《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》典型習(xí)題解答

半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)知識1.1 電路如圖P1.1所示，已知ui5sint (V)，二極管導(dǎo)通電壓UD0.7V。試畫出ui與uO的波形，并標(biāo)出幅值。 圖P1.1 解圖P1.1 解：波形如解圖P1.1所示。1.2 電路如圖P1.2（a）所示，其輸入電壓uI1和uI2的波形如圖（b）所示，二極管導(dǎo)通電壓UD0.7V。試畫出輸出電壓uO的波形，并標(biāo)出幅值。圖P1.2解：uO的波形如解圖P1.2所示。解圖P1.21.3 已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ6V，穩(wěn)定電流的最小值IZmin5mA，最大功耗PZM150mW。試求圖P1.3所示電路中電阻R的取值范圍。 圖P1.3解：穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定電流 IZMPZM/UZ25mA電阻R的電流為IZMIZmin，所以其取值范圍為 1.4 已知圖P1.4所示電路中穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ6V，最小穩(wěn)定電流IZmin5mA，最大穩(wěn)定電流IZmax25mA。（1） 別計算UI為10V、15V、35V三種情況下輸出電壓UO的值；（2） 若UI35V時負(fù)載開路，則會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?為什么？ 圖P1.4解：（1）當(dāng)UI10V時，若UOUZ6V，則穩(wěn)壓管的電流小于其最小穩(wěn)定電流，所以穩(wěn)壓管未擊穿。故 當(dāng)UI15V時，若UOUZ6V，則穩(wěn)壓管的電流小于其最小穩(wěn)定電流，所以穩(wěn)壓管未擊穿。故 當(dāng)UI35V時，穩(wěn)壓管中的電流大于最小穩(wěn)定電流IZmin，所以UOUZ6V。（2）29mAIZM25mA，穩(wěn)壓管將因功耗過大而損壞。1.5 電路如圖P1.5（a）、（b）所示，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ3V，R的取值合適，uI的波形如圖（c）所示。試分別畫出uO1和uO2的波形。 圖P1.5解圖P1.5解：波形如解圖P1.5所示 1.6測得放大電路中六只晶體管的直流電位如圖P1.6所示。在圓圈中畫出管子，并分別說明它們是硅管還是鍺管。 圖P1.6 解：晶體管三個極分別為上、中、下管腳，答案如解表P1.6所示。解表P1.6管號T1T2T3T4T5T6上ecebcb中bbbeee下ceccbc管型PNPNPNNPNPNPPNPNPN材料SiSiSiGeGeGe1.7 電路如圖P1.7所示，試問大于多少時晶體管飽和？圖P1.7解：取UCESUBE，若管子飽和，則 所以，時，管子飽和。 1.8 分別判斷圖P1.8所示的各電路中晶體管是否有可能工作在放大狀態(tài)。 圖P1.8解：（a）可能 （b）可能 （c）不能 （d）不能，T的發(fā)射結(jié)會因電流過大而損壞。 （e）可能第二章 基本放大電路2.1分別改正圖P2.1所示各電路中的錯誤，使它們有可能放大正弦波信號。要求保留電路原來的共射接法和耦合方式。 圖P2.1 解：（a）將VCC改為VCC 。 （b）在VCC 與基極之間加Rb。 （c）將VBB反接，且在輸入端串聯(lián)一個電阻。 （d）在VBB支路加Rb，在VCC與集電極之間加Rc。 2.2 電路如圖P2.2（a）所示，圖（b）是晶體管的輸出特性，靜態(tài)時UBEQ0.7V。利用圖解法分別求出RL和RL3k時的靜態(tài)工作點(diǎn)和最大不失真輸出電壓Uom（有效值）。圖P2.2 解：空載時：IBQ20A，ICQ2mA，UCEQ6V；最大不失真輸出電壓峰值約為5.3V，有效值約為3.75V。