双列直插式 （c）为扁平式 （d）为单列直插式 （e）为菱形式
（ a）
（ b）
（ c）
（ d）
（ e）
4
4.1 直接耦合放大电路
两级直接耦合放大电路如图4-1所示
图4 –1 两级直接耦合放大器电路
5
4.1.1 直接耦合放大器和组成及其零点漂移现 象
KCMR20lgAuddB Au c
15
4.2 集成运算放大电路概述
1．集成运放电路的组成及各部分的作用
集成运算放大器实质上是一种双端输入、单端输出，具有高 增益，高输入阻抗、低输出阻抗的多极直接耦合放大电路。
当给他施加不同的反馈网络时，就能实现模拟信号的多种数 学运算功能（如比例、求和、求差、积分、微分……），故被称 为集成运算放大电路，简称集成运放。
1．零点漂移现象 当输入电压为0时，由于温度等原因，输出电压uo≠0。 并且随温度的变化而变化。 输入信号为0，而输出信号不为0的现象称为零点漂移简称 零漂 ( zero drift )。
图４-２ 直接耦合放大电路的零点漂移
6
２.产生零点漂移的原因
产生零点漂移的原因很多，如温度的变化（包括环境温 度的变化及三级管工作时由于管耗引起的结温变化），电源 电压的波动以及电路元件以及电路元件参数的变化等，都会 引起放大电路的零点漂移。其中又以温度的变化使三级管参 数随之变化引起的漂移最为严重。当温度上升时，将引起 ICBO及β增大，Ube减小。从而使静态工作点Q上移，集电极电 流IC增加，产生零点漂移现象。
(3)输出信号的响应参数 在书的69页，不再列出。
经典模拟电子技术基础知识总结习题(选择,填空,解答题)
1)开关S合上时，电压表V、电流表A1和电流表A2的读数为
多少？
V：12V A1：12mA A2：6mA
2)开关S打开时，流过稳压管的电流为多少？ IZ：12mA
3)开关S合上，且输入电压由原来30 V上升到33 V时，
此时电压表V、电流表A1和电流表A2的读数为多少？
V：12V
A1：14mA A2：6mA
7.电路如图所示，试估算输出电压 U o 1 和 U o 2，
并标出输出电压对地极性。
-
-45V
+
+9V
8．电容滤波桥式整流电路及输出电压极性如图所示
u2102si n t( V )试求：
（1）画出图中4只二极管和滤波电容（标出极性）；
（2）正常工作时，Uo =？ 12V
（3）若电容脱焊，Uo=？ 9V
＿偏置。
正向
反向
7.当＿三＿极管工作＿在偏＿置截＿，止＿集＿电区极时＿，＿I＿C≈偏0置；。发射极＿
零或反向
反向
8.当＿三正＿极向＿管＿工偏作置在，＿集＿饱电＿和极＿＿区＿正时＿向，＿U偏CE置≈。0。发射极
9.当NPN硅管处在放大状态时，在三个电极电位中， 以＿＿＿＿集极电的电位最高，＿＿＿发＿射极电位最低， ＿＿＿＿极基和＿＿＿＿极发电射位差等于＿＿＿＿。
28V
（5）若其中一个二极管开路，Uo =？ 20V
10. 试分析图示电路的工作原理， 标出电容电压的极性和 数值，并标出电路能输出约多少大的输出电压和极性。
＋
＋
约
＋
＋
2 U 2 、 22 U 2 、 32 U 2 、 42 U 2
第二章 半导体三极管
一、填充题
1.三极管从结构上看可以分成＿＿N＿PN＿＿和＿＿PN＿P＿＿ 两种类型。
《模拟电子技术基础》拓展练习4及答案
22题图
解答
23.试用集成运放实现以下运算关系:
uo=5 (ui1 0.2ui2 3ui3 )dt ，并要求各路输入电阻至少为
100kΩ。请选择电路结构形式并确定电路参数值。 24.基本积分电路及输入波形uI如图(a)、(b)所示，其重复
周期T＝2s，幅度为 2V。当电阻电容分别为下列数值：
(a)
11题图
(b) 解答
12.电路如图所示，图中集成运放均为理想运放， 试分别求出它们的输出电压与输入电压的函数关系； 输入电阻；指出哪些符合“虚地”；指出哪些电路 对集成运放的共模抑制比要求不高。
12题图
解答
12题图
13.电路如图所示，集成运放均为理想集成运放， 试写出电路输出电压UO及UO1、UO2的表达式。
10.试根据下列要求，设计比例放大电路。 （1）设计一个电压放大倍数为－5，输入电阻为100 kΏ的放
大电路。（2）设计一个电压放大倍数为－20，输入电阻为2 kΏ的放大电路。（3）设计一个电压放大倍数为＋100，输入电 阻极大的放大电路。
解答
11.集成运放电路如图所示,它们均可将输入电流
