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模擬電子線路習(xí)題習(xí)題答案.doc

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模擬電子線路習(xí)題習(xí)題答案.doc

第一章1.1 在一本征硅中,摻入施主雜質(zhì),其濃度=cm。(1)求室溫300K時自由電子和空穴的熱平衡濃度值,并說明半導(dǎo)體為P型或N型。(2 若再摻入受主雜質(zhì),其濃度=cm,重復(fù)(1)。(3)若=cm,,重復(fù)(1)。(4)若=cm,=cm,重復(fù)(1)。解:(1)已知本征硅室溫時熱平衡載流子濃度值= cm,施主雜質(zhì)=cm>> = cm,所以可得多子自由濃度為 =cm少子空穴濃度 =cm 該半導(dǎo)體為N型。(2)因?yàn)?cm>>,所以多子空穴濃度 cm少子電子濃度 =cm該半導(dǎo)體為P型。(3)因?yàn)?,所以 = = =cm該半導(dǎo)體為本征半導(dǎo)體。(4)因?yàn)?1010=9910(cm)>>,所以,多子自由電子濃度 = cm空穴濃度 =2.2710(cm)該導(dǎo)體為N型。1.3 二極管電路如圖1.3所示。已知直流電源電壓為6V,二極管直流管壓降為0.7V。 (1) 試求流過二極管的直流電流。(2)二極管的直流電阻和交流電阻各為多少?+6VDR100 圖1.3 解:(1)流過二極管的直流電流也就是圖1.3的回路電流,即 =53mA(2) =13.2 =0.491.4二極管電路如題圖1.4所示。(1)設(shè)二極管為理想二極管,試問流過負(fù)載的電流為多少?(2)設(shè)二極管可看作是恒壓降模型,并設(shè)二極管的導(dǎo)通電壓V,試問流過負(fù)載的電流是多少?(3)設(shè)二極管可看作是折線模型,并設(shè)二極管的門限電壓V,試問流過負(fù)載的電流是多少?(4)將電源電壓反接時,流過負(fù)載電阻的電流是多少?(5)增加電源電壓E,其他參數(shù)不變時,二極管的交流電阻怎樣變化?D題圖1.410V+ERL100解:(1)mA (2)mA (3)mA (4) (5)E增加,直流電流增加,交流電阻下降。1.6 在圖1.6所示各電路中,設(shè)二極管均為理想二極管。試判斷各二極管是否導(dǎo)通,并求Uo的值。題圖1.6解:(1)在圖(a)中,V2導(dǎo)通,V1截止,U05V。(2)在圖(b)中,V1導(dǎo)通,V2截止,U00V。(3)在圖(c)中,V1、V2均導(dǎo)通,此時有1.7 二極管限幅電路如圖1.7(a)、(b)所示。將二極管等效為恒壓降模型,且UD(on)=0.7V。若ui5sint(V),試畫出u0的波形。題圖1.7解:(1)在圖(a)中:當(dāng)ui一2.7V時,V管截止,u0一2V;當(dāng)ui一2.7V時,V管導(dǎo)通,u0ui。當(dāng)ui5sint(V)時,對應(yīng)的u0波形如圖答圖1.7(a)所示。(2)在圖(b)中:當(dāng)ui1.3V時,V管截止,u0ui;當(dāng)ui1.3V時,V管導(dǎo)通,u02V。其相應(yīng)波形如答圖1.7 (b)所示。答圖1.71.9 在題圖1.9 (a)所示電路中,二極管等效為恒壓降模型。已知輸入電壓u1、u2的波形如題圖1.9(b)所示,試畫出u0的波形。題圖1.9解:該電路為高電平選擇電路,即u1、u2中至少有一個為3V,則u03一0.72.3V。u1、u2均為0時,uo一0.7V。其波形答圖1.9(c)所示。答圖1.91.10 在題圖1.10所示電路中,設(shè)穩(wěn)壓管的Uz5V,正向?qū)▔航禐?.7V。若ui10 sint(V),試畫出u0的波形。題圖1.10解:當(dāng)ui5V時,Vz擊穿,u05V。當(dāng)ui一0.7V時,Vz正向?qū)?,u0一0.7V。當(dāng)一0.7Vui5V時,Vz截止,u0ui。由此畫出的u0波形如答圖1.10所示。答圖1.101.11 穩(wěn)壓管電路如題圖1.11所示。(1)設(shè)V,穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓=10V,允許最大穩(wěn)定電流=30mA,=5mA, =800,=。試選擇限流電阻R的值。 (2)穩(wěn)壓管的參數(shù)如(1)中所示,R=100,=250,試求允許的變化范圍。 (3)穩(wěn)壓管的參數(shù)如(1)中所示,當(dāng)=10V時,其工作電流=20mA,=12,如=20V不變,試求從無窮大到1k時,輸出電壓變化的值為多少? +_+_題圖1.11+ 解:(1)因?yàn)槭街?,因,所?0,V 式中 mA,V=18V 選擇R應(yīng)滿足:400<R<457 (2) 當(dāng)時,mA。 當(dāng)達(dá)到最大時 ,(V) 當(dāng)為時,(V)即的變化范圍是14.517V。(3)當(dāng)時,=10V。當(dāng)時,=10V(V)(mV)或 9(mV)第二章2.1 已知晶體管工作在線性放大區(qū),并測得個電極對地電位如題圖2.1所示。試畫出各晶體管的電路符號,確定每管的b、e、c極,并說明是鍺管還是硅管。0.7V8V0V(a)-0.7V-8V0V(b)4V1V3.7V(c)4V4.3V9V(d)題圖2.1解:8V0V0.7V硅NPN-8V0V-0.7V硅PNP1V4V3.7V鍺PNP9V4.3V鍺NPN4V題圖(a):題圖(b):題圖(c):題圖(d):2.3已測得晶體管電極管各電極對地電位如題圖2.3所示,試判別各晶體管的工作狀態(tài)(放大、飽和、截止或損壞)。-5V-0.3V0V3AX81(a)12V3V0V(d)3DG86.6V6.3V7V3CG21(c)8V2.5V3V(b)3BX1題圖2.3解:題圖(a)3AX為PNP鍺管,V(正偏),V(反偏),放大狀態(tài)題圖(b):e結(jié)反偏,c結(jié)反偏,截止?fàn)顟B(tài)題圖(c):e結(jié)正偏,c結(jié)正偏,飽和狀態(tài)題圖(d):e結(jié)開路,晶體管損壞2.4 型晶體管基區(qū)的少數(shù)載流子的濃度分布曲線如題圖2.4所示,其中nb0表示平衡時自由電子的濃度。(1)說明每種濃度分布曲線所對應(yīng)的發(fā)射結(jié)和集電結(jié)的偏置狀態(tài)。(2)說明每種濃度分布曲線所對應(yīng)的晶體管的工作狀態(tài)。O(a)PNO(b)PNO(c)PN題圖2.4O(d)PN解:(1)對于晶體管,當(dāng)發(fā)射結(jié)(集電結(jié))正偏時,由于從發(fā)射區(qū)(集電區(qū))向基區(qū)注入了非平衡少子電子,所以處P區(qū)邊界上少子電子的濃度大于平衡的電子濃度,當(dāng)發(fā)射結(jié)(集電結(jié))反偏時,在阻擋層兩側(cè)邊界上的少子濃度趨向于零。據(jù)此,可以判別: (1)圖 (a):發(fā)射結(jié)反偏,集電結(jié)反偏。圖 (b):發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏。圖 (c):發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)正偏。圖 (d):發(fā)射結(jié)反偏,集電結(jié)正偏。 (2)圖 (a):截止。圖 (b):放大。圖 (c):飽和。圖(d):反向放大。2.6某晶體管的共射輸出特性曲線如題圖2.6所示(1) 求IBQ=0.3mA時,Q1、Q2點(diǎn)的值。(2) 確定該管的U(BR)CEO和PCM。題圖2.6解:(1)Q1點(diǎn):(2)2.7硅晶體管電路如題圖2.7所示。設(shè)晶體管的V,。判別電路的工作狀態(tài)。9V1VD0.3V(a)TRB470kRC2kRE1k(b)TRB100kRC2kRE1k(c)15V15V題圖2.7解:題圖(b):處于放大狀態(tài)題圖(c):A,mA(V)不可能,表明晶體管處于飽和狀態(tài)。2.8題圖 2.8(a)、(b)所示分別為固定偏置和分壓式電流負(fù)反饋偏置放大電路。兩個電路中的晶體管相同,UBE(on)=0.6V。在20oC時晶體管的=50,55oC時,=70。試分別求兩種電路在20oC時的靜態(tài)工作點(diǎn),以及溫度升高到55oC時由于的變化引起ICQ的改變程度。UCC(12V)(a)RB246kRC 2.8kT (b)RB130kRC 1.8kT RB210kRE1kUCC(12V)題圖2.8解:題圖2.8(a)為固定偏流電路。(1)20時 (V)(2)55時的變化為 圖2.8(b)為分壓式電流負(fù)反饋偏置電路。(1)20時(2)55時的變化為 2.9晶體管電路如題圖2.9所示。已知100,UBE-0.3V(1)估算直流工作點(diǎn)ICQ、UCEQ。(2)若偏置電阻RB1、RB2分別開路,試分別估算集電極電位UC值,并說明各自的工作狀態(tài)。(3)若RB2開路時要求ICQ2mA,試確定RB1應(yīng)取多大值。題圖2.9(2)當(dāng)RB1開路時,I3Q=0,管子截止。UC=0.