模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)典型習(xí)題解答要點(diǎn)

1、半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)知識(shí)1.1電路如圖P1.1所示，已知Ui = 5sin 與Uo的波形，并標(biāo)出幅值。皿（V），二極管導(dǎo)通電壓UD= 0.7V。試畫出Ui圖 P1.166解：波形如解圖P1.1所示。UI1和UI2的波形如圖（b）所示，二極管導(dǎo)通1.2電路如圖P1.2（a）所示，其輸入電壓 電壓UD= 0.7V。試畫出輸出電壓Uo的波形，并標(biāo)出幅值。0 10.3031r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Pz心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)

2、定電流I zm= PzM UZ= 25mA電阻R的電流為所以其取值范圍為UI -UzR 1 z =0.36 1.8kIz1.4已知圖P1.4所示電路中穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓 iz = 6V,最小穩(wěn)定電流Izmin = 5mA最大 穩(wěn)定電流 I zma> 25mA(1) 別計(jì)算U為10V、15V、35V三種情況下輸出電壓UO的值；(2) 若U二35V時(shí)負(fù)載開路，則會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么？必也圖 P1.4解：(1)當(dāng)U= 10V時(shí)，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UoUI 3.33V當(dāng)U = 15V時(shí)，若UO= UZ= 6V,則穩(wěn)壓管的電流小于其最小

3、穩(wěn)定電流，所以穩(wěn)壓管 未擊穿。故RUo l Ui:5V R Rl當(dāng)U二35V時(shí)，穩(wěn)壓管中的電流大于最小穩(wěn)定電流Izmin,所以UO= CZ= 6V。(2) 1 Dz 一(U 1 一Uz) R 29mA> |zm= 25mA穩(wěn)壓管將因功耗過(guò)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UO1和UO2的波形。圖 P1.5解：波形如解圖P1.5所示所示。在圓圈中畫出管子，并分1.6測(cè)得放大電路中六只晶體管的直流電位如圖P1.6別說(shuō)明它們是硅管還是鍺管。11 8V012 VTO1.2,7 VT.解：晶體管

4、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(hào)T1T2T3T4T5T6上ecebcb中bbbeee下ceccbc管型PNPNPN 1NPNPNPPNPNPN材料SiSiSiGeGeGe1.7電路如圖P1.7所示，試問B大于多少時(shí)晶體管飽和?解：取UCes= UBe,若管子飽和，則IVCC _UBE _ VCC _U beRbRcRb 二：Rc 戸亠理=100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)(d)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(guò)大而損壞。(e) 可能第二章基本放大電

5、路2.1分別改正圖P2.1所示各電路中的錯(cuò)誤, 電路原來(lái)的共射接法和耦合方式。使它們有可能放大正弦波信號(hào)。要求保留(a)5!rT6 +對(duì)IY十4°ll-r£d)圖 P2.1解：(a)將一 Vcc改為+ Vcc。(b) 在+ Vcc與基極之間加R)o(c )將VBB反接，且在輸入端串聯(lián)一個(gè)電阻。(d)在Vbb支路加在Vcc與集電極之間加R2.2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) UBef0.7V。 利用圖解法分別求出 R = 和3kQ時(shí)的靜態(tài)工作點(diǎn)和最大不失真輸出電壓 Um (有 效值)。+rt/niA30mA20mA2嚴(yán)t0246 S 10 2

6、 wk-/VIOuA(h)圖 P2.2解：空載時(shí)：I bq= 20 ii A, I cq= 2mA 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(shí)：1 bq= 20 ii A, 1 cq= 2mA uCeq= 3V;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 80, rbb=100Q。分別計(jì)算RL = 和3k Q時(shí)的Q點(diǎn)、代、R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U BEQ 221ARbRI BQ ：1.76mAI BQVcc _U B

7、EQ（1.）26mV1.3kj1 EQ空載時(shí)，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U CEQ =Vcc -IcqRc 6. 2 VAurbe 二 rbb':-308beRi = Rb / rbe : rbe : 1.3k1-1Aus ： ,be 代：-93 RsrbeRo = Rc = 5k1 1R-= 5k Q時(shí)，靜態(tài)管壓降、電壓放大倍數(shù)分別為RlUceq L Icq(Rc Rl) ： 2.3VRc Rl- P rLAuL ： -115rbeBeAusbeAu ： -47Rs * rbeR 二 Rb / rbe ' rbe1.3k'12.4電路如圖P2.

