《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》典型習(xí)題解答

1、半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)知識1.1 電路如圖 P1.1 所示，已知 ui 5sin t (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 UD 0.7V。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UZ 6V，穩(wěn)定電流的最小值I Zmin 5mA，最大功耗 PZM 150mW。試求圖 P1.3 所示電路中電阻 R 的

2、取值范圍。圖 P1.3解：穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定電流I ZMPZM/ UZ25mA電阻 R的電流為 I ZM I Zmin，所以其取值范圍為U IU Z0.361.8kRI Z1.4 已知圖 P1.4所示電路中穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ，最小穩(wěn)定電流I Zmin，最大6V5mA穩(wěn)定電流 I Zmax25mA。（1） 別計(jì)算 UI 為 10V、15V、35V 三種情況下輸出電壓 UO的值；（2） 若 UI 35V時(shí)負(fù)載開路，則會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?為什么？圖 P1.4解：（ 1）當(dāng) UI 10V 時(shí)，若 UOUZ 6V，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U ORLU I3.33VR RL當(dāng) U

3、I 15V 時(shí)，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RLU I5VU OUI RRLI Zmin，所以 UO UZ 。當(dāng)35V時(shí)，穩(wěn)壓管中的電流大于最小穩(wěn)定電流6V（2）IDZ(UIU Z )R29mAI ZM，穩(wěn)壓管將因功耗過大而損壞。25mA1.5電路如圖 P1.5（a）、（ b）所示，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓 UZ 3V，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

4、是鍺管。圖 P1.6解：晶體管三個(gè)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(shí)晶體管飽和？圖 P1.7解：取 UCESUBE，若管子飽和，則VCCU BE VCC U BERbRCRbRCRb100所以，RC時(shí)，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(huì)因電流過大而損壞。

5、（ 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(cuò)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(gè)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(shí) UBEQ0.7V。利用圖解法分別求出 RL 和 RL3k時(shí)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(shí)：I BQ ，I CQ，UCEQ；最大不失真輸

6、出電壓峰值約為5.3V，20 A2mA6V有效值約為 3.75V。帶載時(shí)：20A，2mA， 3V；最大不失真輸出電壓峰值約為2.3V ，有I BQI CQUCEQ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 80， rbb =100。分別計(jì)算 RL 和 RL3k 時(shí)的 Q點(diǎn)、 Au 、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、r be 均相等，它們分別為I BQVCCU BEQ U BEQ22ARbRI CQI BQ1.76mArberbb(1) 26mV1.3kI EQ空載時(shí)，靜態(tài)管壓降、電壓放大倍數(shù)、輸入

7、電阻和輸出電阻分別為U CEQ VCCI CQ Rc6.2VAuRc308rbeRiRb rberbe1.3kAusrbeAu93RsrbeRoRc5kRL5k時(shí)，靜態(tài)管壓降、電壓放大倍數(shù)分別為RLI CQ (Rc RL ) 2.3VU CEQRcRLRL115AurbeAusrbeAu47RsrbeRiRb rbe rbe1.3kRoRc5k2.4電路如圖 P2.4 所示，晶體管的 100， r bb =100。（1）求電路的 Q點(diǎn)、 Au 、Ri 和 Ro；（2） 若電容 Ce 開路，則將引起電路的哪些動(dòng)態(tài)參數(shù)發(fā)生變化？如何變化？圖 P2.4解：（1）靜態(tài)分析：U BQRb1VCC2 VR

8、b1Rb2I EQU BQU BEQRf1mAReI BQI EQ10 A1U CEQ VCCI EQ ( RcRf Re ) 5.7V動(dòng)態(tài)分析：r berbb(126mV2.73k)I EQAu(Rc RL )7.7rbe(1)RfRiRb1 Rb2 rbe(1)Rf 3.7kRoRc5kAuRL（ ） Ri 增大， Ri 4.1kAuRfRe1.92；減小，。32.5設(shè)圖 P2.5 所示電路所加輸入電壓為正弦波。試問：（1） Au1 =U o1 / U i ?Au2 =U o2 / U i ?（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?1，

9、所以電壓放大倍數(shù)分別應(yīng)為Au 1Rc) Re Rc1rbe(1Re(1) Re1Au 2(1)Rerbe（2）兩個(gè)電壓放大倍數(shù)說明uo1 ui ，uo2ui 。波形如解圖 P1.5 所示。解圖 P1.52.6 電路如圖 P2.6所示，晶體管的80，r be。=1k（1）求出 Q點(diǎn)；（ ）分別求出 RL 和 RL3k時(shí)電路的 Au、Ri、Ro。2圖 P2.6解：（1）求解 Q點(diǎn)：I BQVCCU BEQRb(132.3 A) ReI EQ(1)IBQ2.61mAU CEQVCCI EQ Re 7.17 V（2）求解輸入電阻和電壓放大倍數(shù)：RL時(shí)RiRb rbe(1) Re 110kAu(1) R