當(dāng)RB2開路時,則有2.10 設(shè)計(jì)一個分壓式電流負(fù)反饋偏置放大電路。技術(shù)要求是:溫度在-55125范圍內(nèi)變化時,要求1mA和,。BJT的參數(shù)是:時,;時,。解:(1)的估算。根據(jù)題意,當(dāng)時,電流應(yīng)是最低值1mA,UCE應(yīng)是最大值,因?yàn)橐呀o出,故可寫出: 解得 如果RC未知,可以根據(jù)UCC的數(shù)值假設(shè)某一數(shù)值,本題設(shè),則。(2)的估算。因?yàn)?所以將和時各參數(shù)值代入可得: (時) (時)聯(lián)立求解上述兩式,可得: 如果不利用上述關(guān)系式運(yùn)算,也可以利用經(jīng)驗(yàn)公式,比如選取去求解。例如設(shè),則,當(dāng)T=125時的,此時的技術(shù)要求,因此還需要重新選取值,直至滿足要求為止。(3)和的計(jì)算。 (4)核算T=125時的值。 可見,上述結(jié)果在允許的范圍內(nèi),表明設(shè)計(jì)有效。2.13 電路如題圖2.13所示。設(shè)ui是正弦信號,晶體管工作在放大區(qū),各電容對信號可視作短路。(1)試畫出與ui相對應(yīng)的uBE、和uCE的波形。(2) 將圖中的晶體管改成PNP管,UCC改成負(fù)電源,重復(fù)(1)。UCCRBRCC2 RLC1 ui+ +uo題圖2.13解:(1)波形如圖2.13(b)所示。ui0tUBEQ0tuBEIBQ0tiBICQ0tiCUCEQ0tuCE圖2.13(a)vi0tuBE0UBEQiB0IBQttiC0ICQtuCE0UCEQt圖2.13(c)(2)晶體管改成PNP,UCC改成負(fù)電源后,波形如圖2.13(c)所示。2.17 放大電路如圖2.17(a)所示,正常工作時靜態(tài)工作點(diǎn)為Q。(1)如工作點(diǎn)變?yōu)閳D2.17(b)中的和,試分析是由電路中哪一元件參數(shù)改變而引起的? (2)如工作點(diǎn)變?yōu)閳D2.17(c)中和的,又是電路中哪一元件參數(shù)改變而引起的?C1RBRCC2TRL+uo(a)+uiUCC0uCE(b)icUCC0uCE(c)icUCC題圖2.17解:(1)不變,不變,不變,而變化,工作點(diǎn)的變化可見圖2.13(b)。若原工作點(diǎn)為Q,減小時,移至,增加時,移至。 (2)不變,負(fù)載線斜率不變,和同時變化,工作點(diǎn)的變化如圖2.13(c)所示。如原工作點(diǎn)為Q,增加,也增加,工作點(diǎn)可移至,反之,下降,也下降,工作點(diǎn)可移至。2.23 試計(jì)算題圖2.23所示共射放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)UCEQ,源電壓放大倍數(shù),輸入電阻和輸出電阻。設(shè)基極靜態(tài)電流A,k,k,V,厄爾利電壓V,C為隔直、耦合電容。RSCRCVRL+UoUs+UiUCC題圖2.23RB解:(1)計(jì)算工作點(diǎn)和、。已知A則(mA) (V)由以上關(guān)系式可以看出,因電路輸出端沒有隔直電容,負(fù)載電阻與工作點(diǎn)有關(guān)。由上式解得而(k)(k)(2)計(jì)算源電壓放大倍數(shù)。先畫出圖2.13電路的小信號等效電路如下圖所示。ii=ibRCRLrceicioUo+Us+()RoRi圖2.17(b)Rs (3)計(jì)算輸入電阻、輸出電阻。kk2.24放大電路如題圖2.24所示。設(shè)晶體管的,為理想穩(wěn)壓管,V,此時晶體管的mA。試問:(1)將反接,電路的工作狀態(tài)有何變化?又為多少?(2)定性分析由于反接,對放大電路電壓增益、輸入電阻的影響。UCCC2VC1+uiDZ+uoR1.4kRC 1kRB1 24kRB224k題圖2.24解:(1)反接,mA,V,電路仍工作在放大區(qū)(2)反接,增加,增加,下降,下降,增大即使考慮正向二極管的,結(jié)論亦同上2.25 測得放大電路中某晶體管三個電極上的電流分別為:2mA、2.02mA、0.02mA。己知該管的厄爾利電壓|UA|120 V,。(1)試畫出該晶體管的H參數(shù)交流等效電路,確定等效電路中各參數(shù)值。(2)畫出高頻混合型交流等效電路,確定等效電路中各參數(shù)值。高頻混合型等效電路如下圖所示。2.28 在題圖2.28(a)所示的共集放大電路(為基極自舉電路),已知晶體管的,k,mS;k,k,k,電容、對信號可視為短路。試畫出該電路的交流通路,求輸入電阻和輸出電阻的值。