浙大模電2篇1章習(xí)題解答.pdf

121 第二篇第二篇第第 1 1 章習(xí)題章習(xí)題 題題 2 1 12 1 12 1 12 1 1 在圖題 2 1 1 a 所示的共發(fā)射極放大電路中 三極管的輸出和輸入特性曲線如圖 b c 所示 1 用圖解法分析靜態(tài)工作點(diǎn) Q BQ I BEQ V CQ I CEQ V 2 設(shè)Vtvi sin2 0 畫(huà)出 B i C i和 CE v的波形 并從圖中估算電壓放大倍數(shù) 提 示 為方便分析 可將圖 a 中的輸入回路用戴維寧定理化簡(jiǎn) 圖題圖題 2 1 12 1 12 1 12 1 1 解 1 當(dāng)輸入為零時(shí) 靜態(tài) 將輸入回路畫(huà)成單回路后求出輸入回路方程 將該方程作 在管子的輸入特性曲線上 由交點(diǎn)決定了 BQ I BEQ V 寫(xiě)出輸出回路負(fù)載線方程 將該方 程作在管子的輸出特性上 由 IBQ 對(duì)應(yīng)的輸出特性曲線和負(fù)載線交點(diǎn)決定 CQ I CEQ V 其中 2 12 12 101 10 110 BB BBb bb V VRV RR 12 10 1109 17 bbb RRRK 所以 輸入回路負(fù)載方程 122 1 9 17 BEQBBBQbBQ VVIRI 該方程作在輸入特性曲線上如圖 由圖得到 32 BQ IA 0 7 CEQ VV 輸出回路方程為 123 CEQCCCQCCQ VVIRI 作在輸出特性上后 從圖上求得 2 1 CQ ImA 5 8 CEQ VV 2 在動(dòng)態(tài)情況下 加在管子 be v上的電壓用載維寧定律等效后 1 12 110 0 2sin0 183sin 10 110 I beb bb v vRttV RR 等效電阻仍為 12 10 1109 17 bbb RRRK 作動(dòng)態(tài)負(fù)載線 它平行于靜態(tài)時(shí)負(fù)載線 求得動(dòng)態(tài)Atib sin18 如圖 123 將Atib sin18 作在輸出特性曲線上 決定 c i和 ce v的動(dòng)態(tài)范圍 如圖 從圖中得動(dòng)態(tài)集電極 發(fā)射極電壓tVvce sin3 所以電壓放大倍數(shù)為 15 2 0 3 i o v v v A 題題 2 1 22 1 22 1 22 1 2 在圖題 2 1 2 所示的放大電路中 輸入信號(hào)的波形與幅值如圖中所示 三極管的輸 入 輸出特性曲線分別如圖題 2 1 2 b 和 c 所示 試用圖解法分析 1 靜態(tài)工作點(diǎn) BQ I CQ I CEQ V 2 畫(huà)出 B i C i和 CE v的波形 并在波形上標(biāo)明它們的幅值 要求各波形的時(shí)間軸對(duì) 齊 3 為得到最大的不失真輸出電壓幅度 重新選擇靜態(tài)工作點(diǎn) BQ I CQ I CEQ V 并重選 b R的阻值 圖題圖題 2 1 22 1 22 1 22 1 2 124 解 該是的解答的方法和上一題一樣 作圖法分別求靜態(tài)和動(dòng)態(tài)工作情況 1 圖解法如圖所示 寫(xiě)出輸入回路負(fù)載線方程 VBE VBB IBRb 在輸入特性上作出該 負(fù)載線 與輸入特性交于Q點(diǎn) 求得 IBQ VBEQ 寫(xiě)出輸出回路負(fù)載線方程 VCE VCC ICRC 在輸出特性上作該負(fù)載線 交于 IBQ對(duì)應(yīng)輸出特性上的Q點(diǎn) 求得 ICQ VCEQ 由圖可得Q 點(diǎn)為 IBQ 13 A VBEQ 0 7V ICQ 0 7mA VCEQ 7 8V 2 在Q點(diǎn)的基礎(chǔ)上 作出相應(yīng)的 iB BE iC和 CE的變化范圍 如圖所示 由圖得 Ibm 9 A Vbem 0 05V Iem 0 4mA Vcem 2 5V 3 為得到最大的不失真輸出電壓幅度 應(yīng)將靜態(tài)工作點(diǎn)置于負(fù)載線的中間位置 如 圖中的Q 所示 此時(shí) I BQ 20 A I CQ 1mA V CEQ 6V 所以Rb 65k 題題 2 1 32 1 32 1 32 1 3 在圖題 2 1 3 a 所示的放大電路中 設(shè)輸入信號(hào) S v的波形和幅值如圖中所示 JFET 的特性如圖題 2 1 3 b 所示 試用圖解法分析 1 靜態(tài)工作點(diǎn) GSQ V DQ I DSQ V 2 在同一個(gè)坐標(biāo)下 