帶載時：IBQ20A，ICQ2mA，UCEQ3V；最大不失真輸出電壓峰值約為2.3V，有效值約為1.63V。如解圖P2.2所示。解圖P2.22.3電路如圖P2.3所示，晶體管的b80，=100。分別計算RL和RL3k時的Q點(diǎn)、Ri 和Ro。圖P2.3解：在空載和帶負(fù)載情況下，電路的靜態(tài)電流、rbe均相等，它們分別為 空載時，靜態(tài)管壓降、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻分別為 RL5k時，靜態(tài)管壓降、電壓放大倍數(shù)分別為 2.4 電路如圖P2.4所示，晶體管的b100，=100。 （1）求電路的Q點(diǎn)、Ri和Ro；（2） 若電容Ce開路，則將引起電路的哪些動態(tài)參數(shù)發(fā)生變化？如何變化？ 圖P2.4解：（1）靜態(tài)分析： 動態(tài)分析： （3） Ri增大，Ri4.1k；減小，1.92。2.5 設(shè)圖P2.5所示電路所加輸入電壓為正弦波。試問：（1）=/? =/?（2）畫出輸入電壓和輸出電壓ui、uo1、uo2 的波形。圖P2.5 解：（1）因?yàn)橥ǔ?，所以電壓放大倍數(shù)分別應(yīng)為 （2）兩個電壓放大倍數(shù)說明 uo1ui，uo2ui。波形如解圖P1.5所示。解圖P1.5 2.6 電路如圖P2.6所示，晶體管的b80，rbe=1k。 （1）求出Q點(diǎn)； （2）分別求出RL和RL3k時電路的、Ri、Ro。圖P2.6解：（1）求解Q點(diǎn)： （2）求解輸入電阻和電壓放大倍數(shù)： RL時 RL3k時 2.7 電路如圖P2.7所示，晶體管的b60，=100。（1）求解Q點(diǎn)、Ri和Ro； （2）設(shè)10mV（有效值），問？若C3開路，則？ 圖P2.7解：（1）Q點(diǎn)： 、Ri和Ro的分析： （2）設(shè)10mV（有效值），則 若C3開路，則2.8 已知圖P2.8（a）所示電路中場效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性如圖（b）所示。求解電路的Q點(diǎn)和。 圖P2.8解：（1）求Q點(diǎn)：根據(jù)電路圖可知， UGSQVGG3V。從轉(zhuǎn)移特性查得，當(dāng)UGSQ3V時的漏極電流 IDQ1mA 因此管壓降 UDSQVDDIDQRD5V。 （2）求電壓放大倍數(shù)： 2.9 圖P2.9中的哪些接法可以構(gòu)成復(fù)合管？標(biāo)出它們等效管的類型（如NPN型、PNP型、N溝道結(jié)型）及管腳（b、e、c、d、g、s） 圖P2.9解：（a）不能。 （b）不能。 （c）構(gòu)成NPN型管，上端為集電極，中端為基極，下端為發(fā)射極。（d）不能。 （e）不能。 （f）PNP型管，上端為發(fā)射極，中端為基極，下端為集電極。 （g）構(gòu)成NPN型管，上端為集電極，中端為基極，下端為發(fā)射極。 2.10 設(shè)圖P2.10所示各電路的靜態(tài)工作點(diǎn)均合適，分別畫出它們的交流等效電路，并寫出、Ri和Ro的表達(dá)式。 圖P2.10解：（1）圖示各電路的交流等效電路如解圖P2.10所示。 （2）各電路、Ri和Ro的表達(dá)式分別為圖（a） 圖（b） 圖（c） 圖（d） 解圖P2.102.11 已知某基本共射電路的波特圖如圖P2.11所示，試寫出的表達(dá)式。圖P2.11 解: 2.12 已知某共射放大電路的波特圖如圖P5.3所示，試寫出的表達(dá)式。圖P2.12解：觀察波特圖可知，中頻電壓增益為40dB，即中頻放大倍數(shù)為100；下限截止頻率為1Hz和10Hz，上限截止頻率為250kHz。故電路的表達(dá)式為 2.13 已知某電路的幅頻特性如圖P2.13所示，試問： （1）該電路的耦合方式； （2）該電路由幾級放大電路組成；（3）當(dāng)f 104Hz時，附加相移為多少？當(dāng)f 105時，附加相移又約為多少？