C1RB1圖2.28UCCRB1C1T+UoRERB2RB3+UiC2C3RiRoRLT+UoRERB1/RB2RB2RB3+UiRiRoRL(b)解:其交流通路如圖2.28(b)所示。 因?yàn)?所以2.30 在題圖2.30所示的共基放大電路中,晶體管的50,.RB1=30k,Ucc=12V,Rc=3 k, RB2=15k,RE=2 k,RL=3 k(1) 計(jì)算放大器的直流工作點(diǎn)。(2) 求放大器的Au2、Ri和Ro。題圖2.302.32 試判斷題圖2.32所示各電路屬于何種組態(tài)放大器。并說明輸出信號相對輸入的相位關(guān)系。題圖2.32解:圖(a)所示電路為共集共射組合電路。輸出與輸入反相。 圖(b)所示電路為共射一共基組合電路。輸出與輸入反相。圖(c)所示電路為共集一共基組合電路。輸出與輸入同相。圖(d)所示電路由于V1管集電極端具有恒流特性,因而V2管組成以恒流管為負(fù)載的共射放大器。輸出與輸入反相。2.33共集-共基組合電路如題圖2.33所示。已知兩個晶體管參數(shù)相同:,k,。各電容對信號可視為短路。 (1)計(jì)算輸入電阻、輸出電阻。 (2)計(jì)算電壓增益。UCCC2+Uo+UiRiRoR4 2kV2V1R4 72k題圖2.33-UEE解:(1)其中 所以(k)(k)(2) 2.35三級放大電路如題圖5.7(a)所示。設(shè)晶體管V1 V3的,D1和D2的直流壓降為0.7V。已知靜態(tài)IEQ3=3mA。各電容對交流信號可視作短路。 (1)試求各管的靜態(tài)集電極電流ICQ。 (2)計(jì)算電壓放大倍數(shù),輸入電阻Ri和輸出電阻Ro。+UiC1RiD1D2RoR2 3k R3 2k R1 2k V1V2V3RB+UoUCC12V(a)+Ui+UoRBR2R3rbe1ib1ib1ib3rbe2ib2rbe3ib3(b)題圖2.352reib2解:(1) (2)等效電路如圖2.35(b)所示。(3)首先求各管的 第三章3.1 已知場效應(yīng)管的輸出特性或轉(zhuǎn)移如題圖3.1所示。試判別其類型,并說明各管子在UDS= 10V時的飽和漏電流IDSS、夾斷電壓UGSOff(或開啟電壓UGSth)各為多少。uGS/ViD/mA12312UDS=10V(a)uGS/ViD/mA12312UDS=10V(b)34uDS/ViD/mA246851015204.5V4V3.5V3V2.5VUGS=2V(c)題圖3.1 解:FET有JFET和MOSFET,JFET有P溝(只能為正)和N溝(只能為負(fù))之分。MOSFET中有耗盡型P溝和N溝(可為正、零或負(fù)),增強(qiáng)型P溝(只能為負(fù))和N溝(只能為正)。 圖 (a):N溝耗盡型MOSFET,=2mA,V。 圖 (b):P溝結(jié)型FET,=3mA, V。 圖 (c):N溝增強(qiáng)型MOSFET,無意義 ,V。3.3已知各FET各極電壓如題圖3.3所示,并設(shè)各管的V。試分別判別其工作狀態(tài)(可變電阻區(qū),恒流區(qū),截止區(qū)或不能正常工作)。(a)(b)(c)(d)D 3VD 5VD -5VD 9V5VGS 2VS 0VS 0VS 0VG-3V題圖3.3 解:圖 (a)中,N溝增強(qiáng)型MOSFET,因?yàn)閂V,VV,所以工作在恒流區(qū)。 圖 (b)中,N溝耗盡型MOSFET,VV,VV,所以工作在可變電阻區(qū)。 圖 (c)中,P溝增強(qiáng)型MOSFET,VV,VV,所以工作在恒流區(qū)。 圖(d)中,為N溝JFET,VV,所以工作在截止區(qū)。 3.5在題圖3.5(a)和(b)所示電路中。TRD 1kRG 1MRS 4kUSS(-10V)(a)UDD(+10V)TC2RD 30kR21M C1RS 6k+Ui+UoR11.5M (b)題圖3.5UDD(+12V)(1)已知JFET的mV,V。試求、和的值。(2)已知MOSFET的。試求、和的值。解(1) 解得:(2) 解得:3.12 題圖3.12電路中JFET共源放大電路的元器件參數(shù)如下:在工作點(diǎn)上的管子跨gm=1mS,rds=200k,R1=300 k,R2=100k,R3=1M,R4=10k,R5=2k,R6=2k,試估算放大電路的電壓增益、輸入電阻、輸出電阻。題圖3.12第四章4.1 已知某放大器的幅頻特性如題圖4.1所示。(1) 試說明該放大器的中頻增益、上限頻率fH和下限頻率fL、通頻帶BW。10102103104105106107102030400題圖4.1f/Hz20lg(Au)dB(2) 當(dāng)和時,輸出信號有無失真?是何種性質(zhì)的失真?分別說明之。