《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》典型習(xí)題解答

1、精品文檔半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)知識1.1 電路如圖 P1.1 所示，已知 u i5sin t(V) ，二極管導(dǎo)通電壓 U D 0.7V 。試畫出 u i 與 u O 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 u I1 和 u I2 的波形如圖（ b ）所示，二極管導(dǎo)通電壓 U D 0.7V 。試畫出輸出電壓 u O 的波形，并標(biāo)出幅值。圖 P1.2解： u O 的波形如解圖 P1.2 所示。隨意編輯精品文檔解圖 P1.21.3 已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓 U Z 6V ，穩(wěn)定電流的最小值 IZmin 5mA ，最大功耗

2、 PZM 150mW 。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IZM PZM / UZ 25mA電阻 R 的電流為 IZM 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 U Z6V ，最小穩(wěn)定電流 IZmin 5mA ，最大穩(wěn)定電流 IZmax 25mA 。（1） 別計算 U I 為 10V 、15V 、 35V 三種情況下輸出電壓U O 的值；（2） 若 UI35V 時負載開路，則會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?為什么？隨意編輯精品文檔圖 P1.4解：（ 1）當(dāng) U I 10V 時，若

3、 UO UZ 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) UI 15V 時，若 UO UZ 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RLU I5VU ORRL當(dāng) U I 35V 時，穩(wěn)壓管中的電流大于最小穩(wěn)定電流IZmin ，所以 UO UZ 6V。（2） IDZ(UIUZ) R29mA IZM 25mA，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 UZ 3V ，R 的取值合適， uI 的波形如圖（ c）所示。試分別畫出 u O1 和 u O2 的波形。圖 P1.5解

4、圖 P1.5隨意編輯精品文檔解：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？隨意編輯精品文檔圖 P1.7解：取 U CESU BE，若管子飽和，則VCCU BE VCC U BERbRCRbRCRb100所以，RC時，

5、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 ）可能隨意編輯精品文檔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。隨意編輯精品文檔圖 P2.1解：（a）將 V CC 改為 V CC 。（ 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

6、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)工作點和最大不失真輸出電壓 U om（有效值）。圖 P2.2解：空載時： IBQ 20 A，ICQ2mA ， UCEQ 6V ；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：IBQ20 A ，ICQ2mA ，UCEQ3V ；最大不失真輸出電壓峰值約為2.3V ，隨意編輯精品文檔有效值約為 1.63V 。如解圖 P2.2 所示。解圖 P2.2r2.3 電路如圖 P2.3 所示，晶體管的 b 80 ， bb' =100 。分別計算 RL

7、和 RLA3k 時的 Q 點、u 、Ri 和 Ro 。圖 P2.3解：在空載和帶負載情況下，電路的靜態(tài)電流、r be 均相等，它們分別為I BQVCCU BEQU BEQ22ARbRI CQI BQ1.76mArberbb'(1) 26mV1.3kI EQ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隨意編輯精品文檔U CEQVCCI CQ Rc6.2VAuRc308rbeRiRb rberbe1.3kAusrbeAu93RsrbeRoRc5kRL 5k 時，靜態(tài)管壓降、電壓放大倍數(shù)分別為RLI CQ (Rc RL ) 2.3VU CEQRcRLRL'115Aurb

8、eAusrbeAu47RsrbeRiRb rberbe1.3kRoRc5k2.4 電路如圖 P2.4所示，晶體管的 b 100 ， rbb' =100 。（1）求電路的Q 點、 Au 、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：Rb1VCC2 VU BQRb1Rb2U BQU BEQI EQ1mARfReI EQ10 AI BQ1U CEQVCCI EQ ( RcRf Re ) 5.7V隨意編輯精品文檔動態(tài)分析：26mVr berbb'(1)2.73kI EQAu(Rc RL )7.7rbe(1)