转换为输出电压。试分别估算它们在Ii＝5μA时的输 出电压。
R4 R2
，求 uo的关系式 。
25题图
解答
26.电路如图所示，它为同相积分电路，证明：uo
2 RC
uI dt
1
27.同相积分电路如图所示，证明： uo RC uI dt
26题图
27题图
解答
28.简述以下几种滤波器的功能，并画出它们的理想特 性：低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。
习题
1.理想集成运放的Aod=___,rid=___, ro=___, IB=___,CMRR=_____。
电子电工学——模拟电子技术 第四章 双极结型三极管及发达电路基础
4.1 双极结型三极管BJT
(Bipolar Junction Transistor)
又称半导体三极管、晶 体管，或简称为三极管。
分类： 按材料分：硅管、锗管 按结构分：NPN型、PNP型 按频率分：高频管、低频管 按功率分：小功率、大功率
半导体三极管的型号
国家标准对半导体三极管的命名如下:
3 D G 110 B
c
e V VCE
VCC
V
VBE
也是一组特性曲线
实验电路
1.共射极电路的特性曲线
输入特性 :iB=f(vBE)|vCE=const
(1)VCE=0V时，发射结和集电结均正偏，输入特性相当于两个PN结并联
(2)VCE=1V时，发射结正偏，集电结反偏，收集电子能力增强，发射极发
射到基区的电子大部分被集电极收集，从而使得同样的VBE时iB减小。
ICEO (1 )ICBO 值愈大，则该管的 ICEO 也愈大。
３．极限参数
(1) 集电极最大允许电流 ICM
过流区
当IC过大时，三极管的值要 iC
减小。在IC=ICM时，值下降 ICM
到额定值的三分之二。
PCM = iCvCE
(2) 集电极最大允许耗散功率 PCM
将 iC 与 vCE 乘 积 等 于 规 定 的 PCM 值各点连接起来，可得 一条双曲线。
利用IE的变化去控制IC，而表征三极管电流控制作用的参 数就是电流放大系数 。
共射极组态连接方式
IE UBE
+ Uo
-
49 IC 0.98(mA)
IB
20( A)
共射极接法应用我们得到的结论：
１、从三极管的输入电流控制输出电流这一点看来，这两 种电路的基本区别是共射极电路以基极电流作为输入控制 电流。 ２、共基极电路是以发射极电流作为输入控制电流。
《模拟电子技术基础》(童诗白、华成英第四版)习题解答
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山东大学物理与微电子学院目录第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。
模拟电子技术基础-总复习最终版
其中 RP R1 // R2 // R3 // R4
另外，uN
R R Rf
uo，uN
uP
ui1 R1 ui2i1 R2 ui3i2R3
P+ + u
o
R4 i4
uo
RP 1
Rf R
ui1 R1
ui 2 R2
ui3 R3
i3
4、 电路如图所示，各引入那种组态的负反馈？设集成运放 输出电压的最大幅值为±14V，填表。
11
14
5、求解图示电路的运算关系式。
同相求和电路 电压串联负反馈
6、求解图示电路的运算关系式。
R2
R1 ui R3
_
R4
+A1+ uo1
R5
_ +A2+
uo
7、求解图示电路的运算关系式。
电压并联负反馈。 电压放大倍数为：-R2/R1。
（3）交流负反馈是指 。 A．阻容耦合放大电路中所引入的负反馈 B．只有放大交流信号时才有的负反馈 C．在交流通路中存在的负反馈
解：（1）D （2）B （3）C
4、选择合适答案填入空内。
A．电压 B．电流 C．串联 D．并联
（1）为了稳定放大电路的输出电压，应引入 负反馈；
（2）为了稳定放大电路的输出电流，应引入 负反馈；
解：将电容开路、变压器线圈短路即为直流通路，图略。 各电路的交流通路如解图P2.2所示。
5.在图示电路中，已知晶体管β，rbe，RB，RC=RL，VCC。
（1）估算电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。
（2）当考虑信号源内阻为RS时，Aus的数值。