圖P2.13 解:（1）因?yàn)橄孪藿刂诡l率為0，所以電路為直接耦合電路；（2）因?yàn)樵诟哳l段幅頻特性為60dB/十倍頻，所以電路為三級放大電路； （3）當(dāng)f 104Hz時，135o；當(dāng)f 105Hz時，270o 。2.14 已知某電路電壓放大倍數(shù) 試求解：（1）？fL？fH ? （2）畫出波特圖。 解：（1）變換電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式，求出、fL、fH。 （2）波特圖如解圖P2.14所示。解圖P2.142.15 已知兩級共射放大電路的電壓放大倍數(shù) （1）？fL？fH ? （2）畫出波特圖。 解：（1）變換電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式，求出、fL、fH。 （2）波特圖如解圖P2.15所示。解圖P2.15 2.16 已知一個兩級放大電路各級電壓放大倍數(shù)分別為 （1）寫出該放大電路的表達(dá)式； （2）求出該電路的fL和fH各約為多少； （3）畫出該電路的波特圖。 解：（1）電壓放大電路的表達(dá)式 （2）fL和fH分別為： （3）根據(jù)電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式可知，中頻電壓放大倍數(shù)為104，增益為80dB。波特圖如解圖P2.16所示。解圖P2.16 2.17 電路如圖P2.17所示，T1和T2管的飽和管壓降UCES3V，UCC15V，RL8。選擇正確答案填入空內(nèi)。 圖P2.17 （1）電路中D1和D2管的作用是消除 。 A飽和失真 B截止失真 C交越失真 （2）靜態(tài)時，晶體管發(fā)射極電位UEQ 。 A0V B0V C0V （3）最大輸出功率POM 。 A28W B18W C9W （4）當(dāng)輸入為正弦波時，若R1虛焊，即開路，則輸出電壓 。 A為正弦波 B僅有正半波 C僅有負(fù)半波 （5）若D1虛焊，則T1管 。 A可能因功耗過大燒壞 B始終飽和 C始終截止解：（1）C （2）B （3）C （4）C （5）A2.18 在圖P2.17電路中，已知UCC16V，RL4，T1和T2管的飽和管壓降UCES2V，輸入電壓足夠大。試問： （1）最大輸出功率Pom和效率各為多少？ （2）晶體管的最大功耗PTmax為多少？ （3）為了使輸出功率達(dá)到Pom，輸入電壓的有效值約為多少？ 解：（1）最大輸出功率和效率分別為 （2）晶體管的最大功耗 （3）輸出功率為Pom時的輸入電壓有效值 第三章 負(fù)反饋放大電路3.1 判斷圖P6.4所示各電路中是否引入了反饋，是直流反饋還是交流反饋，是正反饋還是負(fù)反饋。設(shè)圖中所有電容對交流信號均可視為短路。圖P3.1解：圖（a）所示電路中引入了直流負(fù)反饋。圖（b）所示電路中引入了交、直流正反饋。圖（c）所示電路中引入了直流負(fù)反饋 圖（d）、（e）、（f）、（g）、（h）所示各電路中均引入了交、直流負(fù)反饋。3.2 電路如圖3.2所示，要求同題3.1。 圖P3.2解：圖（a）所示電路中引入了交、直流負(fù)反饋圖（b）所示電路中引入了交、直流負(fù)反饋 圖（c）所示電路中通過Rs引入直流負(fù)反饋，通過Rs、R1、R2并聯(lián)引入交流負(fù)反饋，通過C2、Rg引入交流正反饋。 圖（d）、（e）、（f）所示各電路中均引入了交、直流負(fù)反饋。 圖（g）所示電路中通過R3和R7引入直流負(fù)反饋，通過R4引入交、直流負(fù)反饋。3.3 分別判斷圖3.1（d）（h）所示各電路中引入了哪種組態(tài)的交流負(fù)反饋，并計算它們的反饋系數(shù)。 解：各電路中引入交流負(fù)反饋的組態(tài)及反饋系數(shù)分別如下： （d）電流并聯(lián)負(fù)反饋 （e）電壓串聯(lián)負(fù)反饋 （f）電壓串聯(lián)負(fù)反饋 （g）電壓串聯(lián)負(fù)反饋 （h）電壓串聯(lián)負(fù)反饋 3.4分別判斷圖P3.2（a）（b）（e）（f）（g）所示各電路中引入了哪種組態(tài)的交流負(fù)反饋，并計算它們的反饋系數(shù)。 