解:(1)由題圖4.1可得:中頻增益為40dB,即100倍,fH=106Hz, fL=10Hz(在fH和fL處,增益比中頻增益下降30dB),。(2)當(dāng)時,其中f=104Hz的頻率在中頻段,而的頻率在高頻段,可見輸出信號要產(chǎn)生失真,即高頻失真。當(dāng)時,f=5Hz的頻率在低頻段,f=104Hz的頻率在中頻段,所以輸出要產(chǎn)生失真,即低頻失真。 4.3已知某晶體管電流放大倍數(shù)的頻率特性波特圖如題圖4.3所示,試寫出的頻率特性表達(dá)式,分別指出該管的、T各為多少?并畫出其相頻特性的近似波特圖。 /Mrad/s0-45-90題圖4.3(b) 其相頻特性的近似波特圖如圖4.3(b)所示。4.4 某一放大器的中頻增益為AuI=40dB,上限頻率為fH=2MHz,下限頻率fL=100Hz,輸出不失真的動態(tài)范圍為Uopp=10V。輸入下列信號時會產(chǎn)生什么失真?(1)、ui(t)=0.1sin(2×104t)(V) (2)、ui(t)=10sin(2×3×106t)(mV)(3)、ui(t)=10sin(2×400t)+ 10sin(2×106t) (mV)(4)、ui(t)=10sin(2×10t)+ 10sin(2×5×104t) (mV)(5)、ui(t)=10sin(2×103t)+ 10sin(2×107t) (mV)解:(1)輸入信號為單一頻率正弦波,所以不存在頻率失真問題。但由于輸入信號幅度較大(為0.1V),經(jīng)100倍的放大后峰峰值為0.1×2×10020V,已大大超過輸出不失真動態(tài)范圍(UOPP=10V),故輸出信號將產(chǎn)生嚴(yán)重的非線性失真(波形出現(xiàn)限幅狀態(tài))。(2)輸入信號為單一頻率正弦波,雖然處于高頻區(qū),但也不存在頻率失真問題。又因?yàn)樾盘柗容^小,為10m V,經(jīng)放大后峰峰值為100×2×102V,故也不出現(xiàn)非線性失真。(3) 輸入信號兩個頻率分量分別為10Hz及1MHz,均處于放大器的中頻區(qū),不會產(chǎn)生頻率失真,又因?yàn)樾盘柗容^小(10m V),故也不會出現(xiàn)非線性失真。(4)輸入信號兩個頻率分量分別為10Hz及50KHz,一個處于低頻區(qū),而另一個處于中頻區(qū),故經(jīng)放大后會出現(xiàn)低頻頻率失真,又因?yàn)樾盘柗刃?,疊加后放大器也未超過線性動態(tài)范圍,所以不會有非線性失真。(5)輸入信號兩個頻率分量分別為1KHz和10MHz,一個處于中頻區(qū),而另一個處于高頻區(qū),故信號經(jīng)放大后會出現(xiàn)高頻頻率失真。同樣,由于輸入幅度小。不會出現(xiàn)非線性頻率失真。 4.6電路如題圖4.6(a)所示,已知晶體管的。(1) 試畫出電路的高頻等效電路。(2) 利用密勒近似求上限頻率fH。+VCCUo+RB500k RC2k RERL2k C1 10F RS0.9k C210F (a)+RS UsRB rbbUbeCbeCbcgmUbeRC/RL +Uo+rbe(b)題圖4.6Us10F 解:(1)高頻等效電路如題圖4.6(b)所示: (3) 利用密勒近似,將Cbc折算到輸入端,即 第五章5.2電路如題圖7.2所示,試求各支路電流值。設(shè)各晶體管V。V1V5V2V3V4IRI5I3I4+6V6V1k5k5k10k2k題圖7.2 解:圖7.2是具有基極補(bǔ)償?shù)亩嚯娏髟措娐贰O惹髤⒖茧娏鳎?(mA)則 (mA)(mA)(mA)5.4 對稱差動放大電路如題圖7.1所示。已知晶體管和的,并設(shè)UBE(on)=0.7V,rbb=0,rce=¥。+V1V2+UCCui1ui2RC 5.1k RL Uo5.1k RC5.1k RE5.1k -6VRB2k 題圖7.1RB2k +RL/2+2Uod/2+Uid/2RCRBV1(b)+UicRCRBV1(c)2REE+Uoc (1)求V1和V2的靜態(tài)集電極電流ICQ、UCQ和晶體管的輸入電阻rbe。 (2)求雙端輸出時的差模電壓增益Aud,差模輸入電阻Rid和差模輸出電阻Rod。 (3)若RL接V2集電極的一端改接地時,求差模電壓增益Aud(單),共模電壓增益Auc和共模抑制比KCMR,任一輸入端輸入的共模輸入電阻Ric,任一輸出端呈現(xiàn)的共模輸出電阻Roc。 (4) 確定電路最大輸入共模電壓范圍。解:(1)因?yàn)殡娐穼ΨQ,所以(2)差模電壓增益 195.22)1.521/(1.55021/'-»+´´-=+-=ebbLCudrRRRAbB 差模輸入電阻:W=W+=+=kkrRRebid9)5.22(2)(2' 差模輸出電阻:(3)單端輸出差模電壓增益: 共模電壓增益:共模抑制比: (Aud為單)共模輸入電阻: 共模輸出電阻: (4)設(shè)晶體管的UCB=0為進(jìn)入飽和區(qū),并略去RB上的壓降。 