6. 电路如图所示，晶体管的＝100，=100Ω。
(完整版)模拟电子技术基础--胡宴如-自测题答案
模拟电子技术胡宴如（第3版）自测题第1章半导体二极管及其基本应用1．1 填空题1．半导体中有空穴和自由电子两种载流子参与导电。
2．本征半导体中，若掺入微量的五价元素，则形成N 型半导体，其多数载流子是电子；若掺入微量的三价元素，则形成P型半导体，其多数载流子是空穴。
3．PN结在正偏时导通反偏时截止，这种特性称为单向导电性。
4．当温度升高时，二极管的反向饱和电流将增大，正向压降将减小。
5．整流电路是利用二极管的单向导电性，将交流电变为单向脉动的直流电。
稳压二极管是利用二极管的反向击穿特性实现稳压的。
6．发光二极管是一种通以正向电流就会发光的二极管。
7．光电二极管能将光信号转变为电信号，它工作时需加反向偏置电压。
8．测得某二极管的正向电流为1 mA，正向压降为0.65 V，该二极管的直流电阻等于650 Ω，交流电阻等于26 Ω。
1．2 单选题1．杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于( C )。
A．温度B．掺杂工艺C．掺杂浓度D．晶格缺陷2．PN结形成后，空间电荷区由(D )构成。
A．价电子B．自由电子C．空穴D．杂质离子3．硅二极管的反向电流很小，其大小随反向电压的增大而(B )。
A．减小B．基本不变C．增大4．流过二极管的正向电流增大，其直流电阻将( C )。
A．增大B．基本不变C．减小5．变容二极管在电路中主要用作(D )。
、A．整流B．稳压C．发光D．可变电容器1．3 是非题1．在N型半导体中如果掺人足够量的三价元素，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。
(×)3．二极管在工作电流大于最大整流电流I F时会损坏。
(×)4．只要稳压二极管两端加反向电压就能起稳压作用。
(×)1．4 分析计算题1．电路如图T1．1所示，设二极管的导通电压U D(on)=0.7V，试写出各电路的输出电压Uo值。
解：(a)二极管正向导通，所以输出电压U0＝(6—0.7)V＝5.3 V。
模拟电子技术基础模拟题1-4
模 拟 题 一一、填空(20)分1、在杂质半导体中,多数载流子的浓度主要取决于 ,少数载流子的浓度则 与 有很大关系。
２、场效应管是 控制器件，而双极型三极管是 控制器件。
绝缘栅型场效应管输入电阻很大，是因为 原因。
3、放大电路中，己知三极管三个电极的对地电位为V A = -9V ，V B ＝-6．２V, V C ＝－6Ｖ, 则该三极管是 三极管,A 为 极，Ｂ为 极,Ｃ为 极。
4、正弦波振荡电路产生振荡的幅值条件是 ，相位条件是 ，电路起振的条件是 。
５、为了提高功率放大电路的输出功率和效率,三极管应工作在 类状态，其最高效率可达到 ;而要消除交越失真，则应工作在 类状态。
６、己知放大电路的输入信号电压为１mV.输出电压为1V ，引入负反馈后,为得到同样的输出电压,需加输入信号电压10mV ，则引入的反馈系数为 ;电路的反馈深度为 。
７、在单相桥式整流电路中,若变压器副边电压的有效值为1０V,整流二极管视为理想元件，则输出电压为 V;二极管承受的反向电压峰值为 V 。
8、采用差分放大电路的目的是为了 。
二、单项选择题（2０分）１、当温度升高时，半导体三极管的β( ），穿透电流I CEO ( ),V be ( )a ： 变大 ｂ： 变小 c: 不变２、在ＯTL 功率放大电路中，电源电压V ＣＣ=１6Ｖ，R Ｌ＝８Ω，在理想情况下最大输出功率为( ）。
ａ: 3２W b: 8Ｗ c: 4W ｄ:１6W3、电路如图所示，该电路为( ）a:微分运算电路b:积分运算电路c ：对数运算电路４、电路如图所示，该电路的放大倍数==i V V V o A ( )设运放是理想的。
a ： 2０ ｂ：-20ｃ:２1 d ：-215、三极管工作在饱和区时，发射结 ( ) ，集电结( ）。
a. 正向偏置 ｂ. 反向偏置 c.无偏置电压6、电路如图所示，Ｒf 引入的反馈为( )a: 电流串联负反馈ｂ： 电压串联负反馈c: 电流并联负反馈d ： 电压并联负反馈7、在场效应管放大电路中，不能采用自给偏压电路的场效应管为( )a: 绝缘栅耗尽型场效应管 ｂ: 绝缘栅增强型场效应管c:结型场效应管8、桥式整流电容滤波电路的变压器副边电压有效值为2０V ，当253T )(C R L -≥时，输出电压为（ )。