9、RfRiRb1 Rb2 rbe (1)Rf 3.7kRoRc5kAu 減小，AuRL'（3） Rii4.1kRfRe1.92；。增大， R2.5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u i、u o1 、u o2 的波形。圖 P2.5解：（1）因為通常 1 ，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 ）兩個電壓放大倍數(shù)說明u o1 u i ，u o2 ui 。波形如解圖 P1.5 所示。隨意編輯精品文

10、檔解圖 P1.52.6電路如圖 P2.6 所示，晶體管的b 80 ， rbe =1k 。（1）求出 Q 點；（2）分別求出 RL和 RL3k 時電路的 Au 、 Ri、Ro 。圖 P2.6解：（1 ）求解 Q 點：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Ri Rb rbe(1 ) Re 110kAu(1) Re0.996rbe(1) Re隨意編輯精品文檔RL3k 時RiRb rbe(1)( Re RL ) 76kAu(1)( Re RL)rbe (10.992)( R

11、e RL )RoRe Rs Rbrbe3712.7電路如圖 P2.7 所示，晶體管的 b 60 ， rbb ' =100 。（1）求解 Q 點、 Au 、Ri 和 Ro ； （2 ）設(shè) U s 10mV （有效值），問 U i ？ U o ？若 C3 開路，則 U i ？ U o ？圖 P2.7解：（1）Q 點：I BQVCCU BEQRb (131A) ReI CQI BQ1.86mAU CEQVCCI EQ ( Rc Re ) 4.56VAu 、Ri 和 Ro 的分析：rberbb'(1) 26mV952I EQRiRb r be952( Rc RL )Au95rbeRoR

12、c3k（2）設(shè) U s 10mV （有效值），則隨意編輯精品文檔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 點和 Au 。圖 P2.8解：（1）求 Q 點：根據(jù)電路圖可知，UGSQVGG3V 。從轉(zhuǎn)移特性查得，當(dāng) UGSQ 3V 時的漏極電流IDQ 1mA因此管壓降UDSQ VDD IDQ RD5V 。（ 2）求電壓放大倍數(shù)：g m22

13、 mA VIDQIDOU 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）隨意編輯精品文檔圖 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)工作點均合適， 分別畫出它們的交流等效電路，并寫

14、出 Au 、Ri 和 Ro 的表達式。圖 P2.10解：（ 1）圖示各電路的交流等效電路如解圖P2.10 所示。A圖（ a）隨意編輯精品文檔Au1 R2 r be2(12)R3(12 )R3R1rbe1rbe2 (12)R3RiR1r be1RoR3rbe2R212圖（ b）Au(11)( R2R3r be2 )2R4)r be1(11)(R2 R3(rbe2 rbe2 )RiR1 r be1(11)(R2 R3 rbe2 )RoR4圖（ c）Au1R2 rbe2(12 ) rd 2R3R1r be1rbe2 (12 ) rdRiR1rbe1RoR3圖（ d）Aug m ( R4 R6 R7

15、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 的表達式。隨意編輯精品文檔圖 P2.11解:Au32或 Au3.2jf10 )(1j ff )(1j f(1)(1 j)jf10 5101052.12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 Au 的表達式為Au1001 )(110)(1f(1j105 )jf

16、jf2.5或Au10 f 2j f )(1f(1j f )(1j105 )102.5隨意編輯精品文檔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 10 4Hz 時，附加相移為多少？當(dāng)f 10 5 時，附加相移又約為多少？圖 P2.13解:（1）因為下限截止頻率為0，所以電路為直接耦合電路；（2）因為在高頻段幅頻特性為60dB/ 十倍頻，所以電路為三級放大電路；（3）當(dāng) f 10 4Hz 時， ' 135 o ；當(dāng) f 10 5 Hz 時， '270 o 。2.14 已知某電路電壓放大倍數(shù)Au10j

