模擬電路第六章課后習(xí)題答案

1、第六章 習(xí)題與思考題 習(xí)題 6-1 在圖P6-1所示的的各放大電路中，試說(shuō)明存在哪些反應(yīng)支路，并判斷哪些是負(fù)反應(yīng)，哪些是正反應(yīng)；哪些是直流反應(yīng)，哪些是交流反應(yīng)。如為交流反應(yīng)，試分析反應(yīng)的組態(tài)。假設(shè)各電路中電容的容抗可以忽略。 習(xí)題 6-3 在圖P6-1所示的各電路中，試說(shuō)明哪些反應(yīng)能夠穩(wěn)定輸出電壓，哪些能夠穩(wěn)定輸出電流，哪些能夠提高輸入電阻，哪些能夠降低輸出電阻。解：(a) Re1引入第一級(jí)的交直流負(fù)反應(yīng)，其中交流電流串聯(lián)負(fù)反應(yīng)可穩(wěn)定本級(jí)的工作電流，提高輸入電阻，直流負(fù)反應(yīng)可穩(wěn)定本級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)； Re2和Ce也引入第一級(jí)的直流負(fù)反應(yīng)，可穩(wěn)定本級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)； Re3引入第二級(jí)的交直流負(fù)反應(yīng)，

2、交流電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng)可穩(wěn)定輸出電壓，提高本級(jí)的輸入電阻，降低輸出電阻，而直流負(fù)反應(yīng)可穩(wěn)定本級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)； RF和CF引入級(jí)間整體交流電壓串聯(lián)正反應(yīng)，故總體來(lái)說(shuō)不能穩(wěn)定輸出電壓或輸出電流。(b) Re1引入第一級(jí)的交直流負(fù)反應(yīng)，其中交流電流串聯(lián)負(fù)反應(yīng)可穩(wěn)定本級(jí)的工作電流，提高輸入電阻，直流負(fù)反應(yīng)可穩(wěn)定本級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)； Re2和Ce引入第二級(jí)的直流負(fù)反應(yīng)，可穩(wěn)定本級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)； Re3引入第三級(jí)的交直流負(fù)反應(yīng)，交流電流串聯(lián)負(fù)反應(yīng)可穩(wěn)定輸出電流，提高本級(jí)的輸入電阻，提高輸出電阻，而直流負(fù)反應(yīng)可穩(wěn)定本級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)； RF引入級(jí)間整體交直流負(fù)反應(yīng)，其中交流電流串聯(lián)負(fù)反應(yīng)可穩(wěn)定輸出電流，提高輸出電阻

3、，提高輸入電阻，而直流負(fù)反應(yīng)可穩(wěn)定各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)。(c) Re1引入第二級(jí)的交直流負(fù)反應(yīng)，其中交流電流串聯(lián)負(fù)反應(yīng)可穩(wěn)定本級(jí)的工作電流，提高本級(jí)輸入電阻，提高輸出電阻，而直流負(fù)反應(yīng)可穩(wěn)定本級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)； Re2和Ce引入第二級(jí)的直流負(fù)反應(yīng)，可穩(wěn)定本級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)； RF引入級(jí)間整體交直流負(fù)反應(yīng)，其中交流電流并聯(lián)負(fù)反應(yīng)可穩(wěn)定輸出電流，提高輸出電阻，降低輸入電阻，而直流負(fù)反應(yīng)可穩(wěn)定各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)。(d) Re1引入第一級(jí)的交直流負(fù)反應(yīng)，其中交流電流串聯(lián)負(fù)反應(yīng)可穩(wěn)定本級(jí)的工作電流，提高輸入電阻，直流負(fù)反應(yīng)可穩(wěn)定本級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)； RF引入級(jí)間整體交直流負(fù)反應(yīng)，其中交流電壓并聯(lián)負(fù)反應(yīng)可穩(wěn)定輸出電壓，提