《模拟电子技术》课件第6章 集成运算放大电路
IE2
IE1Re1 Re2
VT Re2
ln
IE1 IE2
§6.2 电流源电路
IR R
IC1
T1
IE1 Re1
IB1 IB2
VCC
I C 2=IO
T2
IE2 Re2
当值足够大时
IR IC1 IE 1 IO IC2 IE 2
IO
IR
Re1 Re2
VT Re2
ln
IR IO
IO
IR
Re1 Re2
四、微电流源
R c + vo R c
VCC
Rs
+
vi1
T1 RL T2
Rs
+
vi2
Re
VEE
2、差模信号和共模信号的概念
vid = vi1 vi2 差模信号
vic
=
1 2
(vi1
vi2 )
共模信号
Avd
=
vod vid
差模电压增益
其中vod ——差模信号产生的输出
Avc
=
voc vic
共模电压增益
总输出电压
IE3
IC2
IC1
1
IC2
2
IC 1
2 IC1 β
IO
1
IR 2
2
2
IR
IC1
T1
R IB3
T3
IE3
IB1 IB2
V CC IO= IC2 = IC1
T2
IR R
IC1
IB3
T1 I B1
VCC
IO
T3
IE3 IC2
T2 IB2
三、比例电流源
《模拟电子技术基础》第6章 集成运算放大器
RF R RF [ R1 (R2 // R ')uI1 R2 (R1 // R ')uI2 ] RF R R1 R1 (R2 // R ') R2 R2 (R1 // R ')
RF Rn
( RP R1
uI1
RP R2
uI2 )
当 R1 R2 R Rp Rn
uO
RF R
(uI1
uI2 )
t /ms
-2
0
-2
12 34 5
t /ms
uO /V
uO /V
12345 0 -1
t /ms
12345
0
t /ms
-2
-1
-2
输入方波不完全对称，导致输出偏移，以致饱和。 旁路电阻只对直流信号起作用，对交流信号影响要尽量小。
积分电路应采用失调电压、偏置电流和失调电流较小的运放，并在同相输 入端接入可调平衡电阻；选用泄漏电流小的电容，可以减少积分电容的漏电流 产生的积分误差。
iR
iD
uI R
uO uD
由二极管的伏安特性方程：
uo
iD
ISexp
uD UT
对数运算电路
uO
UTln
iD IS
U T ln
uI RI S
只有uI>0时，此对数函数关系才成立。
6.6 对数和指数运算电路
6.6.2 指数运算电路
将对数运算电路中的二极管VD和电阻R互换，可得指数运算电路。
uP
A
uN
uO
UoM 非线性区
uo
+Uom
uO
O
uId =uP -uN
非线性区 uId
非线性区 0
模拟电子技术基础第4章
图4.2.2 同相输入放大电路
放大电路的输入电阻Ri→∞ 放大电路的输出电阻Ro=0 图4.2.3 电压跟随器
4.2.3 差动输入(Differential input)放大电路
图 4.2.5 所示为差动输入放大电路，它的两个输入端都有 信号输入。 ui1通过R1接至运放的反相输入端，ui2通过R2、R3分压后接 至同相输入端，而uo通过Rf、R1反馈到反相输入端。
三、开方运算
平方根运算电路如图4.3.5 所示，与图4.3.2所示的除法电路比 较可知，它是上述除法电路的一个特例，如将除法电路中乘法 器的两个输入端都接到运放的输出端，就组成了平方根运算电 路。
图4.3.5 平方根运算电路
4.4
有源滤波器
滤波器的功能及其分类
4.4.1
滤波器是从输入信号中选出有用频率信号并使其顺利通过， 而将无用的或干扰的频率信号加以抑制的电路。 只用无源器件R、L、C 组成的滤波器称为无源滤波器,采用 有源器件和R、C元件组成的滤波器称为有源滤波器。 同无源滤波器相比，有源滤波器具有一定的信号放大和带 负载能力可很方便的改变其特性参数等优点； 此外，因其不使用电感和大电容元件，故体积小，重量轻。 但是由于集成运放的带宽有限，因此有源滤波器的工作频率较 低，一般在几千赫兹以下，而在频率较高的场所，采用LC无源 滤波器或固态滤波器效果较好。
通常用分贝数dB表示，则为
