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1、集成电路原理及应用（第3版）谭博学苗汇静主编课后习题答案第二章模拟集成电路的线性应用2.9试分析图1所示电路是什么电路，有何特点？图中设R1R4解：第一级运放为同相放大器。对A1:由虚断”和虚短”得i1=i2，v=vr.-=ui1，则Uii=Uo1Ri，即uoiR+R2R2=(12)uRi对a2:由“虚断”和“虚短”得i3=i4，V2=V2=ui2，RR3Uoi则Uoi-Uiuo，即uo=(5i1)ui2R3R4R3代入UO1得Uo煜呱5，因两个输入信号均从同相端输入，所以输入阻抗比较高。该电路为高输入阻抗的差动放求图3所示电路的增益Af，并说明该电路完成什么功能习2.11图解：该电路由两个集
2、成运放构成，A1为主放大器接成反相运算放大器，A2为辅助放大器,A2也接成反相放大器，利用A2对A1构成正反馈，是整个电路向信号源索取的电流极少。主放大器A1:由“虚断”和“虚短”得UiU。血Au01UoR2,则Af=R1R2uiuiR-iAVF2辅助放大器A2的电压放大倍数:Uo2Ui2Uo2u。2R1该电路为自举电路，目的是提高电路的输入电阻。Ui11-I由匕=丛和丄出得u厂25R1R2R22R所以IiUiR1UiIiRR1R-R2.11 当R=R时，R；：，I=I1求图4所示电路输出电压与输入电压的表达式，并说明该电路完成什么功能。习Q2J2SJ解：对A1:由“虚断”和“虚短”得UiiR
3、一Uo1，即u01=-U。A1为倒相器对A2:由“虚断”和“虚短”得UoiuRiR2_UoRf则Uo=（色RiUoi-R1Ui2),A2为反相放大器R2将Uoi=-Uii代入上式得Uo=UjiRiRfR2Ui2故该电路为减法电路。2.15如图6所示电路为积分反馈式微分电路，试分析此电路的工作原理，并写出传递函数的表达式。32.15ffi解：对A1:由“虚断”得v1_=v1-由“虚短”得Ui-V1_V1_-UR1R2R4R3R4Uo2又R3=R1,R4=R2整理得評2)对A2:由虚断”和虚短”得uo2(s)1uo(s)SC-R2代入上式得Uo(s)Ui(s)R2RR2SCRA1为差动放大器，A2
4、以A1的输出为反相输入，经过积分放大后的输出电压在电阻R4上的分压作为A1放大器的同相输入。.16设计一个运算电路，要求运算关系为u=20-i11Ui21dt。解：此题设计方法较多，此只列举几种仅供参考方法一：将求和电路的输出作为积分电路的输入，则积分电路的输出即为uo；方法二：将积分电路的输出作为求和电路的输入，则求和电路的输出即为uo;方法三：反相积分求和电路再加一个倒相器；方法四：利用同相积分求和电路。前三种方法只要电路参数选择合适，即可得出结果，再此简单说明几种，具体如下：方法一：电路如下uo1=uo1RCuo1dt则uo=RC詁R2ui2A当R3=R1=R2，RC=一时，uo=20S
5、tui2tdt。20方法三：电路如下则u=U0=一U1,R3ilrC=20时，方法四：电路如下dt=-Uo1,R害Ui2R2dt,Uo=20UiitUi2tdtUi1单独作用时:Uii-v.Uo_vR3R5-Cdvdt又v：fvUo,V=R1+R2R,整理得，Uo=-R2.Ui1tdtCR1同理，Ui2单独作用时：Uo,=R2Ui2tdt，CR1则Uo=uo+uo=饕gt上皿，当旦_R2=20时,CRiUo=20.山tUi2tdt。第三章模拟集成电路的非线性应用3.7试分析如图3所示电路输出电压与输入电压之间的关系，并说明此电路在什么条件下能完成全波整流功能，此电路有什么特点？(习题3.7图)