4、高輸出電阻，降低輸入電阻，而直流負(fù)反應(yīng)可穩(wěn)定各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)。(e) Re1引入第二級(jí)的交直流負(fù)反應(yīng)，其中交流電流串聯(lián)負(fù)反應(yīng)可穩(wěn)定本級(jí)的工作電流，提高本級(jí)輸入電阻，提高輸出電阻，而直流負(fù)反應(yīng)可穩(wěn)定本級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)； RF引入級(jí)間整體交直流負(fù)反應(yīng)，其中交流電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng)可穩(wěn)定輸出電壓，提高輸出電阻，降低輸入電阻，而直流負(fù)反應(yīng)可穩(wěn)定各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)。(f) 本電路是在射極輸出器的根底上，再?gòu)腣T的發(fā)射極通過(guò)電容C3引導(dǎo)回一個(gè)交流電壓并聯(lián)正反應(yīng)。射極輸出器本身為電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng)，具有穩(wěn)定輸出電壓，提高輸入電阻，降低輸出電阻的作用。但假設(shè)不接電容C3，其輸入電阻因受基極偏置電阻的影響，其值只能接近于Ri=R

5、b+(R1/R2)?，F(xiàn)由C3引回一個(gè)電壓并聯(lián)正反應(yīng)，由于射極輸出器的電壓放大倍數(shù)接近于1，即VT發(fā)射極和基極的交流電位接近相等，那么電阻Rb兩端的交流壓降很小，故流過(guò)Rb的交流電流也很小，因而大大提高了電路的輸入電阻。這種將輸出電壓通過(guò)電容引回到輸入回路以提高輸入電阻的措施為“自舉。 此二題屬于根本概念題，意圖是判斷分立元件放大電路中反應(yīng)的類(lèi)型和作用。 習(xí)題 6-2 試判斷圖P6-2各電路中反應(yīng)的極性和組態(tài)。 習(xí)題 6-3 在圖P6-2所示的各電路中，試說(shuō)明哪些反應(yīng)能夠穩(wěn)定輸出電壓，哪些能夠穩(wěn)定輸出電流，哪些能夠提高輸入電阻，哪些能夠降低輸出電阻。解：(a) RF引入電壓并聯(lián)正反應(yīng)。(b) R

6、F1引入電壓并聯(lián)負(fù)反應(yīng)，穩(wěn)定輸出電壓，降低輸出電阻，降低輸入電阻； RF2引入電壓串聯(lián)正反應(yīng)。(c) RF引入電壓并聯(lián)負(fù)反應(yīng)，穩(wěn)定輸出電壓，降低輸出電阻，降低輸入電阻。(d) RF引入電流串聯(lián)負(fù)反應(yīng)，穩(wěn)定輸出電流，提高輸出電阻，提高輸入電阻。(e) RF引入電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng)，穩(wěn)定輸出電壓，提高輸入電阻，降低輸出電阻。(f) RF引入電流并聯(lián)負(fù)反應(yīng)，穩(wěn)定輸出電流，降低輸入電阻，提高輸出電阻。此二題屬于根本概念題，意圖是判斷主要由集成運(yùn)放組成的放大電路中反應(yīng)的類(lèi)型和作用。 習(xí)題 6-4 設(shè)圖P6-1(b)(e)的電路滿(mǎn)足深負(fù)反應(yīng)的條件，試用近似估算法分別估算它們的電壓放大倍數(shù)。解：(b) RF引入深

7、度的電流串聯(lián)負(fù)反應(yīng)，有，(c) RF引入深度的電流并聯(lián)負(fù)反應(yīng)，有， (d) RF引入深度的電壓并聯(lián)負(fù)反應(yīng)，有，(e) RF引入深度的電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng)，有 習(xí)題 6-5 設(shè)圖P6-2(c)(f)中的集成運(yùn)放均為理想運(yùn)放，各電路均滿(mǎn)足深負(fù)反應(yīng)條件，試分別估算它們的電壓放大倍數(shù)。解：(c) RF引入深度的電壓并聯(lián)負(fù)反應(yīng)，有(d) RF引入深度的電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng)，有(e) RF引入深度的電流并聯(lián)負(fù)反應(yīng)，有 此題的意圖是針對(duì)集成運(yùn)放組成的放大電路理解深度負(fù)反應(yīng)條件下閉環(huán)放大倍數(shù)的估算方法。 習(xí)題 6-6 如果要求當(dāng)負(fù)反應(yīng)放大電路的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)|變化25%時(shí)，其閉環(huán)放大倍數(shù)|的變化不超過(guò)1%，又要求閉環(huán)放大倍