8、4所示，晶體管的 100, rbb'=100Q 0(1) 求電路的Q點(diǎn)、A、R和(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?+血 Vcc =2VRb1 Rb2解：(1)靜態(tài)分析:U BQU BQ U BEQI eq1mARf +ReI eqI BQ10 a A1 +pU CEQ Zee Teq(Rc +Rf +Re)=5.7V 動(dòng)態(tài)分析：-rbb. - (1)26mV : 2.73k'.11 EQ_'(Re / Rl)be (11)RfbeAu:-7.7RiRo二 Rb1 / Rb2 / be (1JRf : 3.7k'.1=Re =5

9、k' 1R(3) R增大，R4.1k Q ;Au減小,RfRe 一1.92 oUo2的波形。圖 P2.5(1JRebe(1JRe(2)兩個(gè)電壓放大倍數(shù)說(shuō)明u°1 Ui, u°2Ui。波形如解圖P1.5所示。解圖P1.52.5設(shè)圖P2.5所示電路所加輸入電壓為正弦波。試問:Aui=Uoi/U(1)i ? Au2=U o2 / Ui (2)畫出輸入電壓和輸出電壓 Ui、u°i、解：(1)因?yàn)橥ǔ>> 1,所以電壓放大倍數(shù)分別應(yīng)為-P RcRc."乙(1)Re : Re j2.6電路如圖P2.6所示，晶體管的 =80, rbe=1kQ。(

10、1) 求出Q點(diǎn)；(2) 分別求出FL = 和R_= 3k Q時(shí)電路的Au、R、R解：(1)求解Q點(diǎn):o+rC£.(+15 V>Tl圖 P2.6Vcc -U beql bq32.3口 ARb (11)ReI EQ =(1 JIbq : 2.61mAU CEQ =VcC lEQRe ： 7.17 V(2)求解輸入電阻和電壓放大倍數(shù)：R=x時(shí)RiAu二 Rb / rbe (1 JRe 110k'1(1+P)Re0 9960.996%(1：)ReR = 3k Q 時(shí)R 二 Rb / be (1)(Re / Rl ) ： 762A (1(Re / Rl)U le (1)(Re /

11、 Rl)Rs Rbrbe7 ft；-0.992R。二Re/37'.12.7電路如圖P2.7所示，(1)求解Q點(diǎn)、A、 若G開路，則Ui = ? Uo = ?晶體管的R 和 Ro；U'= 60, rbb=100Q。(2)設(shè) Us = 10mV(有效值)，問 Ui =? Uo = ?解：（1） Q點(diǎn):1 BQVcc - U BEQ ： A1 CQRb (1 jRe-I bq r 1.86mAU CEQ :' Vcc - Ieq(RcRe) = 4.56VAu、R和R的分析:rbe=rbb' (1:)26mV952 -;1 EQRiAu=Rb rbe ： 952 .1

12、 ' (Rc Rl)Rorbe=Rc = 3 k1.1（2）設(shè) Us 10mV（有效值），Ui譏Us ： 3.2mVUo = Au Ui:304mV若C3開路，則RAu二 Rb / rbe(V ' )Reb 51.3k-一&1.5UiReRRsRUs 9.6mVUo=代 Uj 止 14.4mV2.8已知圖P2.8 （a）所示電路中場(chǎng)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 。解：（1）求Q點(diǎn)：根據(jù)電路圖可知，UGs Vgg 3Vo從轉(zhuǎn)移特性查得，當(dāng)UGs 3V時(shí)的漏極電流I dq 1mA因此管壓降UDsQ= Vdd I dQR)= 5Vo(2)求電壓放大倍數(shù)

13、：2 gm. I DQ I DO = 2 mA Vu GS(th)'Au = -g m rd = -202.9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,11(HHn仆JL圖 P

14、2.10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、R和R）的表達(dá)式分別為圖（a）Au 限2 | 42(12)R3：PRiRoR1 - rbe1-R ' rbe1 =R3 I %2R23 1 ：2(12)R3rbe2( ： 2 ) R3(b)AuRiRo_(1 + B1XR2 I R3 I二 rbe1 (11XR2 II R3二 R1 II be1 (11XR2=R4r be2 )II 気2)IIR3 II-2R4)be2rbe2 )(c)Au；只2 I rbe2 - (1 2兀? r-2 R3R1r be1be2(1-)5 I(d)RiRo-R1rbe