為保證V1和V2工作在放大區(qū),正向最大共模輸入電壓Uic(max)應(yīng)滿足下式: ,否則晶體管飽和。 如果題圖7.1中的RE是用恒流源IEE,則只要 為保證V1和V2工作在放大區(qū),負(fù)向最大共模輸入電壓Uic(min)應(yīng)滿足下式: 否則晶體管截止。 由上可得最大共模輸入范圍為5.6 電路如題圖7.6。已知V1、V2、V3管的, (1)若ui1=0,ui2=10sint(mV),試求uo=?(2)若ui1=10sint(mV),ui2=5mV,試畫出uo的波形圖。(3)若ui1=ui2=Uic,試求Uic允許的最大變化范圍。(4)當(dāng)R1增大時,Aud、Rud將如何變化?題圖7.6(2) 其波形如圖所示。uo-113使得Aud減小,而Rid增大。5.8 差動放大電路如題圖7.8所示。試通過計(jì)算畫出輸出電壓波形。設(shè)晶體管的UBE(on)=0.7V,IE=2mA。+V1V2ui20VIERC5k RC5k V35k -20V+uo題圖7.8uo/Vt14.35V0(b)(a) 解:略去V3基極電流的影響,即輸出電壓的靜態(tài)電壓為14.3。 略去V3的輸入電阻對V2的負(fù)載影響,由圖7.8(a)可看出,不失真的輸出電壓峰值為。如根據(jù)線性放大計(jì)算,很明顯,輸出電壓失真被雙向限幅,如圖7.8(b)所示。5.9 電路見題圖7.9。設(shè)(1)試畫出u0當(dāng)波形,并標(biāo)出波形當(dāng)幅度。(2)若RC變?yōu)椋瑄0波形有何變化?為什么?(a) (b)題圖7.9解:(1)由于Uid=1.2V>>0.1V,電路呈現(xiàn)限幅特性,其u0波形如題圖(b)所示。(2) 當(dāng)RC變?yōu)闀r,u0幅度增大,其值接近±15V,此時,一管飽和,另一管截止。;第六章6.1 試判斷題圖6.1所示各電路的級間反饋類型和反饋極性。+Ui+UoV1V2R1R3R5R2R4(a)UCC+Ui+Uo(b)V1V2R1R2R3(c)+UsRSUCC+UoR8R7R6R2R1R3R4R5V1V2V3V4RL-UEEUCC+UiUCC+UoR1R3R7R2R4R6R5V1V2V3V4(d)題圖6.1解: 電路(a)為串聯(lián)電壓負(fù)反饋。電路(b)為串聯(lián)電壓負(fù)反饋。電路(c) V1與V3間為電壓串聯(lián)負(fù)反饋。電路(d)為電壓由V3的射極經(jīng)R6至V1的射極組成了電壓串聯(lián)負(fù)反饋。6.2 試判別6.2所示各電路的反饋類型和反饋極性。UiUoR1R2R3R4R5+A1+A2(a)R6UiUo+A2R2R1R5R4R3+A1(b)題圖6.2解:電路(a)為電壓并聯(lián)負(fù)反饋。電路(b):經(jīng)A2、R2組成電壓并聯(lián)正反饋電路;經(jīng)R3組成電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路。6.3 一電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大器,其基本放大器的電壓增益Au=100,反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)Bu=0.1。由于溫度變化,Au增大到120,試求負(fù)反饋放大電路的電壓增益變化率。解: 或 6.7 某放大器的放大倍數(shù)A(j)為若引入F=0.01的負(fù)反饋,試問:(1)開環(huán)中頻放大倍數(shù)AI?fH=?(2)閉環(huán)中頻放大倍數(shù)AIf=?fHf=?6.9 電路如題圖6.10(a)和(b)所示。試問:RS+UsR1R2R3(a)C1T1T2R4R6C2C3RLUCCRS+UsR1R2C1T1RLUCC+Uo+Uo(b)R4C2T2R5圖6.10R5(1) 反饋電路的連接是否合理?為發(fā)揮反饋效果,兩個電路對RS有何要求?(2) 當(dāng)信號源內(nèi)阻變化時,哪個電路的輸出電壓穩(wěn)定性好?哪個電路源電壓增益的穩(wěn)定性能力強(qiáng)?(3) 當(dāng)負(fù)載RL變化時,哪個電路輸出電壓穩(wěn)定性好?哪個電路源電壓增益穩(wěn)定能力強(qiáng)?解:(1)圖(a):第一級是電流串聯(lián)負(fù)反饋,第二級是電壓并聯(lián)負(fù)反饋,第一級對第二級相當(dāng)于恒流源激勵,對第二級是合理的;對第一級要求恒壓源激勵,以使電流串聯(lián)負(fù)反饋起作用,即RS越小越好。 