解：各電路中引入交流負(fù)反饋的組態(tài)及反饋系數(shù)分別如下： （a）電壓并聯(lián)負(fù)反饋 （b）電壓并聯(lián)負(fù)反饋 （e）電流并聯(lián)負(fù)反饋 （f）電壓串聯(lián)負(fù)反饋 （g）電流串聯(lián)負(fù)反饋 3.5估算圖3.1（d）（h）所示各電路在深度負(fù)反饋條件下電壓放大倍數(shù)。解：各電路在深度負(fù)反饋條件下的電壓放大倍數(shù)如下： 3.6估算圖3.2（e）（f）（g）所示各電路在深度負(fù)反饋條件下電壓放大倍數(shù)。解：各電路在深度負(fù)反饋條件下的電壓放大倍數(shù)如下： 第四章 直接耦合放大電路4.1圖P4.1所示電路參數(shù)理想對稱，12，rbe1rbe2rbe。 （1）寫出RW的滑動端在中點(diǎn)時Ad的表達(dá)式； （2）寫出RW的滑動端在最右端時Ad的表達(dá)式，比較兩個結(jié)果有什么不同。圖P4.1 解：（1）RW的滑動端在中點(diǎn)時Ad的表達(dá)式為 （2）RW的滑動端在最右端時 所以Ad的表達(dá)式為 比較結(jié)果可知，兩種情況下的Ad完全相等；但第二種情況下的。4.2 圖P4.2所示電路參數(shù)理想對稱，晶體管的均為50，=100，UBEQ0.7。試計算RW滑動端在中點(diǎn)時T1管和T2管的發(fā)射極靜態(tài)電流IEQ，以及動態(tài)參數(shù)Ad和Ri。 圖P4.2 解：RW滑動端在中點(diǎn)時T1管和T2管的發(fā)射極靜態(tài)電流分析如下： Ad和Ri分析如下： 4.3 電路如圖P4.3所示，T1管和T2管的均為40，rbe均為3k。試問：若輸入直流信號uI1=20mv，uI2=10mv，則電路的共模輸入電壓uIC=？差模輸入電壓uId=？輸出動態(tài)電壓uO=?圖P4.3 解：電路的共模輸入電壓uIC、差模輸入電壓uId、差模放大倍數(shù)Ad和動態(tài)電壓uO分別為 由于電路的共模放大倍數(shù)為零，故uO僅由差模輸入電壓和差模放大倍數(shù)決定。 4.4 電路如圖P4.4所示，晶體管的=50，=100。 （1）計算靜態(tài)時T1管和T2管的集電極電流和集電極電位；（2）用直流表測得uO=2V，uI=？若uI=10mv，則uO=？圖P4.4 解：（1）用戴維寧定理計算出左邊電路的等效電阻和電源為 靜態(tài)時T1管和T2管的集電極電流和集電極電位分別為 （2）先求出輸出電壓變化量，再求解差模放大倍數(shù)，最后求出輸入電壓，如下： uOuOUCQ11.23V 若uI=10mv，則 4.5 電路如圖P4.5所示，T1T5的電流放大系數(shù)分別為15，b-e間動態(tài)電阻分別為rbe1rbe5，寫出、Ri和Ro的表達(dá)式。圖P4.5 解: 、Ri和Ro的表達(dá)式分析如下： 第五章 集成運(yùn)算放大器及應(yīng)用5.1 電路如圖P5.1所示。試問：若以穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ作為輸入電壓，則當(dāng)R2的滑動端位置變化時，輸出電壓UO的調(diào)節(jié)范圍為多少？圖P5.1 解：UO的調(diào)節(jié)范圍約為 5.2 電路如圖P5.2所示，試求：（1）輸入電阻；（2）比例系數(shù)。圖P5.2 解：由圖可知Ri50k，uM2uI。 即 輸出電壓 5.3 試求圖P5.3所示各電路輸出電壓與輸入電壓的運(yùn)算關(guān)系式。圖P5.3解：在圖示各電路中，集成運(yùn)放的同相輸入端和反相輸入端所接總電阻均相等。各電路的運(yùn)算關(guān)系式分析如下：（a）（b） （c） （d）5.4 電路如圖P5.4所示。 （1）寫出uO與uI1、uI2的運(yùn)算關(guān)系式； （2）當(dāng)RW的滑動端在最上端時，若uI110mV，uI220mV，則uO？ （3）若uO的最大幅值為14V，輸入電壓最大值 uI1max10mV，uI2max20mV，最小值均為0V，則為了保證集成運(yùn)放工作在線性區(qū)，R2的最大值為多少？