第10章 集成运算放大器思考题
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《第 10 章 集成运算放大器》思考题
分析与思考解答
10.3.(1) 为了分别实现：(a) 稳定输出电压； (b) 稳定 输出电流； (c) 提高输入电阻； (d) 降低输出电阻，应当 引入哪种类型的负反馈？ 【答】 (a) 引入电压负反馈能稳定输出电压； (b) 引入电流负反馈能稳定输出电流； (c) 引入串联负反馈能提高输入电阻； (d) 引入电压负反馈能降低输出电阻。
【答】 UR = 0 时的迟滞电压比较器的电压传输特性如 图10.2 所示，此时上下限触发电压的绝对值相等，即
R2 UH =－UL = U R2 +Rf OM
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《第 10 章 集成运算放大器》思考题
10.7.(1) 如果将教材图10.7.2 所示电路中的放大电路 改用下述放大电路能否满足自励振荡的条件： (a) 一级共射放大电路；(b) 一级共集放大电路； (c) 一级共基放大电路。 【答】 (a) 一级共射放大电路的输出电压与输入电压 相位相反，不满足自励振荡的相位条件；(b) 一级共集放 大电路的电压放大倍数 Au ≈1，不满足自励振荡的幅度 条件；(c) 一级共基放大电路满足自励振荡的条件。
10.4.(1) 分析工作于线性区的理想集成运放电路的基 本依据有哪些？ 【答】分析工作于线性区的理想集成运放电路的基本 依据有三条： (a) ud = 0，两输入端之间是虚短路； (b) id = 0，两输入端之间是虚断路； (c) 输出电压不受负载大小的影响。
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1000 = = 20 1+1000×0.049
Uo 3 Ui = = V = 0.15 V 20 |Af | Uf = |F | Uo = ( 0.049 × 3 ) V = 0.147V 3 Ud = = V = 0.003 V 100 |Ao | Uo
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10.5.(1) 什么是虚地？在上述六种基本运算电路中， 哪些电路存在虚地？ 10.5.(2) 在上述六种基本运算电路中，它们的信号输 入方式各属于哪一种？ 10.5.(3) 由理想集成运放组成的上述六种基本运算电 路中，它们的输出电压与输入电压的关系是否会随着负载 的不同而改变？ 10.5.(4) 上述六种基本运算电路的输出电压与输入电 压的关系式，是否输入电压无论多大都成立？ 10.6.(1) 电压比较器和基本运算电路中的集成运放分 别工作在电压传输特性的哪个区？ 10.6.(2) 试分析零比较器的电压传输特性及输出和输 入电压的关系？
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《第 10 章 集成运算放大器》思考题
10.5.(4) 上述六种基本运算电路的输出电压与输入电 压的关系式，是否输入电压无论多大都成立？ 【答】上述六种基本运算电路的输出电压与输入电压 的关系式（运算关系）是在理想集成运算放大器加入深度 负反馈时工作在线性区域内推导出来的。随着输入电压的 的增大，理想集成运放运算放大器将进入非线性的饱和区 即输出电压等于饱和值，因而破坏了运算电路的运算关 系。因此，六种基本运算电路的输入电压是有限定范围 的（不允许超过谋值）。
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10.5.(3) 由理想集成运放组成的上述六种基本运算电 路中，它们的输出电压与输入电压的关系是否会随着负载 的不同而改变？
【答】因为理想集成运放的输出电阻为零，输出电压 恒定，因此，由理想集成运放组成的六种基本运算电路 的输出电压与输入电压的关系是不会随着负载的不同而改 变的。若运放不是理想的，则其输出电阻ro ≠0 ，使输出 电压与输入电压的关系随负载的不同而改变。设UOC 为非 理想集成运放运算电路的开路电压，当负载为 RL时的输 RL 出电压应为： UOL = 因此，当RL 改变时， U ro + RL OC UOL与Ui 的关系就随之改变。
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10.5.(2) 在上述六种基本运算电路中，它们的信号输 入方式各属于哪一种？ 【答】参看表10.1 。
表10.1
运算电路
输入方式
反相比 例运算
同相比 例运算
加法 运算
减法 运算
微分 运算
积分 运算
反相输入 同相输入 反相输入 差分输入 反相输入 反相输入
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10.5.(1) 什么是虚地？在上述六种基本运算电路中， 哪些电路存在虚地？
【答】虚地是指反相输入端虽然未直接接地，但其电 位却为零。在反相比例运算电路、加法运算电路、微分电 路和积分电路中的反相输入端都是虚地端。
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分析与思考
10.3.(1) 为了分别实现：(a) 稳定输出电压； (b) 稳 定输出电流； (c) 提高输入电阻； (d) 降低输出电阻，应 当引入哪种类型的负反馈？ 10.3.(2) 加有负反馈的某集成运放电路，已知| Ao | =1000，| F | =0.049，如果输出电压 Uo = 3V，试求它的输 入电压Ui 、反馈电压Uf 和净输入电压Ud 。 10.4.(1) 分析工作于线性区的理想集成运放电路的基 本依据有哪些？ 10.4.(2) 理想集成运算放大器在非线性区工作时，是 否可以认为 ud = 0 ，id = 0 ？