17、ff )(1j f(1 j)10105試求解：（1） Aum ？ fL？ f H ?（2）畫出波特圖。解：（1）變換電壓放大倍數(shù)的表達式，求出Aum 、 fL、 fH 。&100 jf&10100f L 10Hzf H 105HzAuf )(1fAum(1 jj5 )1010（2）波特圖如解圖 P2.14所示。隨意編輯精品文檔解圖 P2.142.15已知兩級共射放大電路的電壓放大倍數(shù)Au200jffff1 j1 j1 j41055102.5（1） Au m ？ f L？ fH ?（2）畫出波特圖。解：（1）變換電壓放大倍數(shù)的表達式，求出Au m 、 fL、f H 。103jfA

18、u(1 j f )(1j f5f)(1 j105)51042.5Aum103f L5Hzf H104 Hz（ 2）波特圖如解圖P2.15 所示。隨意編輯精品文檔解圖 P2.152.16已知一個兩級放大電路各級電壓放大倍數(shù)分別為U o125 j fAu 1ffU i1j1 j4105UAu 2Uo2 jfi 21f1fjj 55010（1）寫出該放大電路的表達式；（2）求出該電路的fL 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式AuAu1 Au 250 f 2f )(1j f )(1j f)2(1 j450105（2）f L 和 f H 分別為：f L50H

19、z11， f H64.3kHzf H1.1 2105（ 3）根據(jù)電壓放大倍數(shù)的表達式可知， 中頻電壓放大倍數(shù)為 10 4 ，增益為 80dB 。波特圖如解圖 P2.16 所示。隨意編輯精品文檔解圖 P2.162.17 電路如圖 P2.17 所示， T1 和 T2 管的飽和管壓降 U CES3V ，U CC 15V ，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。A 0VB 0VC 0V（3）最大輸出功率POM。A28WB 18WC 9W（4）當(dāng)輸入為正弦波時，若R1 虛焊，即開路，

20、則輸出電壓。A為正弦波B僅有正半波C僅有負半波（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 UCES隨意編輯精品文檔 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

21、大功耗PTmax 0.2PoM0.2 VCC26.4W2RL（3 ）輸出功率為 Pom 時的輸入電壓有效值VCCU CES9.9VU iU om2隨意編輯精品文檔第三章負反饋放大電路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，是正反饋還是負反饋。設(shè)圖中所有電容對交流信號均可視為短路。圖 P3.1隨意編輯精品文檔解：圖（ a）所示電路中引入了直流負反饋。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反饋圖（ d ）、（e）、（ f ）、（ g ）、（h ）所示各電路中均引入了交、直流負反饋。3.2電路如圖 3.2 所示，要求同題3.1

22、 。圖 P3.2隨意編輯精品文檔解：圖（ a）所示電路中引入了交、直流負反饋圖（ b ）所示電路中引入了交、直流負反饋圖（ c）所示電路中通過 Rs 引入直流負反饋，通過 Rs、R1 、R2 并聯(lián)引入交流負反饋，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、直流負反饋。圖（ g ）所示電路中通過R3 和 R7 引入直流負反饋，通過R4 引入交、直流負反饋。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)的交流負反饋，并計算它們的反饋系數(shù)。解：各電路中引入交流負反饋的組態(tài)及反饋系數(shù)分別如下：（d ）電流并聯(lián)負反饋FI fI o1F

23、U fU oR1（e）電壓串聯(lián)負反饋R1R3（f ）電壓串聯(lián)負反饋FU fU o1FU fU oR1（g ）電壓串聯(lián)負反饋R1R2FU fU oR1（h ）電壓串聯(lián)負反饋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)的交流負反饋，并計算它們的反饋系數(shù)。解：各電路中引入交流負反饋的組態(tài)及反饋系數(shù)分別如下：&I fU o1 Rf（a）電壓并聯(lián)負反饋F（b ）電壓并聯(lián)負反饋FI fU o1 R4FI fI oR2（e）電流并聯(lián)負反饋R1 R2FU fU oR1（f ）電壓串聯(lián)負反饋R1R4FU fI oR2 R9（g ）電流串聯(lián)負反饋R2