8、數(shù)為100,問(wèn)|至少應(yīng)選多大？這時(shí)反應(yīng)系數(shù)|又應(yīng)選多大？解： 此題的意圖是理解負(fù)反應(yīng)對(duì)提高放大倍數(shù)穩(wěn)定性的作用，而且提高的程度與反應(yīng)深度有關(guān)。 習(xí)題 6-7 假設(shè)單管共射放大電路在無(wú)反應(yīng)時(shí)的100,fL=30Hz，fH=3kHz。如果反應(yīng)系數(shù)=-10%,問(wèn)閉環(huán)后的、fLf和fHf各等于多少？解： 此題的意圖是理解負(fù)反應(yīng)對(duì)展寬放大電路通頻帶的作用，展寬的程度與反應(yīng)深度有關(guān)。 習(xí)題 6-8 在圖P6-8中： 電路中共有哪些(包括級(jí)間反應(yīng)和局部反應(yīng))，分別說(shuō)明它們的極性和組態(tài)。 如果要求RF1只引入交流反應(yīng)，RF2只引入直流反應(yīng)，應(yīng)該如何改變？請(qǐng)畫(huà)在圖上 在第小題情況下，上述兩路反應(yīng)各對(duì)電路性能產(chǎn)生

9、什么影響？ 在第小題情況下，假設(shè)滿(mǎn)足深負(fù)反應(yīng)條件，估算電壓放大倍數(shù)。解： (a) 局部反應(yīng)Re1引入第一級(jí)電流串聯(lián)負(fù)反應(yīng)；Re2引入第二級(jí)的電流串聯(lián)負(fù)反應(yīng)。 (b) 級(jí)間反應(yīng) RF1引入電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng)；RF2引入電流并聯(lián)負(fù)反應(yīng)。 如圖，只需接入一個(gè)電容CF1與RF1串聯(lián)，再用一個(gè)大電容Ce2與Re2并聯(lián)即可。 CF1與RF1引入交流電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng)，可穩(wěn)定輸出電壓，提高輸入電阻，降低輸出電阻；Ce2與Re2引入直流負(fù)反應(yīng)可穩(wěn)定放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。 CF1與RF1引入深度的交流電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng)，有在第小題情況下，假設(shè)滿(mǎn)足深負(fù)反應(yīng)條件，估算電壓放大倍數(shù)。此題的意圖是訓(xùn)練判斷反應(yīng)的類(lèi)型和作用，理解交流

10、反應(yīng)和直流反應(yīng)引入方法的區(qū)別，并估算深度負(fù)反應(yīng)放大電路的電壓放大倍數(shù)。 習(xí)題 6-9 分別判斷圖P6-9各電路中反應(yīng)的極性和組態(tài)，如為正反應(yīng)，試改接成為負(fù)反應(yīng)，并估算各電路的電壓放大倍數(shù)。設(shè)其中的集成運(yùn)放均為理想運(yùn)放。解： (a) 主要由R6引入級(jí)間的電壓并聯(lián)負(fù)反應(yīng)另由R5引入第二級(jí)的局部電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng)。 兩級(jí)的理想集成運(yùn)放應(yīng)能提供足夠大的開(kāi)環(huán)增益，因此上述級(jí)間反應(yīng)應(yīng)滿(mǎn)足深度負(fù)反應(yīng)條件，即R6引入深度的電壓并聯(lián)負(fù)反應(yīng)，有 (b) 主要由R6引入級(jí)間的電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng)另由R5引入第二級(jí)的局部電壓并聯(lián)負(fù)反應(yīng)。 兩級(jí)的理想集成運(yùn)放應(yīng)能提供足夠大的開(kāi)環(huán)增益，因此上述級(jí)間反應(yīng)應(yīng)滿(mǎn)足深度負(fù)反應(yīng)條件，即R6引

11、入深度的電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng)，有此題的意圖是訓(xùn)練判斷由多個(gè)集成運(yùn)放組成的放大電路中反應(yīng)的類(lèi)型，并估算閉環(huán)電壓放大倍數(shù)。 習(xí)題 6-10 圖P6-10是MF20萬(wàn)用表前置放大級(jí)的電路原理圖： 試分析電路中共有幾路級(jí)間反應(yīng)，分別說(shuō)明各路反應(yīng)的極性和交、直流性質(zhì)，如為交流反應(yīng)，進(jìn)一步分析它們的組態(tài)； 分別說(shuō)明上述反應(yīng)對(duì)放大電路產(chǎn)生何種影響； 試估算放大電路的電壓放大倍數(shù)。解： 有兩路級(jí)間反應(yīng)：(a) 第一路從e3直接引回到e1，是交直流電流串聯(lián)負(fù)反應(yīng)；(b) 第二路從c3通過(guò)兩個(gè)電阻R6和R7引回到b1，R6和R7之間通過(guò)一個(gè)大電容C9接地，可以認(rèn)為C9兩端的交流電壓降近似為零，因此，該路僅為直流負(fù)反應(yīng)。