10、e0.996rbe(1) ReRL 時(shí)3kRiRb rbe(1)( Re RL ) 76kAu(1)( Re RL)rbe(10.992)( Re RL )RoRe Rs Rbrbe3712.7 電路如圖 P2.7 所示，晶體管的 60， r bb =100。（ ）求解 Q點(diǎn)、 Au、Ri和 Ro；（ ）設(shè) U s （有效值），問 U i ？ U o ？1210mV若 C3 開路，則 U i ？ U o ？圖 P2.7解：（1） Q點(diǎn)：I BQVCCU BEQ31ARb (1) ReI CQI BQ1.86mAU CEQVCCI EQ ( Rc Re ) 4.56VAu 、Ri 和 Ro 的分

11、析：rberbb(1) 26mV952I EQRiRb r be952( Rc RL )Au95rbeRoRc3k（2）設(shè) U s 10mV（有效值），則U iRiU s3.2mVRs RiU oAu U i 304mV若 C3 開路，則RiRb rbe(1)Re 51.3kRc RLAu1.5ReRiU iU s9.6mVRsRiU oAu U i14.4mV2.8 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 Au 。圖 P2.8解：（1）求 Q點(diǎn)：根據(jù)電路圖可知，UGSQ VGG3V。從轉(zhuǎn)移特性查得，當(dāng)UGSQ 3V 時(shí)的漏極電流I DQ 1

12、mA因此管壓降5V。UDSQVDDI DQRD（ 2）求電壓放大倍數(shù)：g m2I DQ I DO 2 mA VU GS(th)Augm RD202.9 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

13、點(diǎn)均合適，分別畫出它們的交流等效電路，并寫出 Au 、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 Au 、Ri 和 Ro 的表達(dá)式分別為圖（ a）Au1R2 r be2(12)R3(12 )R3R1rbe1rbe2(12)R3RiR1r be1RoR3 rbe2R212圖（ b）Au(11 )( R2 R3 r be2 )(2 R4)r be1(11)(R2 R3 rbe2 )rbe2RiR1 r be1(11)(R2 R3 rbe2 )RoR4圖（ c）Au1R2 rbe2(12 ) rd 2R3R1r be1rbe2 (

14、12 ) rdRiR1rbe1RoR3圖（ d）Au g m ( R4 R6 R7 rbe2 ) (2R8 )rbe2RiR3R1 R2RoR8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 Au 的表達(dá)式。圖 P2.11解:Au32或 Au3.2jf10 )(1j f(1 j f )(1j f(15 )5 )jf1010102.12 已知某共射放大電路的波特圖如圖P5.3 所示，試寫出 Au 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

15、 Au 的表達(dá)式為Au100110f(1j5 )(1)(12.510jfjf或Au10 f 2j f )(1f(1j f )(1j105 )102.52.13 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) f104Hz 時(shí)，附加相移為多少？當(dāng)f105 時(shí)，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) f4o；當(dāng)f5o。10 Hz 時(shí)， 13510 Hz 時(shí)， 2702.14 已知某電路電壓放大倍數(shù)Au1

16、0j ff )(1j f(1 j)10105試求解：（1） Aum ？ f L ？ f H ?（2）畫出波特圖。解：（ ）變換電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式，求出Aum 、f L、f H。1&100 jf&105AuAum100f L10Hzf H 10Hzf )(1f(1 jj5)1010（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)Au200jff1 j ff1 j1 j51042.5105（1） Au m ？ f L？ f H ?（2）畫出波特圖。解：（1）變換電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式，求出Au m 、 f L 、f H。103j fAu(1 j f)(

17、1 j f5f)(1 j105)51042.5Aum103fL5HzfH104 Hz（ 2）波特圖如解圖P2.15 所示。解圖 P2.152.16 已知一個(gè)兩級放大電路各級電壓放大倍數(shù)分別為U o125 j fAu 11 j f1 j fU i4105Au 2Uo2 j fUi 21ffj1 j55010（1）寫出該放大電路的表達(dá)式；（2）求出該電路的 f L 和 f H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AuAu1 Au 250 f 2ff(1 j )(1j )(1450（2）f L 和 f H分別為：f L50Hz11， f H64.3kHzf H1.1 2

18、105（ 3）根據(jù)電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式可知，波特圖如解圖 P2.16 所示。j f 5 )2 104中頻電壓放大倍數(shù)為10 ，增益為 80dB。解圖 P2.162.17電路如圖 P2.17 所示， T1 和 T2 管的飽和管壓降 UCES 3V，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(shí)，晶體管發(fā)射極電位UEQ。A 0VB0VC 0V（3）最大輸出功率 POM。A 28WB 18WC 9W（4）當(dāng)輸入為正弦波時(shí)，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

19、 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）A。2.18 在圖 P2.17 電路中，已知 UCC 16V，RL4，T1 和 T2 管的飽和管壓降 UCES 2V，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(VCCU CES)2Pom2 RL24.5W VCCU CES69.8%4 VCC（2）晶體管的最大功耗PTmax0.2PoM0.2 VCC26.4W2RL（3）輸出功率為 P

20、om時(shí)的輸入電壓有效值VCCU CES9.9VU iU om2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

