最新《集成电路原理及应用》课后答案

1、集成电路原理及应用（第2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R2R40R3解：第一级运放为同相放大器。对A 1 :由"虚断”和"虚短”得 i 1 =i 2， v=v 1. =u i1 ，则吶e，即 U01对 A 2 :由"虚断”和"虚短”得 i 3=i 4， v2_=v2 . =u i2，则 U。1 -Ui2R3Ui2 -UoR4，即 Uo =(学 1)Ui2R3RR3Uo1代入Uo1得Uo唱呱2皿，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2

2、.11 求图3所示电路的增益Af，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 1 :由“虚断”和“虚短”得UiRi_ UoR2UoUiUiRR1辅助放大器A2的电压放大倍数：A/F2 =也=些Ui2Uo该电路为自举电路，目的是提高电路的输入电阻。2R1UiIl 一|R2R2曙得U2Ui2RUi UiR1R_Ui_ IiRR1R-R当R二Ri时,2.12 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。Ui1R解：对A

3、1 :由一 U01R，即 U°1=-U。A1为倒相器对A 2 :由“虚断”和“虚短”得訂卸晋则Uo(討也Ui2)，A 2为反相放大器R2将U o1 =-U i1代入上式得U 0RfR?Ui1RfR2Ui2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A 1 :由"虚断”得 v=v 1 .由“虚短”得壮，畀RiR2Uo2又 R3 =R1， R4 =R整理得 Uo(S)二学(U02 (s) -Ui (s)&对A 2 :由“虚断”和“虚短”得Uo2(S)1血代入上式得SC RA s心二R2Ui (

4、s) R * R2 SCRA1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。2.16 设计一个运算电路，要求运算关系为u°=20 t Ui2 t dt °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R3R31

5、U°1二一UiUi2 ，uo- fUoidt，申R2yRC贝 V Uo二丄 jlUii + 色 Ui2 dtRC JRiR2丿1当 R3=Rl=R2 , RC= 一 时，Uo =20 Uii t Ui2 t dt o20方法三：电路如下对A1 :1Ui1 tUi2 t 亠rrdt = U°1,C IL RR对A 2 :U 0 = - Uo1，则Uo =1R3 Ui1R3Ui2 dt ,RCR1R2当=20 时，Uo =20 Ui1 t Ui2 t dt o RC方法四：电路如下R2ui1单独作用时：Uii -V . Uo -v dv . C R3R5dt=V _,V _=U

6、oR1 R2Ri,R + R整理得，Uo= 1 产.UiitdtCRiR. +R2同理，Ui2单独作用时：Uo1 产 Ui2tdt ,CRi则 Uo=Uo + Uo =器.St 上皿,当犢切时，Uo=20 Uiit Ui2tdt。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）解：对 A 1 :山 _ 0 时，u _=u =u i , VD 2 导通，VD 1 截止，u o1 =u juo=uj对A 2 : U _=U U i 故流过R f2的电流为零，故当u i <0

7、时，VD 2截止，VD 1导通,Rf i对 A i: Uo1 =(1+ )u i,对 A 2 : u =u . =u i&Ui Uo1R2u。_ujRf 2此时uo1 (R2+Rf2 -电-1) ujR2当R21R f 1R 2 +R f 2 Rf 2 - Rf 2) = - 1 时，Ri完成全波整流功能；由于为同相输入,4所示曲线的二极管函数变换器。故该电路输入电阻较高。3.8设计一个能实现图解：设计图为：（可参考课本It/（习题3.8图）P88 页)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）。解：由“

8、虚断”和“虚短”得Ui -U U -UoRT-R21Umi =43.2 ： 2.93 V31jU mh = 40.5 i ； 4.16 V3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:4.2解:又IiI i u u -u。0Ro1SCo卫旦卫JRo 1 SCo，U。二Ui则U'& SCRoRs uR0 +SCRRs+Rs'将上式代入，则ii二Ui u因此Zi斗二RiRsR SCR0尺 RsUSCR R R11 0000 jl OO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O整体有:U

9、iUo2 1SCI i对A2有：段畔J U o2R a2R-a?U oi对A有:RR(a1 -1)-aiU i以上各式联立得：UI i j( 1 a02 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 足理想条件解：对于A1有:U 01 二U _十对于A 2有：o1-R2 二 U。则 Uo =-UiR1整体有： U i U o1-SCR1联立整理得:乙_11 i SC1+些R1丿R2joc 1 + R1则该电路输入端等效为一电容，等效的电容值为该电路为电容倍增器，通过改变氏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

10、/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：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 X 24疋610.4；1转换精度为一 LSB=305.2 二V。24.13 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=b X 2(b为量程，n为位数)21

11、则一b X 2/b<0.25%2得n丄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,当输入电压为5mV时，写出其输出的二进制代码。解：2 J1 X 100% 0.49% 因此A/D转换器的分辨率为10V 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，-n，等参数。(1) R1=R2=24k Q，C1=940pF，C 2 =470pF，R=：。(2) R1=7.3k Q，R2=39.4k Q，C1=C2=0.041 F，R=4

12、k Q，R f =20k Q。（图 6.4）解：由电路得：+譽吩订玉上彳證+厲齐“斗黑则当取参数时：Go : 1W- . Ri2CiC262.7 103 rad/s,. C21.4当取参数时:Go 冷 £ =6 , Wn 二.R1R2C1C2-1254.6 103 rad /s ,6.6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:G。又 fc=2KHZ，则 Wc =12.56(rad/s)R1GRf令Go- = -2,取 6=0.1FR1则 只1=796.18 Q, Rf =1592.36 Q6.7设计一个二阶低通滤波器，其截止频率为10