一般情况希望Aod越大越好， Aod越大，构成的电路性能 越稳定，运算精度越高。 Aod一般可达100dB,最高可达140dB 以上。 2、输入失调电压UIO及其温漂 dUIO/dT 如果集成运放差动输入级非常对称，当输入电压为零时，
输出电压也应为零（不加调零装置）。但实际上它的差动输入
模拟电子技术(西电第三版)第4章 差动放大电路与集成运算放大器
4
实图4.1 LM741的管脚排列及序号 (a) 外引脚排列顺序；(b) 符号
5
2. 负反馈的引入 由第3章可知，放大器引入负反馈后，可以改善很多性 能。集成运放若不接负反馈或接正反馈，只要有一定的输入 信号(即使是微小的输入信号)，输出端就会达到最大输出值 (即饱和值)，运放的这种工作状态称为非线性工作状态。非 线性工作状态常用在电压比较器和波形发生器等电路中，这 里暂不考虑。集成运放引入负反馈后，就可工作于线性状态。 线性状态时，输出电压Uo与输入电压Ui之间的运算关系仅取 决于外接反馈网络与输入端的外接阻抗，而与运算放大器本 身参数无关。这一点大家在实训中要充分体会。
6
3. 反相比例运算电路 依外接元件连接的不同，集成运放可以构成比例放大、 加减法、微分、积分等多种数学运算电路。本实训只进行其 中一种运算——反相比例运算的练习。 反相比例运算电路如实图4.2所示。输入信号Ui从反相 输入端输入，同相输入端经电阻接地。这个电路的输出与输 入之间有如下关系：
7
即输出电压与输入电压成比例，比例系数仅与外接电阻Rf、 R1有关，与运放本身的参数无关。同相端所接R2、R3称为平 衡电阻，其作用是避免由于电路的不平衡而产生误差。
43
图 4.1.9 加调零电位器的差动放大器 (a) 射极调零；(b) 集电极调零
44
例4.1.2 图4.1.10(a)为带恒流源及调零电位器的差动 放大器，二极管VD的作用是温度补偿，它使恒流源IC3基本 不受温度变化的影响。设UCC=UEE=12 V，Rc=100 kΩ， RP=200 Ω，R1=6.8 kΩ，R2=2.2 kΩ，R3=33 kΩ，Rb= 10 kΩ，UBE3=UVD=0.7 V，各管的β值均为72，求静态时的 UC1，差模电压放大倍数及输入、输出电阻。
电路与模拟电子技术基础(第2版) 习题解答 第4章习题解答
第4章 模拟集成运算放大电路习 题 44.1 当负载开路（L R =∞）时测得放大电路的输出电压o u'=2V ；当输出端接入L R =5.1K Ω的负载时，输出电压下降为o u =1. 2V ，求放大电路的输出电阻o R 。
'o oL L o U R R R U •+=∴Ω=-=K R R L U U ooo 4.3)1('4.2 当在放大电路的输入端接入信号源电压s u =15mV ，信号源电阻s R =1K Ω时，测得电路的输入端的电压为i u =10mV ，求放大电路的输入电阻i R 。
s si ii U R R R U •+=∴Ω=-=K R U U U R s is ii 2)(4.3 当在电压放大电路的输入端接入电压源s u =15mV ，信号源内阻s R =1K Ω时，测得电路的输入端的电压为i u =10mV ；放大电路输出端接L R =3K Ω的负载，测得输出电压为o u =1.5V ，试计算该放大电路的电压增益u A 和电流增益i A ,并分别用dB(分贝)表示。
150==iou U U A dB A dB A u u 5.43lg 20)(==100)(=-==si s Lo i o i R U U R U I I A dB A dB A i i 40lg 20)(==4.4 某放大电路的幅频响应特性曲线如图4.1所示，试求电路的中频增益um A 、下限截止频率L f 、上限截止频率H f 和通频带BW f 。
f/Hz图4.1 习题4.4电路图dB dB A um 40)(= ∴100=um AHz f H 510= Hz f L 20=∴Hz f f f f H L H BW 510=≈-=4.5 设两输入信号为1i u =40mV ，2i u =20mV ，则差模电压id u 和共模电压ic u 为多少。
若电压的差模放大倍数为ud A =100，共模放大倍数为uc A =―0.5，则总输出电压o u 为多少，共模抑制比CMR K 是多少。
模拟电子技术基础(第四版)课件 童诗白
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第一章 常用半导体器件