畫(huà)出 S v D i和 DS v的波形 并在波形圖上標(biāo)明它們的幅值 3 若 GG V改為V5 0 其它條件不變 重畫(huà) D i DS v波形 4 為使VVGG5 0 時(shí) D i DS v波形不失真 重新選擇 d R的數(shù)值和靜態(tài)時(shí)的 DSQ V 圖題圖題 2 1 32 1 32 1 32 1 3 125 解 1 圖解分析如圖所示 由圖可得 VGSQ 1V VDSQ 10V IDQ 8mA 2 vs iD和vDS的波形如圖所示 3 若 VGG改為 0 5V vs iD和vDS的波形如圖所示 顯然 iD和vDS的波形已經(jīng)出現(xiàn) 失真 4 為使 VGG 0 5V 時(shí) iD vDS波形不失真 可減小 Rd以改變負(fù)載線的斜率 可取 VDSQ 10V 如圖中的 Q 所示 所以 k 83 0 mA12 V10V20 d R 題題 2 1 42 1 42 1 42 1 4 按照放大電路的組成原則 仔細(xì)審閱圖題 2 1 4 分析各種放大電路的靜態(tài)偏置和 動(dòng)態(tài)工作條件是否符合要求 如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 應(yīng)指出原因 并重畫(huà)正確的電路 注意輸入信 號(hào)的內(nèi)阻 s R一般很小 分析靜態(tài)偏置時(shí) 應(yīng)將 s v短接 126 圖題圖題 2 1 42 1 42 1 42 1 4 解 圖 a 靜態(tài)工作點(diǎn) IB不對(duì) 應(yīng)把 Rb接電源端改成接地 圖 b 無(wú)靜態(tài)基極電流 IB 圖 c 無(wú)基極偏置電流 Rb接電源一端同樣應(yīng)改為接地 圖 d 無(wú)基極電路 發(fā)射結(jié)是反偏的 而且動(dòng)態(tài)時(shí)發(fā)射極和集電極都接地了 改進(jìn)以后的正確的電路如圖所示 題題 2 1 52 1 52 1 52 1 5 一組同學(xué)做基本 CE 放大電路實(shí)驗(yàn) 出現(xiàn)了五種不同的接線方式 如圖題 2 1 5 所 示 若從正確合理 方便實(shí)用的角度去考慮 哪一種最為可取 127 圖題圖題 2 1 52 1 52 1 52 1 5 解 應(yīng)該是 d 電路最正確 a 基本正確 但在可調(diào)電阻 Rb中應(yīng)該串接一只電阻 R 目 的是防止電位器調(diào)到 0 時(shí) 將電源直接加在管子 T 的基極上 將損壞管子 b c 不對(duì) RC 電阻一般是固定的 使 VCE 間的靜態(tài)電壓不變 e 電容的極性連接不對(duì) 電容的正 負(fù)極應(yīng)與靜態(tài)電位高低相一致 題題 2 1 62 1 62 1 62 1 6 放大電路如圖題 2 1 6 a 所示 試按照給定參數(shù) 在圖題 2 1 6 b 中 1 畫(huà)出直流負(fù)載線 2 定出 Q 點(diǎn) 設(shè)VVBEQ7 0 3 畫(huà)出交流負(fù)載線 4 定出對(duì)應(yīng)于 B i由 0 100A 變化時(shí) CE v的變化范圍 并由此計(jì)算不失真輸出電 壓 o V 正弦電壓有效值 圖題圖題 2 1 62 1 62 1 62 1 6 128 解 1 直流負(fù)載線方程 VCE VCC IC RC Re VCE 15 3IC 作在輸出特性上 2 先求 IBQ V3 315 1139 11 BQ V mA6 2 1 7 03 3 EQCQ II 所以 Q 點(diǎn)如圖所示 可得 ICQ 2 6mA VCEQ 7 5V 3 交流等效負(fù)載為R L RC RL 1k 所以過(guò)Q點(diǎn)作一條斜率為 1 LCEC Rvi 的 直線 即為交流負(fù)載線 4 當(dāng)iB由 0 100 A 變化時(shí) vCE的變化范圍如圖所示 不失真輸出電壓 Vo有效值 5V 2 3 5V 題題 2 1 72 1 72 1 72 1 7 在圖題 2 1 7 所示的 FET 基本放大電路中 設(shè)耗盡型 FET 的mAIDSS2 VVP4 增強(qiáng)型 FET 的VVT2 mAIDO2 1 計(jì)算各電路的靜態(tài)工作點(diǎn) 2 畫(huà)出交流通路并說(shuō)明各放大電路的組態(tài) 129 圖題圖題 2 1 72 1 72 1 72 1 7 解 1 圖 a IDQ 0 5mA VGSQ 2V VDSQ 