15、1=R3AuI R6 I R7 I 仏2)(-止)二-g m( R4R2hi冬0$oo-hRi 二 R3Ri Io+©0 wRo 二 R8oo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201glZ|/dB-3.2jf-32十；，u或代：“u 10f(1 JU J")(1jf1010102.12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。解：觀察波特圖可知，中頻電壓增益為 40dB,即中頻放大倍數(shù)為一100;下限截止 頻率為1Hz和10Hz, 上限截止頻率為250kHz。故電路代的表達(dá)式為； -100代二 11

16、0(V-)(1 毎)(1 jjf jf10f2.5 105)2或Au二(1 jf)(1 j10)(1 j2.5 105)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(jí)放大電路組成；(3) 當(dāng)f = 104Hz時(shí)，附加相移為多少？當(dāng)f = 105時(shí)，附加相移又約為多少?-100Au 二fAum 100fL =10Hz(1 j 丄)(1 j-)' j1010"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(jí)放大電路;(3) 當(dāng) f = 104Hz 時(shí)，&

17、#169; = 135° ;當(dāng) f = 105Hz 時(shí)，© " 270°。2.14已知某電路電壓放大倍數(shù)-10jf105試求解：(1 ) Aum = ? 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 Ajm、fL、fH。fH =105Hz2.15已知兩級(jí)共射放大電路的電壓放大倍數(shù)/200 jf|1 + j5 A1O41 jf(1) Aum = ?(2)畫出波特圖。L=?解：(1)變換電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式，求出 代m、Ho103 jf5Au 口(1 r )(1 j ' 510Aum =103fL =5Hz

18、4fH 104Hz(2)波特圖如解圖P2.15所示。4)(1 j2.5 105)2.16已知一個(gè)兩級(jí)放大電路各級(jí)電壓放大倍數(shù)分別為-U。丄UiAu1-25j f fU.2Ui2e1詳2j f(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 波特圖如解圖P2.16所示。(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2-50 f2Au - Au1 Au 2 'TTT 2(1 j )(j j )(1 j 5)2 45010(2) fL和fH分別為:fL :- 50Hz丄 1fH1.12105fH :

19、 64.3kHz104,增益為80dB。2.17電路如圖P2.17所示，T1和T2管的飽和管壓降| UCes|= 3V, UCc= 15V,8Q選擇正確答案填入空內(nèi)。交越失真v 0V=9W(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(2) 靜態(tài)時(shí)，晶體管發(fā)射極電位UEqA .> 0VB(3)最大輸出功率Pom_A .28WB（4）當(dāng)輸入為正弦波時(shí)，若R虛焊，即開路，貝U輸出電壓A為正弦波B僅有正半波C僅有負(fù)半波(5)若D虛焊，貝U T1管。A可能因功耗過(guò)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UC尸1

20、6V, R=4Q , Ti和T2管的飽和管壓降丨UCes 1= 2V, 輸入電壓足夠大。試問：（1）最大輸出功率Pom和效率n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爲(wèi)=2cc _|Uces|）2 =24.5w:69.8%(2)晶體管的最大功耗2O.22CcPTmax ： 0.2PoMCC = 6.4W2Rl（3）輸出功率為Pom時(shí)的輸入電壓有效值Ui：'UomVCC - U CES<2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，

21、是正反饋 還是負(fù)反饋。設(shè)圖中所有電容對(duì)交流信號(hào)均可視為短路。(a)(b)(c)(h)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(guò)RS引入直流負(fù)反饋，通過(guò) R、R、R并聯(lián)引入交流負(fù)反饋，通過(guò)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(guò)R3和R引入直流負(fù)反饋，通過(guò)R4引

22、入交、直流負(fù)反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(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F 二 f l。=1F 二 Uf u。F 二Uf U。F 二 Uf U。F 二 Uf UoRiRiR3RiR R2RiRiR33.4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:(a)電壓并聯(lián)負(fù)反