圖P5.4解：（1）A2同相輸入端電位 輸出電壓 或 （2）將uI110mV，uI220mV 代入上式，得uO100mV（3）根據(jù)題目所給參數(shù)，的最大值為20mV。若R1為最小值，則為保證集成運(yùn)放工作在線性區(qū)， 20mV時集成運(yùn)放的輸出電壓應(yīng)為14V，寫成表達(dá) 式為 故 R1min143 R2maxRWR1min（100.143）k9.86 k5.5 分別求解圖P5.5所示各電路的運(yùn)算關(guān)系。圖P5.5解：圖（a）所示為反相求和運(yùn)算電路；圖（b）所示的A1組成同相比例運(yùn)算電路，A2組成加減運(yùn)算電路；圖（c）所示的A1、A2、A3均組成為電壓跟隨器電路，A4組成反相求和運(yùn)算電路。（a）設(shè)R3、R4、R5的節(jié)點(diǎn)為M，則 （b）先求解uO1，再求解uO。 （c）A1、A2、A3的輸出電壓分別為uI1、uI2、uI3。由于在A4組成的反相求和運(yùn)算電路中反相輸入端和同相輸入端外接電阻阻值相等，所以 5.6 在圖P5.6（a）所示電路中，已知輸入電壓uI的波形如圖（b）所示，當(dāng)t0時uO0。試畫出輸出電壓uO的波形。圖P5.6 解：輸出電壓的表達(dá)式為 當(dāng)uI為常量時 若t0時uO0，則t5ms時 uO10055103V2.5V。 當(dāng)t15mS時 uO100(5)10103（2.5）V2.5V。因此輸出波形如解圖P5.6所示。解圖P5.65.7 試分別求解圖P5.7所示各電路的運(yùn)算關(guān)系。圖P5.7解：利用節(jié)點(diǎn)電流法，可解出各電路的運(yùn)算關(guān)系分別為： （a） （b） （c） （d） 5.8 試求出圖P5.8所示電路的運(yùn)算關(guān)系。圖P5.8 解：設(shè)A2的輸出為uO2。因?yàn)镽1的電流等于C的電流，又因?yàn)锳2組成以uO為輸入的同相比例運(yùn)算電路，所以 5.9 為了使圖P5.9所示電路實(shí)現(xiàn)除法運(yùn)算， （1）標(biāo)出集成運(yùn)放的同相輸入端和反相輸入端； （2）求出uO和uI1、uI2的運(yùn)算關(guān)系式。圖P5.9 解：（1）為了保證電路引入負(fù)反饋，A的上端為“”，下端為“”。 （2）根據(jù)模擬乘法器輸出電壓和輸入電壓的關(guān)系和節(jié)點(diǎn)電流關(guān)系，可得 所以 5.10試分別求解圖P5.10所示各電路的電壓傳輸特性。圖P5.10解：圖（a）所示電路為單限比較器，uOUZ8V，UT3V，其電壓傳輸特性如解圖P5.10（a）所示。圖（b）所示電路為過零比較器，UOLUD0.2V，UOLUZ6V，UT0V。其電壓傳輸特性如解圖P5.10（b）所示。 圖（c）所示電路為反相輸入的滯回比較器，uOUZ6V。令 求出閾值電壓 UT10 V UT24 V其電壓傳輸特性如解圖P5.10（c）所示。 圖（d）所示電路為同相輸入的滯回比較器，uOUZ6V。令 得出閾值電壓 其電壓傳輸特性如解圖P5.10（d）所示。圖（e）所示電路為窗口比較器，uOUZ5V，UT3V，其電壓傳輸特如解圖P5.10（e）所示。解圖P5.105.11 已知三個電壓比較器的電壓傳輸特性分別如圖P5.11（a）、（b）、（c）所示，它們的輸入電壓波形均如圖（d）所示，試畫出uO1、uO2和uO3的波形。圖P5.11 解：根據(jù)三個電壓比較器的電壓傳輸特性畫出在輸入電壓作用下它們的輸出電壓波形，如解圖P5.11所示。 解圖P5.115.12設(shè)計三個電壓比較器，它們的電壓傳輸特性分別如圖P5.11（a）、（b）、（c）所示。要求合理選擇電路中各電阻的阻值，限定最大值為50k。 解：具有圖P5.11（a）所示電壓傳輸特性的電壓比較器為同相輸入的單限比較器。輸出電壓uOUZ6V，閾值電壓UT2V，電路如解圖P5.12（a）所示。具有圖P5.11（b）所示電壓傳輸特性的電壓比較器為反相輸入的滯回比較器。輸出電壓uOUZ6V；閾值電壓UT10V，UT22V，說明電路輸入有UREF作用，根據(jù) 列方程，令R250 k，可解出R110 k，UREF1.2V。