山东第一医科大学：《医学影像电子学》课程教学资源（试卷习题）医学影像电子学习题与答案（四）集成运算放大电路

霜泰山医学院 医学影像电子学 第四章集成运算放大电路 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 (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 (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 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U10是两输入端电位之差。() (2)运放的输入失调电流0是两端电流之差。() (3)运放的共模抑制比K。MR 4() (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。() 解：(1)×(2)√ (3)√ (4)√ (5)× 第四章题解一1

泰山医学院 医学影像电子学 第四章题解－1 第四章 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 （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 （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 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 c d CMR A A K = ( ) （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 。( ) 解 ：（1）× （2）√ （3）√ （4）√ （5）×

霜泰山医学院 医学影像电子学 三、电路如图T4.3所示，己知B1=B2=B=100。各管的Ue均为0.7V, 试求1c2的值。 34 图T4. 解：分析估算如下： 1=e-Ue-U里=10A R Ia Ic =Ic Ie=I 么=a+e=o+a=+合 B 四、电路如图T4.4所示。 图T4.4 第四章解一2

泰山医学院 医学影像电子学 第四章题解－2 三、电路 如 图 T4.3 所 示，已知 β1=β2=β 3=1 00。各 管 的 UBE 均 为 0. 7V， 试求 IC2 的值。 图 T4.3 解 ： 分析估算如下： 100 CC BE2 BE1 = − − = R V U U I R μA  C C0 B2 C0 B1 C E2 E1 C0 C1 C I I I I I I I I I I I I R = + = + = + = = = 100 1 C   = + = R R I I I   μA 四、电路如图 T4.4 所 示。 图 T4.4

然泰山医学院 医学影像电子学 (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T,、T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、D,的导通压降使T,和 T1。在静态时处于临界导通状态，从而消除交越失真。 五、根据下列要求，将应优先考虑使用的集成运放填入空内。已知现有 集成运致的类型是：①通用型②高阻型③高速型④低功耗型⑤高压型 ⑥大功率型⑦高精度型 (1)作低频放大器，应选用。 (2)作宽频带放大器，应选用。 (3)作幅值为1μV以下微弱信号的量测放大器，应选用。 (4)作内阻为100k0信号源的放大器，应选用。 (5)负载需5A电流驱动的放大器，应选用_一· (6)要求输出电压幅值为士80的放大器，应选用一。 (7)字航仪器中所用的放大器，应选用一。 解：(1)①(2)③(3)⑦(4)②(5)⑥ (6)⑤(7)④ 第四章题解一3

泰山医学院 医学影像电子学 第四章题解－3 （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 T1 0 在静态时处于 临界 导 通状 态 ，从 而 消除 交 越失 真 。 五、根据 下列 要 求， 将应 优 先考 虑 使用 的 集成 运 放填 入 空内 。已 知 现有 集成运致的类型是：①通用型 ②高阻型 ③高速型 ④低功耗型 ⑤高压型 ⑥大功率型 ⑦高精度型 （1）作低频放大器 ， 应选 用 。 （2）作宽频带放大 器 ，应 选 用 。 （3）作幅值为 1μ V 以下 微 弱信 号 的量 测 放大 器 ，应 选 用 。 （4）作内阻为 100 kΩ 信 号源 的 放大 器 ，应 选 用 。 （5）负载需 5A 电 流 驱动 的 放大 器 ，应 选 用 。 （6）要求输出电压 幅 值为 ±8 0 的 放 大器 ， 应选 用 。 （7）宇航仪器中所 用 的放 大 器， 应 选用 。 解 ：（1）① （2）③ （3）⑦ （4）② （5）⑥ （6）⑤ （7）④

然泰山医学院 医学影像电子学 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？ 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Aod为100dB,最大输出电压峰- 峰值Upp=士14V,分别计算差模输入电压M1(即MP一-uN)为10μV、100u V、1mV、1V和-10uV、-100uV、-1mV、-1V时的输出电压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 20g A=100dB A=105 当集成运放工作在线性区时，输出电压4o=AodI:当Ad超过士14V 时，Mo不是+14V,就是-14V。故（即r-w)为10μV、100μV、1mV、 1V和-10uV、-100uV、-1mV、-1V时，o分别为1V、10V、14V、14V -1V、-10V、-14V、-14V。 4.3已知几个集成运放的参数如表P4.3所示，试分别说明它们各属于哪 种类型的运放。 表P4.3 特性指标Aod na Uo ho Iin-3dB咖KCMR SR单位增益带宽 单位dBM9 mv nA nA Hz dB V/μV MHz A,10025200600 7860.5 A213020.0124071200.5 A10010005002003 8605 A410022201501 9665 12.5 解：A!为通用型运放，A2为高精度型运放，A:为高阻型运放，A为高 速型运放。 第四章避解一4

泰山医学院 医学影像电子学 第四章题解－4 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 ？ 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 Ao d 为 100 dB， 最大 输 出电 压 峰- 峰 值 Uopp ＝±14V， 分别 计 算差 模 输入 电 压 u I（ 即 uP－u N） 为 10μV、10 0μ V、1mV、1V 和－1 0μ V、－ 100μV、 －1mV、 －1 V 时的 输 出电 压 uO。 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 5 od od 10 20lg 100dB = = A A 当集成运 放 工作 在 线性 区 时， 输 出电 压 uO＝Ao d u I； 当 Ao d u I 超 过±14V 时，uO 不 是＋ 14 V，就是 －1 4V。故 uI（ 即 uP－uN ）为 10μV、10 0μ V、1 mV、 1V 和－ 10μV、－10 0μ V、－ 1mV、－1 V 时 ，uO 分别 为 1V、1 0V、1 4V、1 4V、 －1V、－10V、－ 14V、 －14 V。 4.3 已知几个集成运 放的 参 数如 表 P 4.3 所示 ， 试分 别 说明 它 们各 属 于哪 种类型的运放。 表 P4.3 特性指标 Aod rid UIO IIO IIB －3dBfH KCMR SR 单位增益带宽 单位 dB MΩ mv nA nA Hz dB V/μV MHz A1 100 2 5 200 600 7 86 0.5 A2 130 2 0.01 2 40 7 120 0.5 A3 100 1000 5 0.02 0.03 86 0.5 5 A4 100 2 2 20 150 96 65 12.5 解 ： A1 为通 用型 运 放， A2 为高 精 度型 运 放， A3 为 高 阻型 运 放 ，A4 为高 速型运放

然泰山医学院 医学影像电子学 4.4多路电流源电路如图P4.4所示，己知所有晶体管的特性均相同，UE 均为0.7V。试求1c1、1c2各为多少。 R134k 图P4.4 解：因为T、T、T的特性均相同，且U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1c。先求出R中电流，再求解1c1、lc2 1g=-Ug-U@=100uA R =o=a+=*a同 k品 当B(1+B)>>3时 Ic=1c≈IR=100μA 第四章题解一5

泰山医学院 医学影像电子学 第四章题解－5 4.4 多路电 流源 电 路如 图 P 4.4 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 。 图 P4.4 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 I C。 先 求出 R 中 电流 ， 再求 解 I C1 、IC2。 100 CC BE4 BE0 = − − = R V U U I R μA R R I I I I I I I I I  + + + = + = + + = + = + 3 (1 ) 3 1 3 2 2 C C C B C0 B3 C0        当β（1＋β）＞＞ 3 时 IC1 = IC2  I R =100 μA