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《第 10 章 集成运算放大器》思考题
10.6.(3) 试分析在UR = 0 时，迟滞电压比较器的UH 和UL ；画出其电压传输特性。 10.7.(1) 如果将教材图10.7.2 所示电路中的放大电路 改用下述放大电路能否满足自励振荡的条件： (a) 一级共射放大电路；(b) 一级共集放大电路； (c) 一级共基放大电路。
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《第 10 章 集成运算放大器》思考题
10.3.(2) 加有负反馈的某集成运放电路，已知| Ao | =1000，| F | =0.049，如果输出电压 Uo = 3V，试求它的输 入电压Ui 、反馈电压Uf 和净输入电压Ud 。 【答】
|Ao | |Af | = 1+|F | |Ao |
－UOM 在图10.1(a) 中： uo= +UOM 在图10.1(b) 中： uo= +UOM －UOM
( ui＜0 ) ( ui＞0 ) ( ui＜0 ) ( ui＞0 )
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《第 10 章 集成运算放大器》思考题
10.6.(3) 试分析在UR = 0 时，迟滞电压比较器的UH 和UL ；画出其电压传输特性。
10.4.(2) 理想集成运算放大器在非线性区工作时，是 否可以认为 ud = 0 ，id = 0 ？ 【答】不可以认为 ud = 0 ，id = 0。因为这时的理想集 成运算放大器工作在非线性区（正、负饱和区），由电压 传输特性可知 ud ≠0，对于id 来说，因 ri→∞ ，故可以认 为id = 0。
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10.6.(2) 试分析零比较器的电压传输特性及输出和输 入电压的关系？ 【答】零比较器中的电压传输特性如图10.1 所示。
uo +UOM ui 0 0 uo +UOM ui
－UOM (a) u+ = ui , u－= UR= 0
图10.1
－UOM (b) u+ = UR= 0 , u－= ui
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10.6.(1) 电压比较器和基本运算电路中的集成运放分 别工作在电压传输特性的哪个区？
【答】电压比较器中的集成运放是工作在电压传输特 性的非线性区（饱和区），而基本运算电路中的集成运放 是工作在电压传输特性的线性区。
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分析与思考解答
10.3.(1) 为了分别实现：(a) 稳定输出电压； (b) 稳定 输出电流； (c) 提高输入电阻； (d) 降低输出电阻，应当 引入哪种类型的负反馈？ 【答】 (a) 引入电压负反馈能稳定输出电压； (b) 引入电流负反馈能稳定输出电流； (c) 引入串联负反馈能提高输入电阻； (d) 引入电压负反馈能降低输出电阻。
【答】 UR = 0 时的迟滞电压比较器的电压传输特性如 图10.2 所示，此时上下限触发电压的绝对值相等，即
R2 UH =－UL = U R2 +Rf OM
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10.7.(1) 如果将教材图10.7.2 所示电路中的放大电路 改用下述放大电路能否满足自励振荡的条件： (a) 一级共射放大电路；(b) 一级共集放大电路； (c) 一级共基放大电路。 【答】 (a) 一级共射放大电路的输出电压与输入电压 相位相反，不满足自励振荡的相位条件；(b) 一级共集放 大电路的电压放大倍数 Au ≈1，不满足自励振荡的幅度 条件；(c) 一级共基放大电路满足自励振荡的条件。
10.4.(1) 分析工作于线性区的理想集成运放电路的基 本依据有哪些？ 【答】分析工作于线性区的理想集成运放电路的基本 依据有三条： (a) ud = 0，两输入端之间是虚短路； (b) id = 0，两输入端之间是虚断路； (c) 输出电压不受负载大小的影响。
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1000 = = 20 1+1000×0.049
Uo 3 Ui = = V = 0.15 V 20 |Af | Uf = |F | Uo = ( 0.049 × 3 ) V = 0.147V 3 Ud = = V = 0.003 V 100 |Ao | Uo
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10.5.(1) 什么是虚地？在上述六种基本运算电路中， 哪些电路存在虚地？ 10.5.(2) 在上述六种基本运算电路中，它们的信号输 入方式各属于哪一种？ 10.5.(3) 由理想集成运放组成的上述六种基本运算电 路中，它们的输出电压与输入电压的关系是否会随着负载 的不同而改变？ 10.5.(4) 上述六种基本运算电路的输出电压与输入电 压的关系式，是否输入电压无论多大都成立？ 10.6.(1) 电压比较器和基本运算电路中的集成运放分 别工作在电压传输特性的哪个区？ 10.6.(2) 试分析零比较器的电压传输特性及输出和输 入电压的关系？