電路如解圖P5.12（b）所示。具有圖P5.11（c）所示電壓傳輸特性的電壓比較器為窗口單限比較器。輸出電壓UOL0V，UOH6V，閾值電壓UT10V，UT12V。電路如解圖P5.12（c）所示。解圖P5.125.13 電路如圖P5.13所示，試求解：（1）RW的下限值；（2）振蕩頻率的調(diào)節(jié)范圍。 圖P5.13 解：（1）根據(jù)起振條件 k。故RW的下限值為2k。（2）振蕩頻率的最大值和最小值分別為 5.14 在圖P5.14所示電路中，已知R110 k，R220 k，C0.01F，集成運(yùn)放的最大輸出電壓幅值為12V，二極管的動態(tài)電阻可忽略不計。 （1）求出電路的振蕩周期；（2）畫出uO和uC的波形。 圖P5.14 解圖P5.14解：（1）振蕩周期 T（R1R2）C ln33.3mS（2）脈沖寬度 T1R1C ln31.1mS uO和uC的波形如解圖5.14所示。5.15 波形發(fā)生電路如圖P5.15所示，設(shè)振蕩周期為T，在一個周期內(nèi)uO1UZ的時間為T1，則占空比為T1 / T；在電路某一參數(shù)變化時，其余參數(shù)不變。選擇增大、不變或減小填入空內(nèi)：圖P5.15 當(dāng)R1增大時，uO1的占空比將 ，振蕩頻率將 ，uO2的幅值將 ；若RW1的滑動端向上移動，則uO1的占空比將 ，振蕩頻率將 ，uO2的幅值將 ；若RW2的滑動端向上移動，則uO1的占空比將 ，振蕩頻率將 ，uO2的幅值將 。 解：設(shè)RW1、RW2在未調(diào)整前滑動端均處于中點(diǎn)，則應(yīng)填入，；，；，；。5.16 在圖P5.15所示電路中，已知RW1的滑動端在最上端，試分別定性畫出RW2的滑動端在最上端和在最下端時uO1和 uO2的波形。解：uO1和 uO2的波形如解圖5.16所示。 （a）RW2滑動端在最上端 （b）RW2滑動端在最下端 解圖5.16 第六章 正弦波振蕩電路6.1 試用相位平衡條件判別圖6.1電路中，哪個有可能振蕩，哪個不能振蕩，并簡述理由。圖6.1解：此類題分析的要點(diǎn)是首先確定振蕩器類型(1)，一般從選頻網(wǎng)絡(luò)來看是RC，還是LC振蕩器(2)。若為RC振蕩器，是RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)還是用單級的RC移相網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)組成，并要清楚這二種選頻網(wǎng)絡(luò)的頻率特性(3)。若為LC振蕩器，要判別是變壓器耦合型的還是三點(diǎn)式型的。特別要注意的是瞬時極性總是按同一方向的，故抽頭與非參考接地的那端子必為相同極性(4)。管子各級間電壓極性的關(guān)系，由管子的組態(tài)決定。 圖(a)所示電路，選頻網(wǎng)絡(luò)為RC串并聯(lián)電路，其特征是：在時，其反饋電壓最大，即，而相移F=0。則T1，T2必須構(gòu)成同相型放大器才行，T1，T2為單端輸入單端輸出的差分放大器，判別其相位關(guān)系，可以從T1的基極斷開加一瞬時極性為“”(相對于交流“地”)的信號，T2集電極C2輸出電壓的極性與T1基極輸入電壓極性相同，也為，反饋到T1基極的極性也為 (F=0)，引入的是正反饋，滿足產(chǎn)生正弦振蕩的相位平衡條件，故有可能產(chǎn)生振蕩，瞬時極性見圖(a)。圖(b)電路，選頻網(wǎng)絡(luò)為三節(jié)滯后RC移相網(wǎng)絡(luò)組成，其相移0<F<270，而在270時反饋是，但在180相移時可提供足夠反饋量，只要滿足起振條件(幅度平衡條件)，T1，T2必須構(gòu)成一個反相放大器才行，可以發(fā)現(xiàn)T1T2為CCCE級聯(lián)，b1與C2反相，A為180，從相位平衡條件看，有可能產(chǎn)生振蕩，瞬時極性見圖(b)。圖(c)電路，其選頻網(wǎng)絡(luò)L1C接在集電極，由變壓器耦合在L2產(chǎn)生反饋電壓，接發(fā)射極，T為CB組態(tài)，斷開e極，在T，發(fā)射極加“”的信號，二極與之同相。