3 8V 圖 b IDQ 0 76mA VGSQ 1 5V VDSQ 8 5V 圖 c IDQ 0 25mA VGSQ 2 8V VDSQ 13V 2 交流通路如圖所示 圖 a 為共源極放大電路 CS 圖 b 為共漏極放大電路 CD 圖 c 為共源極放大電路 CS 題題 2 1 82 1 82 1 82 1 8 一學(xué)生用交流電壓表測(cè)得某放大電路的輸出電壓為 4 8 V 接上 k24的負(fù)載電阻 后測(cè)出的電壓值為 4 V 已知電壓表的內(nèi)阻為 k120 求該放大電路的輸出電阻 R 和實(shí) 際的開(kāi)路輸出電壓 Voo 題題 2 1 92 1 92 1 92 1 9 試分析圖題 2 1 9 所示各個(gè)電路的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)試對(duì)正弦交流信號(hào)有無(wú)放大作用 如有正常的放大作用 判斷是同相放大還是反相放大 130 圖題圖題 2 1 92 1 92 1 92 1 9 解 a 沒(méi)有放大作用 因?yàn)檩斎攵嗽诮涣魍分薪拥?信號(hào)加不進(jìn)去 b 有放大作用 屬于 CC 組態(tài) 因此為同相放大電路 c 沒(méi)有放大作用 因?yàn)檩敵龆私涣鹘拥?d 有放大作用 屬于 CB 組態(tài) 因此為同相放大電路 題題 2 1 102 1 102 1 102 1 10 在圖題 2 1 10 所示 CS 放大電路中 已知靜態(tài)工作點(diǎn)為VVGSQ5 0 mAIDQ2 VVDSQ5 設(shè)電壓放大倍數(shù)20 v A 發(fā)生截止失真時(shí)輸出電壓的正向 幅值為 5 V 發(fā)生飽和失真時(shí)輸出電壓的負(fù)向幅值為 3 V 1 當(dāng)輸入信號(hào)為Vtvi sin1 0 時(shí) 畫(huà)出 g d 點(diǎn)的電壓波形 G v D v 并標(biāo)明峰 谷電壓的大小 2 當(dāng)輸入信號(hào)為Vtvi sin3 0 時(shí) 畫(huà)出 g d 點(diǎn)的電壓波形 G v D v 并標(biāo)明峰 谷電壓的大小 131 圖題圖題 2 1 102 1 102 1 102 1 10 解 1 當(dāng)vi 0 1sin t V 時(shí) 柵極的靜態(tài)電壓為 V5 5325 0 sDQGSQGQ RIVV 柵極的瞬態(tài)電壓為 V t 0 1sin5 5 iGQG vVv 漏極的瞬態(tài)電壓為 V sin211sin1 0 20 325tt vARIVvVvVv ivsDQDSQoDQdDQD 因此 vG vD電壓波形如圖所示 b vi 0 3sin t V 時(shí) 2 當(dāng)vi 0 3sin t V 時(shí) V t 0 3sin5 5 iGQG vVv V sin611sin3 02011ttvVv oDQD 可見(jiàn) 此時(shí)輸出電壓已經(jīng)產(chǎn)生了截止失真和飽和失真 其電壓波形如圖所示 題題 2 1 112 1 112 1 112 1 11 用三只電容量足夠大的電容器 1 C 2 C 3 C將圖題 2 1 11 所示放大電路分別組成 a vi 0 1sin t V 時(shí) 132 CE CC 和 CB 組態(tài) 并在圖中標(biāo)明各偏置電源和電解電容上的極性 以及信號(hào)的輸入 輸出端子 在電源前加正 負(fù)號(hào) 在電介電容正極端加正號(hào) 圖題圖題 2 1 112 1 112 1 112 1 11 解 連接成 CE 時(shí) C1作信號(hào)輸入耦合電容 C3一頭接 VEE C2作信號(hào)輸出耦合電容 連接成 CC 時(shí) C2一端接 VCC C1一端作輸入 C2作輸出耦合電容 連接成 CB 時(shí) C1一端接 VBB C3一端作輸入耦合電容 C2作輸出耦合電容 CE CC CB 放大電路分別如圖所示 題題 2 1 122 1 122 1 122 1 12 圖題 2 1 12 a c 所示均為基本放大電路 設(shè)各三極管的50 VVBE7 0 1 計(jì)算各電路的靜態(tài)工作點(diǎn) 2 畫(huà)出交流通路 說(shuō)明各種放大電路的組態(tài) 圖題圖題 2 1 122 1 122 1 122 1 12 133 題題 2 1 132 1 132 1 132 1 13 在圖題 2 1 13 所示的電路中 已知三極管的VVBE7 0 50 其余參數(shù)如