24、R4 R9隨意編輯精品文檔3.5 估算圖 3.1 （d ）（ h ）所示各電路在深度負反饋條件下電壓放大倍數(shù)。解：各電路在深度負反饋條件下的電壓放大倍數(shù)如下：(d)Au fU oI o RLI o RLRLU iI i R1I f R1R1(e)Au fU oU o1 R3U iU fR1(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反饋條件下電壓放大倍數(shù)。解：各電路在深度負反饋條件下的電壓放大倍數(shù)如下：(e)AusfU oI o (R4 R

25、L)R1RL'U iI f Rs(1R2)Rs(f)AufU oU oR4U iU f1R1(g)AufU oI o (R7 R8 RL )U iU f( R2R4R9)(R7 R8 RL )R2 R9隨意編輯精品文檔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 ，rbe1 r be2 rbe 。（1）寫出 RW 的滑動端在中點時A d 的表達式；（2）寫出 RW 的滑動端在最右端時A d 的表達式，比較兩個結(jié)果有什么不同。圖 P4.1解：（1）RW 的滑動端在中點時Ad 的表達式為u O( RcRW)Ad2u Irbe（2 ）RW 的滑動端在最右端時( Rc

26、RW )u IuC2Rcu IuC12r be2rbe( RcRW)uOu C1u C22uIrbe所以 Ad 的表達式為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 。4.2 圖 P4.2 所示電路參數(shù)理想對稱，晶體管的 均為 50 ， r bb' =100 ，U BEQ0.7 。試計算 RW 滑動端在中點時 T1 管和 T2 管的發(fā)射極靜態(tài)電流 IEQ，以及動態(tài)參數(shù) A d 和 Ri。隨意編輯精品文檔圖 P4.2解： RW 滑動端在中點時 T1 管和 T2 管的發(fā)射極靜態(tài)電流分析如下：UBEQIEQRW2I EQ

27、ReVEE2I EQVEEU BEQ0.517mARW 2Re2Ad 和 Ri 分析如下：rberbb'(1) 26mV5.18kI EQAdRc97RWrbe(1)2Ri2rbe(1)RW20.5k4.3 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 u I1 =20mv ，u I2 =10mv ，則電路的共模輸入電壓 u IC= ？差模輸入電壓 u Id = ？輸出動態(tài)電壓u O =?圖 P4.3解：電路的共模輸入電壓 u IC、差模輸入電壓 u Id 、差模放大倍數(shù) Ad 和動態(tài)電壓 u O 分別為隨意編輯精品文檔

28、uICuI1uI215mV2uIduI1uI210mVAdRc672rbeuOAd uId0.67V由于電路的共模放大倍數(shù)為零，故 u O 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 ， rbb' =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 u O =2V ， uI = ？若 uI=10mv ，則 u O = ？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RL'Rc RL6.67k,VCC'RLVCC5VRcRL靜態(tài)時 T1 管和 T2 管的集電極電流和

29、集電極電位分別為I CQ1I CQ2I CQVEEU BEQI EQ0.265mA2ReU CQ1VCC'I CQ RL'3.23VU 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 1.23V隨意編輯精品文檔rberbb'(1) 26mA5.1kI EQRL'Ad32.72(Rbrbe )uOuI37.6mVAd若 uI =10mv ，則uOAduI0.327VuOU CQ1uO2.9V4.5 電路如圖 P4.5 所示， T1 T5 的電流放大系數(shù)分別為 15，b-e 間動態(tài)電阻分別為 rbe1 r be5 ，寫出 Au 、Ri 和 Ro 的表達式。圖 P4.5解 :Au 、 Ri 和 Ro 的表達式分析如下：Au1uO11R2 rbe4(14)R5 uI2rbe1Au2uO24 R6 rbe5(15)R7uI2rbe4(14)R5Au3uO3(15 )R7uI3rbe5(15)R7AuuOAu1Au2Au3uIRirbe1rbe2RoR7 rbe5R615隨意編輯精品文檔第五章集成運算放大器及應(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 U O 的調(diào)節(jié)范圍為多少？圖