圖(b):第一級是電壓并聯(lián)負(fù)反饋,第二級是電流串聯(lián)負(fù)反饋,第一級對第二級相當(dāng)于恒壓源激勵,對第二級是合理的;對第一級要求恒流源激勵以使電壓并聯(lián)負(fù)反饋起作用,即RS越大越好。 (2)圖(a):輸入端是串聯(lián)負(fù)反饋,Rif大,RS小,而且Rif>>RS,當(dāng)RS變化時,源電壓增益的變化不大,即穩(wěn)定性較好,輸出電壓當(dāng)然也就穩(wěn)定。圖(b):輸入端是并聯(lián)負(fù)反饋,Rif小,RS大,而且Rif<< RS,當(dāng)RS變化時,源電壓增益不穩(wěn)定,輸出電壓也不穩(wěn)定(3)圖(a):輸入端是電壓負(fù)反饋,Rof小,是恒壓源,RL變化時,輸出電壓穩(wěn)定,源電壓增益也穩(wěn)定。圖(b):輸出端是電流負(fù)反饋,Rof大,是恒流源,RL變化時,輸出電壓不穩(wěn)定,源電壓增益也不穩(wěn)定。6.10反饋放大器電路如題圖6.11所示,試回答:(1)判斷該電路引入了何種反饋?反饋網(wǎng)絡(luò)包括哪些元件?工作點(diǎn)的穩(wěn)定主要依靠哪些反饋?(2)該電路的輸入輸出電阻如何變化,是增大還是減少了?(3)在深反饋條件下,交流電壓增益Auf?題圖6.11解:(1)90電阻和1電阻構(gòu)成兩級之間的交流串聯(lián)電壓負(fù)反饋。4、60以及V1構(gòu)成兩級之間的直流電流負(fù)反饋,以保證直流工作點(diǎn)更加穩(wěn)定。(2)該電路輸入阻抗增大,輸出阻抗減小。(3)在深反饋條件下:6.11負(fù)反饋放大電路如題圖6.12所示。(1) 試判別電路中引入了何種反饋?(2) 為得到低輸入電阻和低輸出電阻,應(yīng)采用何種類型的負(fù)反饋?電路應(yīng)如何改接?+UCCUo-UEE+Ui2k 10k 10k 120k 2k 4.7k 90k 10k 10k 2k 3.9k V1V2V3圖6.12解:(1)輸出信號Uo通過90k電阻接至V2的基極,故構(gòu)成電壓串聯(lián)負(fù)反饋。(2)應(yīng)采用電壓并聯(lián)負(fù)反饋。其改接方法為:將V3的基極由接在V1的集電極改接到V2的集電極;將輸出端的90k電阻,由接在V2的基極改接到V1的基極。 6.13電路如題圖6.14所示,試回答: (1) 集成運(yùn)放A1和A2各引進(jìn)什么反饋?(2) 求閉環(huán)增益。題圖6.14解:(1)運(yùn)放A1引入了串聯(lián)電壓負(fù)反饋;運(yùn)放A2引入了并聯(lián)電壓負(fù)反饋。(2)閉環(huán)增益Auf為6.15電路如題圖6.15(a)和(b)所示,各電容對信號可視為短路。(1) 試分別判斷電路級間交流反饋的極性和類型。(2) 分別寫出反饋系數(shù)的表達(dá)式。(3) 分別估算滿足深度反饋條件下的源電壓增益Ausf的表達(dá)式或數(shù)值。RSR1R2R3R4C1C2IiUCCT1T2+Uo(a)+UsUoT1T2C1C2IiR218k R310k R110k R53k R41k RL10k R627k (b)UCC+UsRS題圖6.15解:(1) 圖(a):電壓并聯(lián)負(fù)反饋圖(b):電流并聯(lián)負(fù)反饋(2)圖(a): 圖(b):(3) 圖(a): 圖(b):6.19某放大器的開環(huán)幅頻響應(yīng)如題圖6.19所示。(1)問當(dāng)施加F=0.001的負(fù)反饋時,此反饋放大器是否能穩(wěn)定工作?相位裕度等于多少? 題圖6.19解:(1)F=0.001,Af1/F=1000(60dB),如圖P6-19所示,此時有45°相位裕度。 第七章7.1 試求圖題7.1各電路的輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系式。 (a) (b)圖題7.1解:(a)根據(jù)虛斷特性 ,根據(jù)虛短特性,所以(b)當(dāng)時,電路轉(zhuǎn)換為反相輸入求和電路,輸出當(dāng)時,電路轉(zhuǎn)換為同相輸入求和電路,輸出根據(jù)線性疊加原理,總輸出為7.4電路如圖題7.4所示。已知,試求圖題7.4解:運(yùn)放A1的輸出為,運(yùn)放A2的輸出為,運(yùn)放A3構(gòu)成雙端輸入求和運(yùn)算電路,輸出為7.8 . 運(yùn)放組成的電路如圖題7.8(a)、(b)所示,已知電源電壓為±15V。