6、解：对A1:山_0时，u_=u、=uj,VD2导通，VDr截止,uo1=uj对A2:u_=u-=ui故流过Rf2的电流为零，故uo=uj当uj0时，VD2截止，VDr导通,%=(1+牛)uj,对A2Riu_=u=uiuiu1R2u。Rf21Rfr此时uo=(R2+Rf21)ujR2R1R2(R2+Rf2Rf1R1Rf2-Rf2)=-1时，完成全波整流功能；由于为同相输入,故该电路输入电阻较高。3.8设计一个能实现图4所示曲线的二极管函数变换器解：设计图为：（可参考课本P88页）画出其3.10如图6所示电路为集成块BG307专用电压比较器，传输特性（常温下输出高电平为3.2V，低电平为-0.5V
7、）（图3.10）解：由“虚断”和“虚短”得Ui_UU-UoR2R31uml=4-一3.2：2.93V31Umri=40.5:-4.16V3其传输特性如下所示:3.2第四章集成变换器及其应用4.1求下图所示电路的输入阻抗，假定图中的集成运放满足理想条件。解:uu-UoRo丄SCoR，UUiUU-UoUi-UI-飞1SCo则u=fSCRoRsURo+SCRRs+民将上式代入，则i|=UU1UiRsRo+SCRRs+Rsu因此Zi-二RSCRRR11OOOOjlOO4.2求下图所示电路的输入阻抗，假定图中的集成运放满足理想条件解：整体有：UiUo21SCIi对A2有：o1O-Uo2a?Ro2八a2U
8、o1UiR汁Uoi二aiUiUi以上各式联立得：1一I：(1+吋2初C4.3求如图3所示电路的输入阻抗，并说明其性质，假定图中的集成运放满足理想条件。（图4.3）解：对于A1有:Uoi二U_=U：对于A2有:01Ri-R2=Uo一整体有:Ui-UR1SC联立整理得:UiSC1+叮jwc1R11R1则该电路输入端等效为一电容，等效的电容值为C=C1+理R1丿该电路为电容倍增器，通过改变R2R的值，以及C的大小，可得到任意大小的电容值。4.12A/D转换器的主要技术指标有哪些？D/A转换器的技术指标有哪些？设某DAC有二进制14位，满量程模拟输出电压为10V，试问它的分辨率和转换精度各为多少？答：
9、A/D转换器的主要技术指标有：分辨率；量程；精度；转换时间和转换率；输出逻辑电平；对参考电压的要求。D/A转换器的技术指标有：分辨率；转换精度；偏移量误差；线性度；输入编码方式；输出电压；转换时间。分辨率为10VX24沁610.4V；1转换精度为一LSB=305.2.二V。4.13 2某一控制系统要使用D/A转换器，要求该D/A转换器的精度小于0.25%,那么应选择多少位的D/A转换器？1解：转换精度a=LSB，又LSB=bX2(b为量程，n为位数)21则一bX2/b0.25%2得n_811位A/D转换器分辨率的百分数是多少？如果满刻度电压为10V,当输入电压为5mV时，写出其输出的二进制代码
10、。解：2J1x100%0.49%因此A/D转换器的分辨率为10V0.49%=4.9mV因此当输入电压为5mV时，二进制代码为00000000000b第六章集成有源滤波器6.4如图1所示，当分别取如下两组参数时，试分别求出该电路的G0，-n，等参数。(1)R1=R2=24kQ，C1=940pF，C2=470pF，R=:。(2)R1=7.3kQ，R2=39.4kQ，6=C2=0.047F，R=4kQ，Rf=20kQ。则当取参数时:解：由电路得：Go-G-1RC1R2C2Wn二2GC362.710rad/s.Ri2当取参数时:20G。=120=6,Wn二4R1R2C1C21254.6103rad/s
11、,:0.66.6设计一个一阶高通滤波器，其截止频率为2kHz。要求画出电路图，写出传递函数的表达式。解：电路图如下所示:其传递函数为:Go飞S又fc=2KHZ，则Wc=12.56(rad/s)R1GR令G。二=-2,取6=0.1F则R1=796.18Q,Rf=1592.36Q6.7设计一个二阶低通滤波器，其截止频率为10kHz。要求画出电路图，选择集成电路芯片的型号和各种元器件的参数值。解：电路图如下所示:选择巴特沃斯型滤波器则GSi-Go2S1.414S1121丨RC=10KHZ令R1=R2=R,C1=C2=C取C=0.1JF则R=160Q,又=3-Go=1.414，则Go=1.586又Go=1巴取Rf=58.6KQ，则R=100KQ。R