12、 (a) 第一路交直流電流串聯(lián)負(fù)反應(yīng)的作用除了穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)外，還可以穩(wěn)定輸出電流，提高輸入電阻，展寬通頻帶，改善輸出波形等； (b) 第二路直流負(fù)反應(yīng)僅能穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。 第一路反應(yīng)中的交流電流串聯(lián)負(fù)反應(yīng)應(yīng)能滿(mǎn)足深度負(fù)反應(yīng)的條件，因此有： 此題的意圖是結(jié)合一個(gè)實(shí)際的電子儀器中的放大電路，分析反應(yīng)的類(lèi)型和作用，估算閉環(huán)電壓放大倍數(shù)。 習(xí)題 6-11 在圖P6-11所示電路中： 試判斷級(jí)間反應(yīng)的極性和組態(tài)； 該反應(yīng)對(duì)電路的放大倍數(shù)和輸入、輸出電阻有何影響(增大、減小或根本不變)？ 如為負(fù)反應(yīng)，假設(shè)滿(mǎn)足|1+|>>1的條件，估算電壓放大倍數(shù)；如為正反應(yīng)，請(qǐng)?jiān)谠娐返母咨细臑樨?fù)反應(yīng)。解

13、： RF引入級(jí)間電壓并聯(lián)負(fù)反應(yīng)。 該反應(yīng)降低電壓放大倍數(shù)、減小輸入電阻、減小輸出電阻。 假設(shè)此反應(yīng)滿(mǎn)足|1+|>>1的條件，即為深度的電壓并聯(lián)負(fù)反應(yīng)，那么有 此題的意圖是訓(xùn)練判斷反應(yīng)的極性、組態(tài)和作用，以及估算深度負(fù)反應(yīng)放大電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)。 習(xí)題 6-12 試比擬圖P6-12(a)和(b)電路中的反應(yīng)： 分別說(shuō)明兩個(gè)電路中反應(yīng)的極性和組態(tài)； 分別說(shuō)明上述反應(yīng)在電路中的作用； 假設(shè)兩個(gè)電路中均為輸入端電阻R1=1k，反應(yīng)電阻RF=10k，分別估算兩個(gè)電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)各等于多少。解： (a) RF引入電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng)； (b)RF引入電壓并聯(lián)負(fù)反應(yīng)。 (a) 中的反應(yīng)可穩(wěn)定

14、輸出電壓，提高輸入電阻，降低輸出電阻； (b) 中的反應(yīng)可穩(wěn)定輸出電壓，降低輸入電阻，降低輸出電阻。 (a) 此反應(yīng)應(yīng)為深度電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng)，那么有 (b) 此反應(yīng)應(yīng)為深度電壓并聯(lián)負(fù)反應(yīng)，那么有 此題的意圖是針對(duì)兩個(gè)構(gòu)造相似，但實(shí)質(zhì)上反應(yīng)組態(tài)根本不同的放大電路，要求通過(guò)比照理解不同組態(tài)的負(fù)反應(yīng)對(duì)電路產(chǎn)生的不同作用，而且其閉環(huán)電壓放大倍數(shù)的估算方法也不同。 習(xí)題 6-13 在圖P6-13電路中要求到達(dá)以下效果，應(yīng)該引入什么反應(yīng)？將答案寫(xiě)在括弧內(nèi)。 提高從b1端看進(jìn)去的輸入電阻；(接RF從_到_) 減少輸出電阻；(接RF從_到_) 希望Rc3改變時(shí)，其上的Io=(在給定Ui情況下的交流電流有效值)根