23、饋F =lf,U。Rf(b)電壓并聯(lián)負(fù)反饋F = If U。一1 R4nnaF = 1 f 1。D(e)電流并聯(lián)負(fù)反饋R1 +R2MMMDF = U f U o(f)電壓串聯(lián)負(fù)反饋R +R4 Uf,loR2R9(g)電流串聯(lián)負(fù)反饋r2 + 巳 + 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)AuIoRlIoRlUiliRiIfR(e)U-1.RRl(f)Au f(g)(h)二"UiPS UfUoUo:fts =UiUfUoUo& UifUUof-1UiUfo=1昱=1RlR33.6估算圖3

24、.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)Io(R / Rl)UiIfRs=(1RlR2rL(f)Auf-1R4UiRi(g)UiIo(R7 / R / Rl)(R2 R4 R9XR7 / Rs / Rl)R2 R9B 1=B 2=B，rAd的表達(dá)式；解：(1) RW的滑動(dòng)端在中點(diǎn)時(shí)A _ Uo -d Au(2) Rw的滑動(dòng)端在最右端時(shí)P (Rc +Rw)-Uc1 二2beC2Ad的表達(dá)式為RW )2 )'(Rc二 Ui(Rc-UC2Rw亠Ui2 rbeui第四章直接耦合放大電路bei r be2beo4.1圖P

25、4.1所示電路參數(shù)理想對(duì)稱，(1) 寫出RW的滑動(dòng)端在中點(diǎn)時(shí)(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。r be所以Ad的表達(dá)式為Ad ：UOLUI：(R.Rw)2rbeUC1 > UC2試計(jì)比較結(jié)果可知，兩種情況下的 A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(duì)稱，晶體管的B均為50, rbb'=100Q, UBe仟0.7。Ad 和 R o算RW滑動(dòng)端在中點(diǎn)時(shí)解：Rw滑動(dòng)端在中點(diǎn)時(shí)Ti管和T2管的發(fā)射極靜態(tài)電流分析如下:U BEQ ' 1EQEQVee-UBEQRw:0.517 mA+ 2ReA和R分析如下:=rbb'

26、;(1 J26mV1 EQ5.18k' 11 Rcrbe(1 謁-97Ry% (1JRw ： 20.5k4.3電路如圖P4.3所示，T1管和T2管的B均為40,仏均為3kQ。試問：若輸入直流 信號(hào)un =20mv UI2=10mv則電路的共模輸入電壓 uic=?差模輸入電壓 Ud = ?輸出動(dòng)態(tài)電 壓厶Uc=?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 u 分別為Uic =UI1U|22= 15mVuId = Mr _ U|2 = 10mVA - Rc 6A672%uO 二 AjU|d -0.67V由于電路的共模放大倍數(shù)為零，故 Uo僅由差

27、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B =50, rbb=100Q。(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(cè)得uo=2V, Ui = ?若u=10mv貝U uo=?(-6V)圖 P4.4抽丁_L嘰 100O+仏(+15V)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RL =Rc/Rl止 6.67k0,Vcc=RlVcc=5VRc + Rl靜態(tài)時(shí)Ti管和T2管的集電極電流和集電極電位分別為Vee U BEQ I CQ1 = I CQ2 = I CQ :" I EQ :"2ReU CQ1 = VCC -丨

28、 CQRL:3.23VU CQ2 二 Vcc = 15V(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 LCq 1.23V口 26mA小rbe 二(15.1k-I EQP rLAdL 32.72(Rb rbe)=uouI :- 37.6mVAd若 Ui =10mv 則u = AdU| ： -0.327Vu = U cq1 " - u :" 2.9V4.5電路如圖P4.5所示，T1T5的電流放大系數(shù)分別為B 1B 5, b-e間動(dòng)態(tài)電阻分別 為rbe1rbe5，寫出Au、R和R）的表達(dá)式。解：Au、R和RO的表達(dá)式分析如下:% 臥4（1

29、4X5Au2Au 3 :U|-UO2：U|2=“Uo3-u I3：uO2 rbe1二企 %5（15）R71be4（1：4）只5（157be5（1 ：5）R7RiRo一二 AU1 Au 2 Au3 =U|-bel ' be2rbe5 ' R6-R7 1：5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)R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5.2R| +R2 *R3 R1 *R2 +R3 即 R1 *R2 +R3U Z U Z，即卩R R2R1R1 R2電路如圖P5.2所示，6V

