2022年2022年集成电路课后答案 .pdf

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1、1 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3421RRRR。（图 1）解：第一级运放为同相放大器。对A1：由“虚断”和“虚短”得i1=i2，v1=v1=u1i，则 u1i=1211RRRuo，即1121)1(iouRRu，对 A2：由“虚断”和“虚短”得i3=i4，v2=v2=u2i，则42321RuuRuuoiio，即134234) 1(oiouRRuRRu代入 u1o得)(1(1234iiouuRRu，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大器。2.11 求图 3 所示电路的增益Af，并说明该电路完成什么

2、功能。解：该电路由两个集成运放构成，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。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 12 页 - - - - - - - - - 2 主放大器 A1：由“虚断”和“虚短”得21RuRuoi,则 Af=121ooiiuuRuuR辅助放大器A2 的电压放大倍数：2212222ooVFiouuRAuuR该电路为自举电路，目的是提高电路

3、的输入电阻。由1iiiiUURIII由12ioUURR和3212oUURR得32iUU所以1iiiUUIRR因此11iiiURRRIRR当1RR时，iR，1II2.12 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。解：对 A1：由“虚断”和“虚短”得RuRuoi11，即 u1o=-u1i。A1为倒相器对 A2：由“虚断”和“虚短”得名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 12 页 - - - - - - - - - 3 foioRuRu

4、Ru2211则 uo=)(2211ifofuRRuRR，A2为反相放大器将 u1o=-u1i代入上式得uo=2211ififuRRuRR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 。解：对 A1：由“虚断”得v1=v1由“虚短”得2111RuvRvuoi，41234oRvuRR又 R3=R1，R4=R2整理得221( )( )( )ooiRususu sR对 A2：由“虚断”和“虚短”得2( )1( )ooususSCR代入上式得212( )A s( )oiusRu sRRSCRA1为差动放大器， A2以 A1的输出为反

5、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。2.16 设计一个运算电路，要求运算关系为uo=20dttutuii21。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；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 12 页 - - - - - - - - - 4 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

6、：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u1o=223113iiuRRuRR，uo=dtuRCo11，则 uo=RC1dtuRRuRRii223113当 R3=R1=R2，RC=201时， uo=20dttutuii21。方法三：电路如下对 A1：1211oiiudtRtuRtuC，对 A2：uo=1ou，则 uo=RC1dtuRRuRRii223113，当RC1=20 时， uo=20dttutuii21。方法四：电路如下名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - -

7、- - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 12 页 - - - - - - - - - 5 u1i单独作用时：dtdvCRvuRvuoi531，又 v=v,v=121RRRuo, 整理得，ou=dttuCRRRi12121同理， u2i单独作用时：dttuCRRRuio22121，则 uo=ou+ou=dttutuCRRRii212121，当2121CRRR=20 时， uo=20dttutuii21。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？名师资料总

8、结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 12 页 - - - - - - - - - 6 (习题 3.7 图) 解：对 A1：ui0 时，u=u=ui, VD2导通， VD1截止, u1o=ui对 A2：u=u=ui故流过 R2f的电流为零，故uo=ui当 ui0 时， VD2截止,VD1导通 , 对 A1：u1o=(1+11RRf)ui, 对 A2：u=u=ui，221fiooiRuuRuu此时 uo=21R（R2+R2f11RRf1）ui当21R（R2+R2f2211f

9、ffRRRR）=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。（习题 3.8 图）解：设计图为： （可参考课本P88页）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 12 页 - - - - - - - - - 7 3.10 如图 6 所示电路为集成块BG307专用电压比较器，画出其传输特性（常温下输出高电平为3.2V，低电平为0.5V） 。（图 3.10）解：由“虚断”和“虚短”得32RUURU

10、UoirUUU=3V 故oiUU314则：VUVUmhml16.45.031493.22.3314其传输特性如下所示：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。sR10koR100kiZoC0.1 FA（图 4.1）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 12 页 - - - - - - - - - 8 解：oooiiiiSCUURUUIUZ1又1oiioosUUUUUIRSCR，ioUU则00osiossRSCR RUURSCR RR将上

11、式代入，则01iiisossUUIURRSCR RR因此01 1 0 0 0 01 0 0iiossiUZRSC R RRjI4.2 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。（图 4.2）解：整体有：SCIUUioi12对2A有：1222210ooooUaURaURU对1A有：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 12 页 - - - - - - - - - 9 ioioiUaUaRUURU1111)1(以上各式联立得：CaajIUii211(

12、14.3 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：iOUUU1对于 A2有：ooURRU211则 Uo=iURR12整体有：SCIUUioi1联立整理得：12121111RRcjRRSCIUZiiie则该电路输入端等效为一电容，等效的电容值为121RRCC该电路为电容倍增器，通过改变12RR的值，以及 C 的大小，可得到任意大小的电容值。4.12 A/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？设名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - -

13、 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 12 页 - - - - - - - - - 10 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： 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 10V 214610.4V；转换精度为21LSB=305.2V。4.13 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

14、转换器？解：转换精度a=21LSB，又 LSB=b 2n（b 为量程， n 为位数）则21b2n/b0.25% 得 n8 4.14 11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。解： 211100% 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000 0000 0000b 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=24k， C1=940pF， C2=470pF，R=。（2）R1=7.3k，R2=39.

15、4k ，C1=C2=0.047F，R=4k，Rf=20k。(图 6.4）解：由电路得：22111211112221211,1,1CRCRGCRCRCRCRCCRRWRRGonfo名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 12 页 - - - - - - - - - 11 则当取参数时：1oG4 .112,/107.621211232121CCGCCsradCCRWon当取参数时：64201oG，,/106.1254132121sradCCRRWn6.0121211

16、2RRGRRRRo6.6 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：SWGSGco1又cf=2KHZ ，则111CRWC=12.56(rad/s) 令21RRGfo, 取 C1=0.1F 则 R1=796.18，Rf=1592.366.7 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：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 12 页 - - - - - - - - - 12 选择巴特沃斯型滤波器则1414.12SSGSGo又KHZRCfc1021令 R1=R2=R, C1=C2=C 取 C=0.1F 则 R=160，又414.13oG，则oG=1.586 又RRGfo1取 Rf=58.6K ,则 R=100K 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 12 页 - - - - - - - - -