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（图1）解：第一级运放为同相放大器对A1:由“虚断”和“虚短”得『2，V1_ =VL,1，则u,1u o1—R] + R—R]，即 u 12对A 2 ：由“虚断”和“虚短”得i 3 =i 4，v 2 =v 2 =u，2，u - u u - u * /R R贝g ―o1 i2 — ―i2 a ， 即 u — （—4 + 1）u — —4 uR R o R3 / 2 R3 1R代入u ］得 u =（R + l）（u.2 — u.］）, 3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A,,并说明该电路完成什么功能解：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主放大器A］：由“虚断”和“虚短”得u ―i R1，则 A/ = 7辅助放大器A2的电压放大倍数:a =n=VF2 u u2 R—1R2该电路为自举电路，目的是提高电路的输入电阻。
U i—I — I1c U由 R = —r = i IiU 由T =R1T U U所以I =卜i R] RRR 1—R — R1八 U因此R = —^i Ii当R = R时，12.12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 功能习—L12图解：对A :由“虚断”和“虚短”得 1u — u—R — R\，即 u ］ =-u .］A］为倒相器对A :由“虚断”和“虚短”得 2+、2 = n ° 则 u = — {~fu +~；fu ），A 为反相放大器R R2 % ° R °i R2 . 2 2将u =-u代入上式得u =— u —— u 1 il o R il R i 2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Ai:由“虚断”得vi— %又 R3=RR4=R2整理得R /(s) = -^(uR1对A2 :A (s) 二RV = 4— U1+ R3 + R4 o 2“虚断”和“虚短”得Uo 2(s)=-二哮代入上式得SC Ru (s)U (s)R 2 % + RJSCRA1为差动放大器A2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 =2九(t)+u (t)dto i1 i 2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反相积分求和电路再加一个倒相器;利用同相积分求和电路方法三：方法四：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RLS3(RR }—u+ —3 u，u =:—\ R i1 R i 2 1V 1 2 7o1 「(R R )— I—u + -udtRCIR1 Z1 R2 i2 Juo1则uoRc j uo1dt，1 当 R3=R1=R2 , RC=k 时，20u =20 f \u^ (t)+ u 2 Q"方法三：电路如下对Ai:u (t)RuAt=-uR I 1对 A2 : u = — u i1~rc当RC =2时，=20flu (t)+ ui1 i 2方法四：电路如下JJo%单独作用时:u - v u - v dv i1 1~ ^+ O 1- +R3 R5 dt又 v + =v ,vu G R1 + R2整理得，u' = R1 + R2 f u (t)7t o CR 2 i11同理，u 单独作用时：u" = R1 + R2 ju (t)dti2 o CR 2 i 2贝 g u = u' + u"=土四 j")+u O , o o o CR 2 i1 i 2当 R1 + R2 =20 时，u =20 fiu Q+u (t 。
CR：o i1 i 2(习题3.7图)解：对Ai: u； Z 0时，u_ =u + =气，YD?导通，YD】截止此时uo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?u =uol i对A2 : u _ =u + =气故流过％的电流为零，故u o =ui当u ； <0时，VD2截止，YD】导通,R对 A1: u「(1+-R1)u .，对 A 2 : u =u =u.,iR (R2+R f 2 -R - 1) i1 R ..当—(R2+Rf2-RRf2 -Rf2) = - 1时，完成全波整流功能；由于为同相输入，2 1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）U - U _ U - U'R2』 'R3 °U = U = U =3V故 U = 4 — 3 U 贝g：U i = 4 - ； x 3.2 牝 2.93（V）U h = 4 -3 x（- 0.5）^ 4.16（V）其传输特性如下所示：1 Uo/V0.5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：U， U'- U ——+ i_0R 1SCI _ U' U'-U _ U -U( i — R + W ——则 U，= R0 + SCRoRsR + SCR R + R0 os s将上式代入，则I=i•UR + SCRR + R i0 os s+ R = 110000 + j100s+ SCRRo s因此 Z =栏=R i I 0i4.2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:对 A2 有:对A】有:财-1)A(图 4.2)1SC.=-a U2 o1. • •U U - U—让 _ —o1 「nR R(a -1)1Uo1=aUU 丁_疝 i4.3 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以上各式联立得:足理想条件解：对于A］有:对于A2有:罗(_ R2 )= U1一①整体有:U, _ U o'广 sc -i①②联立整理得:1_ 1(R )(R )SC 1 + —加 c 1 + —RR* R1J* R17则该电路输入端等效为一电容，等效的电容值为C' = C 1+该电路为电容倍增器，通过改变R2 R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：①分辨率；②量程；③精度；④转换时间和转换率；⑤输出逻辑电平；⑥对参考电压的要求D/A转换器的技术指标有：①分辨率；②转换精度；③偏移量误差；④线性度；⑤输入编码方式；⑥输出电压；⑦ 转换时间分辨率为 10VX2-14 ^610.4旦 V；一，…1转换精度为亏LSB=305.2旦V4.13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转换器？……… 1 - …… 解：转换精度a^-LSB，又LSB=bX2-〃 （b为量程，n为位数）1则 5bX2-n/b<0.25%得n > 84.14 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^入电压为5mV时，写出其输出的二进制代码解：2-11 X 100%^0.49% 因此 A/D 转换器的分辨率为 10V x 0.49%=4.9mV因此当输入电压为5mV时，二进制代码为000 0000 0000b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G0,七，& 等参数。
⑴ R1=R2=24kQ，C]=940pF, C 2 =470pF, R= s2） R]=7.3kQ, R2=39.4kQ, C1=C2 =0.047 旦 F, R=4kQ, R f =20kQ图 6.4）解：由电路得：Go=1 + —f ,W = ' , gR n \i r R2 CC2=M + 区-（G-1）耳* RC1 } R2 q o \ R2 C2则当取⑴参数时：Gw 1W = ： w 62.7 X103 (rad / s)' % cf?& = 2 C ~(G —1) :? w 1.42当取⑵参数时：G = 1 + 2- = 6 , W = ： w 1254.6 x 103 (rad / s)' "1*2°1°2,如一(气一1)：R w 0.6 2 26.6设计一个一阶高通滤波器，其截止频率为2kHz要求画出电解：电路图如下所示:G (S )=路图，写出传递函数的表达式Gr~w1 + cSE 1又 fc =2KHZ，则 WC = rc =12.56(rad/s) 1 1令G =一土 = -2,取 C=0.1 R F R 11贝R]=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:ITiCLR1Uo选择巴特沃斯型滤波器则 G（S ）=G o S 2 +1.414 S +112 n RC=10 KHZ令 R1=R2=R, C1=C2=C 取 c=0』R F 则 RT60Q,又& = 3- Go = 1.414，则Go=1.586又 G = 1 + 土 取 R‘=58.6KQ,则 R=100KQo R f。