根據(jù)同名端，L2二端得到的反饋電壓為，形成正反饋，電路有可能振蕩。瞬時極性見圖(c)。圖(d)電路：L2C選頻網(wǎng)絡(luò)接在基極；為了減少放大器Ri，Ci對LC回路的影響，取抽頭按如圖(d)接法。L2左端為交流“地”，在基極加一瞬時的信號。C極反相為，由于L1的右端與L2的左端為異名端，而抽頭與L2右端對應(yīng)交流“地”相位同，所以抽頭處為，形成正反饋，可能振蕩。瞬時極性見圖(d)圖(e)電路，顯然是一種三點(diǎn)式電路，基極斷開，加一瞬時“”的信號，集電極對交流接“地”（即VCC對交流接“地”）為一，L1、L2分壓，反饋電壓取自L2兩端，亦應(yīng)為“”，引到基極，則為負(fù)反饋，故不可能產(chǎn)生正弦振蕩。若以三點(diǎn)式代禯陸判別準(zhǔn)則，交流時應(yīng)滿足“射同基反”，本電路接了相同性質(zhì)的電抗組件L1、L2而e極卻接了C，L1性質(zhì)不同的電抗組件，故不能起振。圖(f)畫出其交流通路，明顯滿足“射同基反”這個構(gòu)成三點(diǎn)式LC振蕩器的原則，故可能振蕩，實(shí)質(zhì)上引回反饋取自C1二端的電壓。6.2 文氏電橋正弦振蕩器如例圖6.2所示，已知R=10K，RW=50K，C=0.01F。A為性能理想的集成運(yùn)放，求(1)標(biāo)出運(yùn)放A的同相、反相端符號；(2)計算振蕩頻率fo；(3)分析二極管D1、D2作用。圖6.2解：（1）RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)在反饋是最大時，相移為0，所以A必須是同相放大器，故接RC并聯(lián)支路一端應(yīng)為，接RW為。(2) (3) D1、D2為穩(wěn)幅且易于起振。在剛起振時，Uo幅度小，流過二極管(不管Uo是正還是負(fù)，總有一個二極管會導(dǎo)通)的電流小，相應(yīng)的動態(tài)電阻rd就大，與R1并聯(lián)后等效電阻也較大，引入的負(fù)反饋弱，使A組成的發(fā)達(dá)起的閉環(huán)增益Auf>3，相當(dāng)于增幅箴石個；隨著Uo使二極管流過的Id，rd。負(fù)反饋?zhàn)儚?qiáng)，使Auf=3，產(chǎn)生穩(wěn)幅振蕩。例6.3 由集成運(yùn)放A組成的文氏橋式振蕩器如例6.3(a)所示，已知R=10K，R1=2K，C=0.01F，熱敏電阻R2的特性如例圖6.3(b)所示，試求振蕩電路的輸出電壓幅度Uom。圖6.3(a) 圖6.3(b)解：在滿足穩(wěn)幅振蕩是應(yīng)滿足，即R2=4K在圖(b)中查得相應(yīng)功耗 (有效值)第七章 直流穩(wěn)壓電源7.1 電路如圖P7.1所示，變壓器副邊電壓有效值為2U2。 （1）畫出u2、uD1和uO的波形； （2）求出輸出電壓平均值UO（AV）和輸出電流平均值IL（AV）的表達(dá)式； （3）二極管的平均電流ID（AV）和所承受的最大反向電壓URmax的表達(dá)式。 圖P7.1 解圖P7.1 解：（1）全波整流電路，波形如解圖P7.1所示。 （2）輸出電壓平均值UO（AV）和輸出電流平均值IL（AV）為 （3）二極管的平均電流ID（AV）和所承受的最大反向電壓UR為 7.2 電路圖P7.2所示。 （1）分別標(biāo)出uO1和uO2對地的極性； （2）uO1、uO2分別是半波整流還是全波整流？ （3）當(dāng)U21U2220V時，UO1（AV）和UO2（AV）各為多少？（4）當(dāng)U2118V，U2222V時，畫出uO1、uO2的波形；求出UO1（AV）和UO2（AV）各為多少？圖P7.2 解：（1）均為上“”、下“”。 （2）均為全波整流。（3）UO1（AV）和UO2（AV）為 UO1（AV）UO2（AV）0.9U210.9U2218V （4）uO1、uO2的波形如解圖P7.2所示。它們的平均值為 UO1（AV）UO2（AV）0.45U210.45U2218V解圖P7.27.3 電路如圖P7.3所示，已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓為6V，最小穩(wěn)定電流為5mA，允許耗散功率為240mW；輸入電壓為2024V，R1360。