30、R1 R2 R3R6VRi0解：由圖可知R = 50k Q，u& 2ui。i R2 - iR4 i R3UMUM UM - UO= r 即R2R4R3輸出電壓UO =52UM 104UI5.3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Rj 10 kQfJ i a1 i10 kQ話理j?. s kn暢 j O43/?4 200kfi% o1320DkQ圖 P5.3（C）Uo(d)RfRfRfU|1U|2U|3R1R2R3& U|4R-20uI 20uI2 40u13 u145.4電路如圖P5.4所示。（1）寫出Uo與U|1、U|2的運(yùn)算關(guān)系式；（2） 當(dāng)R/的滑動(dòng)端在

31、最上端時(shí)，若 U|1 = 10mV U|2 = 20mV貝U u°=?（3）若Uo的最大幅值為土 14V,輸入電壓最大值 U|1max = 10mV U|2maxu P2 = u N2- U|1)=10(U|2 -U|1)Rf (計(jì)|2輸出電壓R2R21 Ji j 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：Uo =R1un -U|2U|3(a)R2R3RfRfRfUo =U|1U|2U|3(b)R1R2R3uo2U|i - 2U|2 ' 5口13=-10uI1 10U|2 u13忖|2_U|i)®U|2_U|

32、1)Uo =10(U|2 -U|1 )或R1(2)將 Uh = 10mV U|2 = 20mV代入上式，得 Uo= 100mV（3）根據(jù)題目所給參數(shù)，（U|2 -山）的最大值為20mV若R為最小值，則為保證集 成運(yùn)放工作在線性區(qū)，（u|2 -山）=20mV時(shí)集成運(yùn)放的輸出電壓應(yīng)為+ 14V,寫成表達(dá) 式為20 = 14Uo =10 占(U|2 -U|1)=10 R0minR1 minR1 milRlmin 143 QRmax= Rw- RiminQ( 10 0.143) k Q 9.86 k Q圖 P5.5解：圖（a）所示為反相求和運(yùn)算電路；圖（b）所示的A組成同相比例運(yùn)算電路， A組成加減運(yùn)

33、算電路；圖（c）所示的Ai、A A均組成為電壓跟隨器電路，A組成反相 求和運(yùn)算電路（a）設(shè) R?、UMi R4R4、R5的節(jié)點(diǎn)為M貝U-匹)R2UI1UI2UM= I R1R2R5R3 R4U 11U12-iR4R -(R3 - R4 寧)(嚴(yán)嚴(yán))R5R1R2= -R3(uR二 iR3（b）先求解uo,再求解Uoor3Uoi =(13)UiiR1R5R55Uoi (1 書)U12=一¥(1R1)Ui1(1Rl)Ui2R4R1R4=(1R1)(Ul2 "Un)R4UoRi(c) A、A A的輸出電壓分別為Uli、U12、UI3。由于在A組成的反相求和運(yùn)算電 路中反相輸入端和同

34、相輸入端外接電阻阻值相等，所以R4 Uo 二 4 (UliU12 U13) =1O(U|1U12U13)Ri5.6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)t = 0時(shí)u尸0。試畫出輸出電壓Uo的波形。Uo1t2U|dt - Uo(ti)解：輸出電壓的表達(dá)式為 當(dāng)Ui為常量時(shí)RCti1Uo 一RCU|(t27)Uo(ti)i57U(t2 -ti) Uo(ti)IO IO=IOOUi (t2 - ti) uo(ti)若 t = O 時(shí) Uo= O,貝U t = 5ms時(shí)Uo= 100X 5 X 5 X 10 ?V= 2.5V。當(dāng)t = 15mS時(shí)Uo= 100X (

35、 5) X 10X 103 +( 2.5 ) V = 2.5V。 因此輸出波形如解圖P5.6所示。5.7試分別求解圖P5.7所示各電路的運(yùn)算關(guān)系M 20 kn十HP0.05 llFR C -C=l- LOkil/?rRIC=FI ic knU QAc-II-0.1 LlF碼i |I* IOkQi 2ftkQM2A(d)(b)CHF1 n4碼1f'I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)R1F小du|u。- -RC1(b)dt1u。=uidt(c)RC1 f/uM u。(、(d)CR13=10 UidtClU|=-10'dU|-2U|C2dtu|2)