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10.5.(4) 上述六种基本运算电路的输出电压与输入电 压的关系式，是否输入电压无论多大都成立？ 【答】上述六种基本运算电路的输出电压与输入电压 的关系式（运算关系）是在理想集成运算放大器加入深度 负反馈时工作在线性区域内推导出来的。随着输入电压的 的增大，理想集成运放运算放大器将进入非线性的饱和区 即输出电压等于饱和值，因而破坏了运算电路的运算关 系。因此，六种基本运算电路的输入电压是有限定范围 的（不允许超过谋值）。
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10.5.(3) 由理想集成运放组成的上述六种基本运算电 路中，它们的输出电压与输入电压的关系是否会随着负载 的不同而改变？
【答】因为理想集成运放的输出电阻为零，输出电压 恒定，因此，由理想集成运放组成的六种基本运算电路 的输出电压与输入电压的关系是不会随着负载的不同而改 变的。若运放不是理想的，则其输出电阻ro ≠0 ，使输出 电压与输入电压的关系随负载的不同而改变。设UOC 为非 理想集成运放运算电路的开路电压，当负载为 RL时的输 RL 出电压应为： UOL = 因此，当RL 改变时， U ro + RL OC UOL与Ui 的关系就随之改变。
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运算电路
输入方式
反相比 例运算
同相比 例运算
加法 运算
减法 运算
微分 运算
积分 运算
反相输入 同相输入 反相输入 差分输入 反相输入 反相输入
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10.5.(1) 什么是虚地？在上述六种基本运算电路中， 哪些电路存在虚地？
【答】虚地是指反相输入端虽然未直接接地，但其电 位却为零。在反相比例运算电路、加法运算电路、微分电 路和积分电路中的反相输入端都是虚地端。
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分析与思考
10.3.(1) 为了分别实现：(a) 稳定输出电压； (b) 稳 定输出电流； (c) 提高输入电阻； (d) 降低输出电阻，应 当引入哪种类型的负反馈？ 10.3.(2) 加有负反馈的某集成运放电路，已知| Ao | =1000，| F | =0.049，如果输出电压 Uo = 3V，试求它的输 入电压Ui 、反馈电压Uf 和净输入电压Ud 。 10.4.(1) 分析工作于线性区的理想集成运放电路的基 本依据有哪些？ 10.4.(2) 理想集成运算放大器在非线性区工作时，是 否可以认为 ud = 0 ，id = 0 ？
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10.6.(3) 试分析在UR = 0 时，迟滞电压比较器的UH 和UL ；画出其电压传输特性。 10.7.(1) 如果将教材图10.7.2 所示电路中的放大电路 改用下述放大电路能否满足自励振荡的条件： (a) 一级共射放大电路；(b) 一级共集放大电路； (c) 一级共基放大电路。
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10.3.(2) 加有负反馈的某集成运放电路，已知| Ao | =1000，| F | =0.049，如果输出电压 Uo = 3V，试求它的输 入电压Ui 、反馈电压Uf 和净输入电压Ud 。 【答】
|Ao | |Af | = 1+|F | |Ao |
－UOM 在图10.1(a) 中： uo= +UOM 在图10.1(b) 中： uo= +UOM －UOM
( ui＜0 ) ( ui＞0 ) ( ui＜0 ) ( ui＞0 )
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10.6.(3) 试分析在UR = 0 时，迟滞电压比较器的UH 和UL ；画出其电压传输特性。
10.4.(2) 理想集成运算放大器在非线性区工作时，是 否可以认为 ud = 0 ，id = 0 ？ 【答】不可以认为 ud = 0 ，id = 0。因为这时的理想集 成运算放大器工作在非线性区（正、负饱和区），由电压 传输特性可知 ud ≠0，对于id 来说，因 ri→∞ ，故可以认 为id = 0。
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10.6.(2) 试分析零比较器的电压传输特性及输出和输 入电压的关系？ 【答】零比较器中的电压传输特性如图10.1 所示。
uo +UOM ui 0 0 uo +UOM ui
－UOM (a) u+ = ui , u－= UR= 0
图10.1
－UOM (b) u+ = UR= 0 , u－= ui
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10.6.(1) 电压比较器和基本运算电路中的集成运放分 别工作在电压传输特性的哪个区？
【答】电压比较器中的集成运放是工作在电压传输特 性的非线性区（饱和区），而基本运算电路中的集成运放 是工作在电压传输特性的线性区。
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