(1) 試分別畫出傳輸特性曲線;(2) 若輸入信號,試分別畫出輸出信號的波形。 (a) (b)圖題7.8解:(1)電路(a)為反相比例放大器,,電路(b)為同相比例放大器,所以它們的傳輸特性曲線分別如圖7.8(a)(b)所示。圖7.8(2) 若輸入信號,輸出信號的波形分別如圖7.8(c)(d)所示。7.20 圖題7.20所示為遲滯電壓比較器電路,已知運(yùn)放最大輸出電壓為±14V,穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓,穩(wěn)壓管的導(dǎo)通電壓,。試分別畫出它們的傳輸特性并求出回差電壓。圖題7.20解:(a)當(dāng)時,輸出處于臨界狀態(tài),即將發(fā)生翻轉(zhuǎn)。根據(jù)虛斷特性,根據(jù)線性疊加原理,所以,當(dāng)時,;當(dāng)時,。出回差電壓= 。傳輸特性如圖7.20(a)。(b)當(dāng)時,輸出處于臨界狀態(tài),即將發(fā)生翻轉(zhuǎn)。根據(jù)虛斷特性,根據(jù)線性疊加原理, 所以,當(dāng)時,;當(dāng)時,。出回差電壓= 。傳輸特性如圖7.20(b)。 (a) (b)圖7.20第八章8.2. 圖題8-2為理想乙類互補(bǔ)推挽功放電路,設(shè)UCC=15V,UEE=15V,RL=4,UCE(sat)=0,輸入為正弦信號。試求(1) 輸出信號的最大功率;(2) 輸出最大信號功率時電源的功率、集電極功耗(單管)和效率;(3) 每個晶體管的最大耗散功率PTm是多少?在此條件下的效率是多少?圖題8-2解:(1) (2) (3) 8.8 功放電路如圖題8-8所示,試問(1) 指出電路中的反饋通路,并判斷反饋組態(tài);(2) 估算電路在深度負(fù)反饋時的閉環(huán)電壓增益;(3) 設(shè)晶體管的飽和壓降為0.5V,電路的最大輸出功率為多少?晶體管的參數(shù)ICM、PCM、U(BR)CEO如何選???(4) 如要求輸出電壓Uom=8V,輸入信號Uim=?圖題8-8(1)100k、1 k電阻構(gòu)成了互補(bǔ)乙類功放電路和運(yùn)放構(gòu)成的同相比例放大器之間的反饋通路。引入了級間電壓串聯(lián)負(fù)反饋。(2) ,根據(jù),所以得(3) 晶體管的參數(shù)應(yīng)滿足如下條件: (4)因?yàn)?,所以第九?.1 單相全波整流電路如圖題9-1所示,圖中已標(biāo)出變壓器副邊繞組電壓有效值。(1) 估算負(fù)載RL上直流電壓平均值UO。(2) 若二極管VD1開路,重新估算UO。(3) 為保證電路正常工作,整流管的極限參數(shù)IF、URM應(yīng)滿足什么條件?圖題9-1解:(1)(2)若二極管VD1開路,電路演變?yōu)閱蜗喟氩ㄕ麟娐罚?)因?yàn)?,所以?.2 電路如圖題9-2所示,變壓器副邊繞組電壓有效值U21= U22=20V。(1) 標(biāo)出uO1、uO2對地的極性,并求uO1的直流電壓平均值UO1。(2) uO1、uO2的波形是全波整流還是半波整流?圖題9-2解:(1)uO1、uO2對地的極性如圖題9-2所示。uO1為單相全波整流結(jié)果,故(2)uO1、uO2的波形是全波整流。9.3 在圖題9-3所示橋式整流、電容濾波電路中,變壓器次級電壓有效值U2=20V,RL=20,試求:(1) 負(fù)載電流IL。(2) 整流管的極限參數(shù)IF、URM應(yīng)滿足什么條件?(3) 電容器C的耐壓UC應(yīng)為多少?圖題9-3解:(1)(2), (3)9.4 已知某直流穩(wěn)壓電源電路如圖題9-4所示。設(shè)三極管的發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓UBE(on)=0.7V,變壓器副邊繞組電壓有效值為20V。(1) 求輸出電壓UO的調(diào)節(jié)范圍。(2) 當(dāng)電位器RW調(diào)至中間位置時,估算UA、UO的數(shù)值。(3) 當(dāng)電網(wǎng)電壓升高時,說明輸出電壓穩(wěn)定的過程。圖題9-4解:(1)當(dāng)電位器RW調(diào)至最上端時,此時UO最小,當(dāng)電位器RW調(diào)至最下端時,此時UO最大,所以輸出電壓UO的調(diào)節(jié)范圍為9V18V。(2)當(dāng)電位器RW調(diào)至中間位置時,(3)當(dāng)電網(wǎng)電壓升高時,導(dǎo)致以下調(diào)整過程:

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