36、dt = -100(uI1 0.5U|2)dtR25.8u。=-駅| -丄 Judt = -Ui -1000 Judt解：設(shè)A的輸出為UO2。因?yàn)镽的電流等于C的電流，又因?yàn)锳組成以u(píng)。為輸入的 同相比例運(yùn)算電路，所以UO2U02 二(1 )Uo 二 2UoR3Uo 二- Uidt5.9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Uii、U12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“一”，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uo = kuOUI2UiiUoRR

37、 Rf(-0.1UoUi2)所以Uo10(R Rf) uI1UI25.10試分別求解圖P5.10所示各電路的電壓傳輸特性。R(c)圖 P5.10解：圖（a）所示電路為單限比較器，u± UZ=± 8V, Ut= 3V,其電壓傳輸特性 如解圖P5.10（a）所示。圖（b）所示電路為過(guò)零比較器，UOl= UD=- 0.2V, UOl= + UZ= + 6V, UT= 0V。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，u一土 UZ=± 6V。令R1亠R2I IUp-Uo-Uref=Un=UR-iR2R-iR2求出閾值電壓UT1 =

38、 0 VUT2 = 4 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，u一土 UZ=± 6V。令Up得出閾值電壓R2Ri R2UiR1 R2Uti =1.5VUt2 =7.5V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，uo=± 11=土 5V,± UT=± 3V,其電壓傳輸特如解圖P5.10 （e）所示。Mq/VJiVJA.5V01.57,5 wr/V-303盒/V-6-5(d)810-K6!04 r*o解圖P5.10o圖 P5.11P5.11 (a)、(b)、(c)所示，它們Uoi、

39、U02和Uo3的波形。65.11已知三個(gè)電壓比較器的電壓傳輸特性分別如圖 的輸入電壓波形均如圖(d)所示，試畫出解：根據(jù)三個(gè)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(jì)三個(gè)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50kQ。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u°=± CZ=± 6V,閾值電壓UT= 2V,電路如解圖P5.12 (a)所示。具有圖P5.11 (b)所

40、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u°=± Uk=± 6V;閾值電壓Uh = 0V, UT2= 2V,說(shuō)明電路輸入有URef作用，根據(jù)Ri丄 R211UpUoU REF = Un - u IRi + R2R + R2列方程，令50 kQ,可解出R = 10 kQ , UUf= 1.2V。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UOl= 0V, UOh 6V,閾值電壓 Ur1 = 0V, LT 2V。電路如解圖 P5.12 (c)所示。5.13電路如圖P5.13所示，試求

41、解：（1） Rw的下限值；（2）振蕩頻率的調(diào)節(jié)范圍 prIgkQ 5J kQ圖 P5.13解：（1）根據(jù)起振條件Rf Rw >2R, Rw>2 k q。 故Rw的下限值為2k Q。（2）振蕩頻率的最大值和最小值分別為1 f 0 max1 6kHZ2 n R1C0 min2n(R1 R2)C 145HZ5.14在圖P5.14所示電路中，已知 10 k Q , R = 20 k Q , C= 0.01卩F,集成運(yùn)放 的最大輸出電壓幅值為土 12V,二極管的動(dòng)態(tài)電阻可忽略不計(jì)。（1）求出電路的振蕩周期;解圖P5.14解:(1) 振蕩周期T( R1+ R) C ln3 3.3mS(2) 脈

42、沖寬度T仟 RC ln3 1.1mSuo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(gè)周期內(nèi)uo一 UZ的時(shí)間為 ，則占空比為Ti / T;在電路某一參數(shù)變化時(shí)，其余參數(shù)不變。選擇增大、不變 或減小填入空內(nèi)：當(dāng)R增大時(shí)，Uoi的占空比將 ，振蕩頻率將 ， Uo2的幅值將 ；若Rwi的滑 動(dòng)端向上移動(dòng)，則UO1的占空比將 _，振蕩頻率將 _，UO2的幅值將_ ；若恵2的滑 動(dòng)端向上移動(dòng)，則Uoi的占空比將_，振蕩頻率將 _，UO2的幅值將_。解：設(shè)Rw、RW2在未調(diào)整前滑動(dòng)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 R