試問： （1）為保證空載時穩(wěn)壓管能夠安全工作，R2應(yīng)選多大？ （2）當(dāng)R2按上面原則選定后，負(fù)載電阻允許的變化范圍是多少？ 圖P7.3 解：R1中的電流和穩(wěn)壓管中的最大電流為 （1） 為保證空載時穩(wěn)壓管能夠安全工作 （2） 負(fù)載電流的最大值 負(fù)載電阻的變化范圍 7.4 直流穩(wěn)壓電源如圖P7.4所示。 （1）說明電路的整流電路、濾波電路、調(diào)整管、基準(zhǔn)電壓電路、比較放大電路、采樣電路等部分各由哪些元件組成。（2）標(biāo)出集成運(yùn)放的同相輸入端和反相輸入端。（3）寫出輸出電壓的表達(dá)式。圖P7.4 解：（1）整流電路：D1D4；濾波電路：C1；調(diào)整管：T1、T2；基準(zhǔn)電壓電路：、R、DZ；比較放大電路：A；取樣電路：R1、R2、R3。 （2）為了使電路引入負(fù)反饋，集成運(yùn)放的輸入端上為“”下為“”。 （3）輸出電壓的表達(dá)式為 7.5 在圖P7.5所示電路中，R1240，R23k；W117輸入端和輸出端電壓允許范圍為340V，輸出端和調(diào)整端之間的電壓UR為1.25V。試求解： （1）輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍； （2）輸入電壓允許的范圍； 圖P7.5解：（1）輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍 （2）輸入電壓取值范圍 7.6 一串聯(lián)穩(wěn)壓電路如圖7.6所示，穩(wěn)壓二極管DZ的UZ=6V，負(fù)載RL=20， 試標(biāo)出誤差放大器A的同相，反相輸入端符號。 試求輸出直流電壓U0的調(diào)節(jié)范圍。 為確保調(diào)節(jié)管的UCE始終不小于3V，求輸入電壓。(4) 當(dāng)Ui，RL及取樣電路R1，RW，R2一定時，UO為何值時管耗最大？ PCM=？ 圖7.6解： 由于運(yùn)放引入負(fù)反饋，故A為反相放大器，因而A的上端（接RW）為反相輸入端，下端為同相端。 RW動臂調(diào)最下端時，UO達(dá)到最大而動臂最上端時，UO為最小 當(dāng) =15V,保證 =3V而取 Ui=15+3=18V(4) 其中 ， 當(dāng)Ui，RL及取樣電路R1，RW，R2一定時，PC將隨UO的調(diào)變而變化。其變化率為。令=0 當(dāng) UO=0.5Ui=9V時PC到達(dá)極大值，由于UO可調(diào)的最小電壓為10V，因此此時管耗最大7.7 直流穩(wěn)壓電路如圖7.7所示，已知三端集成穩(wěn)壓器7805的靜態(tài)電流IQ=8mA，晶體管T的=50，UBE=-0.7V輸入電壓Ui=16V，求輸出電壓UO。圖7.7解：集成穩(wěn)壓器7805輸出電壓UZ=5V，R1兩端電壓R2兩端電壓7.8 串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電路如圖7.8所示。 標(biāo)出運(yùn)放A的同相端及反相端 當(dāng)穩(wěn)壓管DZ的UZ=6V，Ui=10V時，計算輸出電壓Uo的調(diào)節(jié)范圍圖7.8解： A為負(fù)反饋放大器，故為反相型。即A上面指向RW2的為反相輸入端，下面接RW1的為同相輸入端。 先看RW1調(diào)節(jié)Uo的范圍當(dāng)RW1動臂調(diào)至最下端時，Uomin=0當(dāng)RW1動臂調(diào)至最上端時，故Uo的調(diào)節(jié)范圍為0-3V再看RW2當(dāng)RW2調(diào)至最下端時，Uo達(dá)最大 當(dāng)RW2調(diào)至最上端時，Uo調(diào)至最小當(dāng)U+min=0時，顯然UOmin=0當(dāng)U+min=3V時，Uomax=2U+=2*3=6V.故UO的調(diào)節(jié)范圍為(0,6V)。