1.2 半导体二极管
在PN结上加上引线和封装，就成为一个二极管。 二极管按结构分有点接触型、面接触型和平面型
图1.2.1二极管的几种外形
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第一章 常用半导体器件
+4
+45
+4
施主原子
+4
+4
+4
图 1.1.3 N 型半导体
5 价杂质原子称为施主原子。
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第一章 常用半导体器件
自由电子浓度远大于空穴的浓度，即 n >> p 。 电子称为多数载流子(简称多子)， 空穴称为少数载流子(简称少子)。
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说明：
第一章 常用半导体器件
1. 掺入杂质的浓度决定多数载流子浓度；温度决 定少数载流子的浓度。
2. 杂质半导体载流子的数目要远远高于本征半导 体，因而其导电能力大大改善。
3. 杂质半导体总体上保持电中性。
4. 杂质半导体的表示方法如下图所示。
(a)N 型半导体
第一章 常用半导体器件
二、 P 型半导体
在硅或锗的晶体中掺入少量的 3 价杂质元素，如 硼、镓、铟等，即构成 P 型半导体。
+4
+4
+4
3 价杂质原子称为
空穴
受主原子。
+4
+34
+4 受主
空穴浓度多于电子
原子
模拟电子技术 第4章模拟集成电路.ppt
Rs1
＋
Ui1 －
＋UCC
Rc1
Rc2
c1 ＋ Uo － c2
Rs2
V1
V2
＋
制共模信号的变化。
－UEE
(a) 电路
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2. 静态分析
当忽略 T3 的基极电流时， Rb1 上的电压为
U R2
R
R2 1R
2
VEE
ICQ3 IEQ3
于是得到
U R2
UBEQ3 R3
RC b
Ib3
uo
rbe
u R1
R2
i1 T1
RC
Io
Ib3
rce ＋
u R3T2 i2
－
I
VEE
(b) 恒流源等效电路
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4.1.3 带有调零电路的差动放大器
图（a）是发射极调零电路，它是在射极回路中接入可变电阻RW来 实现调零的。 图（b）是集电极调零电路。它是在集电极回路中接入可变电阻RW 来实现调零的。
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4.1.4 差动放大器的四种接法
图13 差动放大器的四种接法
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4.2 集成运算放大器
RL )
2iB1 ( Rb rbe )
Rb rbe
-
i B2
R L 2-
Rid=2(Rb +rbe)
Rb2
i 2 B2
图3.3.5差分放大电路加差模信号（b)
Rod=2RC
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2.对共模信号的抑制作用
共模信号的输入使两管集 电极电压有相同的变化。
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1 概念
• 对于一个集总参数的线性时不变的电路， 输入正弦波，稳态输出的是同一频率的正 弦波
• 但是振幅和相位有变化。增益和相移。
• 把增益对角频率的变化(幅频特性)画在双对 数坐标上，把相移对角频率的变化(相频特 性)画在单对数坐标上，就是 Bode Plot。
• 增益的单位是分贝(dB)。
2 重要性：频率分析方法的基础
U BE
I U T
I I e ， I e E
S
E0 E1
(U BE0U BE1) UT
U BE0
U BE1
UTln
IE0 I E1
I E1Re
Re
IE1 I C1
I E0
I
C0
I
R
VCC
U BE0 R
超越 方程
设计过程很简单，首先确定IE0和IE1，然后选定R和Re。
三、多路电流源
根据所需静态电流，来 选取发射极电阻的数值。
• 最大差模输入电压 UIdmax
±30V