43、wi的滑動(dòng)端在最上端，試分別定性畫出Rw2的滑動(dòng)端在最上端和在最下端時(shí)Uoi和U 02的波形。解：Uoi和UO2的波形如解圖5.16所示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(gè)有可能振蕩，哪個(gè)不能振蕩，并簡(jiǎn)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(lái)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(jí)的 RC移相網(wǎng)絡(luò)級(jí)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L(zhǎng)C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(shí)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）

44、。管子各級(jí)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f。=1/RC時(shí)，其反饋 電壓最大，即|Fu|=1/3，而相移 墀=0。則Ti, T2必須構(gòu)成同相型放大器才行，Ti, 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Ti的基極斷開加一瞬時(shí)極性為“ + ”(相對(duì)于交流“地”)的信號(hào)，T2集電極C2輸出電壓的極性與Ti基極輸入 電壓極性相同，也為+,反饋到 Ti基極的極性也為二(如=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(shí)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

45、移0墀270°而在270° 時(shí)反饋是|F|=0，但在i80。相移時(shí)可提供足夠反饋量，只要滿足起振條件 (幅度平衡條 件)，Ti，T2必須構(gòu)成一個(gè)反相放大器才行，可以發(fā)現(xiàn) Ti T2為CC- CE級(jí)聯(lián)，bi與 C2反相，也為i80°，從相位平衡條件看，有可能產(chǎn)生振蕩，瞬時(shí)極性見圖 (b)o圖(c)電路，其選頻網(wǎng)絡(luò)LiC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(hào)，二極與之同相。根據(jù) 同名端，L2二端得到的反饋電壓為二，形成正反饋，電路有可能振蕩。瞬時(shí)極性見圖(c) o圖(d)電路：L2C選頻網(wǎng)絡(luò)接在

46、基極；為了減少放大器 Ri，Ci對(duì)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(shí)+的信號(hào)。C極反相為， 由于Li的右端與L2的左端為異名端，而抽頭與L2右端對(duì)應(yīng)交流“地”相位同，所以抽 頭處為二，形成正反饋，可能振蕩。瞬時(shí)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(shí)“ + ”的信號(hào)，集電極 對(duì)交流接“地”(即Vcc對(duì)交流接“地”)為一，Li、L2分壓，反饋電壓取自L2兩端， 亦應(yīng)為“一”，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(shí)應(yīng)滿足“射同基反”，本電路接了相同性質(zhì)的電抗組件 Li、L2而e極卻 接了

47、 C，Li性質(zhì)不同的電抗組件，故不能起振。圖畫出其交流通路，明顯滿足“射同基反”這個(gè)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 Ci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=i0KQ，Rw=50KQ，C=0.0i譏 A 為性能理想的集成運(yùn)放，求(i)標(biāo)出運(yùn)放A的同相、反相端符號(hào)；(2)計(jì)算振蕩頻率f。； (3)分析二極管Di、D2作用。DiR1R例圖& 2HDz1> *A 圖6.20,所以A必須是同相放大器,解：(1) RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)在反饋是最大時(shí)，相移為 故接RC并聯(lián)支路一端應(yīng)為二，接Rw為。(2) f0 =1/2 二 RC =159

48、2Hz(3) Di、D2為穩(wěn)幅且易于起振。在剛起振時(shí)，Uo幅度小，流過(guò)二極管(不管Uo是正還是負(fù)，總有一個(gè)二極管會(huì)導(dǎo)通) 的電流小，相應(yīng)的動(dòng)態(tài)電阻rd就大，與Ri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(gè)；隨著Uo1使二極管流過(guò)的IdT, rd厶負(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 Q，Ri=2K Q， C=0.01 M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。4圖 6.3(a)圖 6.3(b)丄I十I解：在滿足穩(wěn)幅振蕩是應(yīng)滿足 Au =1R2/R1,即R2=4K在圖(b)中查得相應(yīng)功耗''(有效值)用2'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 2U。(1) 畫出氏、Ud1和Uo的波形；(2) 求出輸出電壓平均值 (AV和輸出電流平均值I L (AV的表達(dá)式；Illi(3) 二極管的平均電流Id( AV和所承受的最大反向電壓 Umax的表達(dá)式-220 V50 Hz0-一圖 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Ub(AV和輸出電流平均值I