21、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(jì)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FI fI o1FU fU oR1（e）電壓串聯(lián)負(fù)反饋R1R3（f ）電壓串聯(lián)負(fù)反饋FU fU o1FU fU oR1（g）電壓串聯(lián)負(fù)反饋R1R2FU fU oR1（h）電壓

22、串聯(lián)負(fù)反饋R1R33.4 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(jì)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：&I fU o1 Rf（a）電壓并聯(lián)負(fù)反饋F（b）電壓并聯(lián)負(fù)反饋FI fU o1 R4FI fI oR2（e）電流并聯(lián)負(fù)反饋R1R2FU fU oR1（f ）電壓串聯(lián)負(fù)反饋R1R4FU fI oR2 R9（g）電流串聯(lián)負(fù)反饋R2R4 R93.5 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：(d)Au fU oI o RLI o

23、RLRLU iI i R1I f R1R1(e)Au fU oU oR3U iU f1R1(f)Au fU oU o1U iU f(g)Au fU oU oR2U iU f1R1(h)Au fU oU oR3U iU f1R13.6 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：(e)U oI o (R4 RL)R1RLAusfI f Rs(1R2)U iRs(f)U oU oR4AufU f1U iR1(g)U oI o (R7 R8 RL )AufU fU i( R2R4R9)(R7 R8 RL )R2 R9第

24、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，1 2 ，r be1r be2r be。（1）寫出 RW的滑動(dòng)端在中點(diǎn)時(shí)Ad 的表達(dá)式；（2）寫出 RW的滑動(dòng)端在最右端時(shí)Ad 的表達(dá)式，比較兩個(gè)結(jié)果有什么不同。圖 P4.1解：（1）RW的滑動(dòng)端在中點(diǎn)時(shí)Ad 的表達(dá)式為u O( RcRW)Ad2u Irbe（2）RW的滑動(dòng)端在最右端時(shí)( RcRW )u IuC2Rcu IuC12r be2rbe( RcRW)uOu C1u C22uIrbe所以 Ad 的表達(dá)式為u O( RcRW )2Adrbeu I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uC1 uC2 。4.

25、2 圖 P4.2 所示電路參數(shù)理想對稱，晶體管的 均為 50， rbb =100， UBEQ0.7 。試計(jì)算 RW滑動(dòng)端在中點(diǎn)時(shí) T1 管和 T2 管的發(fā)射極靜態(tài)電流 I EQ，以及動(dòng)態(tài)參數(shù) Ad 和 Ri 。圖 P4.2解： R 滑動(dòng)端在中點(diǎn)時(shí) T 管和 T 管的發(fā)射極靜態(tài)電流分析如下：W12U BEQI EQRW2I EQ ReVEE2I EQVEEU BEQ0.517mARW 2ReAd 和 Ri分析如下：2rberbb(1) 26mV5.18kI EQAdRc97RWrbe(1)2Ri2rbe(1)RW 20.5k4.3電路如圖P4.31管和2 管的 均為40，r be 均為3k。試問

26、：若輸入直流uI1所示， TTuId ？輸出動(dòng)態(tài)電信號，uI2，則電路的共模輸入電壓uIC ？差模輸入電壓=20mv=10mv=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(dòng)態(tài)電壓 uO分別為uI1uI215mVuIC2uIduI1uI2 10mVRc67Ad2rbeuOAd uId0.67V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， r bb =100。（1）計(jì)算靜態(tài)時(shí) 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

27、uI =10mv，則 uO=？圖 P4.4解：（1）用戴維寧定理計(jì)算出左邊電路的等效電阻和電源為RLRc RL6.67k,VCCRcRLRLVCC5V靜態(tài)時(shí) T1 管和 T2 管的集電極電流和集電極電位分別為I CQ1I CQ2I CQVEEU BEQI EQ0.265mA2ReU CQ1VCCI CQ RL3.23VU CQ2VCC15V（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：uO uO UCQ1 1.23Vrberbb (1) 26mA5.1kI EQAdRL2(Rb32.7rbe )uIuO37.6mVAd若 uI =10mv，則uOAduI0.327Vu

28、OU CQ1uO2.9V4.5 電路如圖 P4.5 所示， T1T5 的電流放大系數(shù)分別為 1 5，b-e 間動(dòng)態(tài)電阻分別為 r be1r be5，寫出 Au 、Ri 和 Ro 的表達(dá)式。圖 P4.5解 :Au 、 Ri 和 Ro 的表達(dá)式分析如下：Au1uO11R2 rbe4(14)R5 uI2rbe1Au2uO24 R6 rbe5(15)R7uI2rbe4(14)R5Au3uO3(15 )R7uI3rbe5(15)R7AuuOAu1Au2Au3uIRirbe1rbe2RoR7 rbe5R615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

29、輸入電壓，則當(dāng) R2 的滑動(dòng)端位置變化時(shí)，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R1R2R3 UZR1R2R3 UZ，即R1R2R3 6VR1R2R3 6VR1R2R1R1R2R15.2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Ri ， uMuI 。50k2i R 2 i R4 iR 3uMuMuM uO即R2R4R3輸出電壓uO52uM104uI5.3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：uORfuI1RfuI2RfuI32uI12uI25u13