• -3dB带宽 fH
10Hz
∞
• 转换速率 SR(=duO/dt│max)
0.5V/μS ∞
Bode 图简介
Hendrick W. Bode
(1905-1982) Network Analysis and
Feedback Amplifier Design http://www.ieeeghn.or g/wiki/index.php/Hend rik_W._Bode
第四章 集成运算放大电路
§4.1 概述 §4.2 集成运放中的电流源 §4.3 集成运放的电路分析及其性能指标
§4.1 概述
一、集成运放的特点 二、集成运放电路的组成 三、集成运放的电压传输特性
一、集成运放的特点
集成运算放大电路，简称集成运放，是一个高性能的直接 耦合多级放大电路。因首先用于信号的运算，故而得名。
集成运放电路四个组成部分的作用
偏置电路：为各 级放大电路设置 合适的静态工作 点。采用电流源 电路。
输入级：前置级，多采用差分放大电路。要求Ri大，Ad 大， Ac小，输入端耐压高。 中间级：主放大级，多采用共射放大电路。要求有足够 的放大能力。 输出级：功率级，多采用准互补输出级。要求Ro小，最 大不失真输出电压尽可能大。
（1）直接耦合方式，充分利用管子性能良好的一致性采用 差分放大电路和电流源电路。 （2）用复杂电路实现高性能的放大电路，因为电路的复杂 化并不带来工艺的复杂性。 （3）用有源元件替代无源元件，如用晶体管取代难于制作 的大电阻。 （4）采用复合管。
二、集成运放电路的组成
两个 输入端
一个 输出端
若将集成运放看成为一个“黑盒子”，则可等效为一个 双端输入、单端输出的差分放大电路。
四、有源负载:代替电阻
1. 用于共射放大电路
Au
U o U i
Rc
Rb rbe
四、有源负载
1. 用于共射放大电路
①哪只管子为放大管？ ②其集电结静态电流约为多少？
③ u1需要含有直流分量
④ RL 较小时
Au
1 RL
Rb rbe1
2. 用于差分放大电路
使单端输出电路 的差模放大倍数近 似等于双端输出时 的差模放大倍数。
90dB
∞
• 输入失调电压 UIO
1mV
0
• UIO的温漂d UIO/dT(℃)
几μV/Байду номын сангаас℃
0
• 输入失调电流 IIO (│ IB1- IB2 │) 超20过nA此值不能正0常放大
• UIO的温漂d UIO/dT(℃)
几nA差/ ℃模信号 0
• 最大共模输入电压 UIcmax
超过±此13值V输入级放大管击穿
集成电路的设计、生产流程
• 逻辑功能设计(硬件描述语言) • 版图优化 • 生产(可以理解为反复的曝光) • 切割、封装 • 测试
§4.2 集成运放中的电流源
一、镜像电流源 二、微电流源 三、多路电流源 四、有源负载
一、镜像电流源
在电流源电路中充分利用集成运放中晶体管性能的一致性。
T0 和 T1 特性完全相同。
几代产品中输入级的变化最大！
三、集成运放的电压传输特性
uO=f(uP-uN)
在线性区：
uO＝Aod(uP－uN) Aod是开环差模放大倍数。
非线 性区
由于Aod高达几十万倍，所以集成运放工作在线性区时的 最大输入电压(uP－uN)的数值仅为几十～一百多微伏。
(uP－uN)的数值大于一定值时，集成运放的输出不是 ＋UOM , 就是－UOM，即集成运放工作在非线性区。
§4.3 集成运放的电路分析及其 性能指标
一、读图方法 二、读图举例 三、集成运放的性能指标
三、集成运放的主要性能指标
指标参数 20lg│Aod│ F007典型值 理想值
• 开环差模增益 Aod
106dB
∞
• 差模输入电阻 rid
使uO为0在输入2M端Ω所加的补偿∞ 电压
• 共模抑制比 KCMR
基准电流
IR (VCC U BE ) R
U BE1 U BE0，IB1 IB0
IC1 IC0 IC
IR
IC0
IB0
IB1
IC
2IC
电路中有负反
IC 2 IR
馈吗？
若 2，则IC IR
二、微电流源
要求提供很小的静态电流，又不能用大电阻。
IE1 (U BE0 U BE1) Re
基于 Bode 图，发展出一整套系统分析与设 计的频率域方法，是自动化系学生的基本 功，在自动化、电子工程等领域发挥着基 础性的作用
3 如何得到Bode图 • 实验方法 • 计算机仿真 • 近似画法 4 Bode 图和传递函数