15、本不變；(接RF從_到_) 希望各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)根本穩(wěn)定；(接RF從_到_) 希望在輸出端接上負(fù)載電阻RL后，Uo(在給定情況下的輸出交流電壓有效值)根本不變；(接RF從_到_)解： 提高從b1端看進(jìn)去的輸入電阻；(接RF從_e3_到_e1_) 減少輸出電阻；(接RF從_c3_到_b1_) 希望Rc3改變時(shí)，其上的Io=(在給定Ui情況下的交流電流有效值)根本不變；(接RF從_e3_到_e1_) 希望各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)根本穩(wěn)定；(接RF從_e3_到_e1_) 希望在輸出端接上負(fù)載電阻RL后，Uo(在給定情況下的輸出交流電壓有效值)根本不變；(接RF從_c3_到_b1_) 此題的意圖是理解負(fù)反應(yīng)對(duì)放大

16、電路性能的影響，練習(xí)根據(jù)實(shí)際要求在電路中引入適當(dāng)?shù)呢?fù)反應(yīng)。 習(xí)題 6-14 在圖P6-14中，為了實(shí)現(xiàn)以下要求，試說(shuō)明應(yīng)分別引入何種級(jí)間反應(yīng)，從哪一點(diǎn)到哪一點(diǎn)。請(qǐng)畫(huà)在圖上，并在反應(yīng)支路上分別注明、。 提高輸入電阻； 穩(wěn)定輸出電流； 僅穩(wěn)定各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)，但不改變、Ri、Ro等動(dòng)態(tài)性能。 在上述第小題的情況下，假設(shè)滿(mǎn)足深負(fù)反應(yīng)條件，為了得到20,反應(yīng)支路的電阻RF1應(yīng)為多大？解： 應(yīng)引入串聯(lián)負(fù)反應(yīng)，從c3通過(guò)RF1連接b2。 應(yīng)引入電流負(fù)反應(yīng)，從e3通過(guò)RF2連接b1。 應(yīng)僅引入直流負(fù)反應(yīng)，(a)從c3通過(guò)RF3連接b2，同時(shí)在VT2的基極電阻R2上并聯(lián)一個(gè)大電容；或從e3通過(guò)RF3連接b1，并

17、在Re3上并聯(lián)一個(gè)大電容。 上述第小題的情況下，引入了電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng)，假設(shè)滿(mǎn)足深負(fù)反應(yīng)條件且，那么此題的意圖是理解負(fù)反應(yīng)對(duì)放大電路性能的影響，練習(xí)根據(jù)實(shí)際要求在電路中引入適當(dāng)?shù)呢?fù)反應(yīng)。 習(xí)題 6-15 在圖P6-15所示的電路中： 為了提高輸出級(jí)的帶負(fù)載能力，減小輸出電壓波形的非線(xiàn)性失真，試在電路中引入一個(gè)級(jí)間負(fù)反應(yīng)(畫(huà)在圖上)； 試說(shuō)明此反應(yīng)的組態(tài)； 假設(shè)要求引入負(fù)反應(yīng)后的電壓放大倍數(shù)，試選擇反應(yīng)電阻的阻值。解： 從輸出端通過(guò)電阻RF連接集成運(yùn)放的反相輸入端； 因?yàn)樘岣咻敵黾?jí)的帶負(fù)載能力，減小輸出電壓波形的非線(xiàn)性失真，需要引入電壓負(fù)反應(yīng)，如中說(shuō)明，引入了一個(gè)電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng)；上述第小題的情況下

18、，引入了電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng)，假設(shè)滿(mǎn)足深負(fù)反應(yīng)條件且，假設(shè)運(yùn)放輸入端電阻名稱(chēng)為R，那么此題的意圖是對(duì)根據(jù)實(shí)際要求引入適當(dāng)?shù)呢?fù)反應(yīng)，以及選擇反應(yīng)支路的參數(shù)進(jìn)展綜合訓(xùn)練。 習(xí)題 6-16 圖P6-16所示為一個(gè)擴(kuò)大機(jī)的簡(jiǎn)化電路。試答復(fù)以下問(wèn)題： 為了要實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)推挽功率放大，VT1和VT2應(yīng)分別是什么類(lèi)型的三極管PNP，NPN？在圖中畫(huà)出發(fā)射極箭頭方向。 假設(shè)運(yùn)算放大器的輸出電壓幅度足夠大，是否可能在輸出端得到8W的交流輸出功率？設(shè)VT1和VT2的飽和管壓降UCES均為1V。 假設(shè)集成運(yùn)放的最大輸出電流為±10mA，那么為了要得到最大輸出電流，VT1和VT2的值應(yīng)不低于什么數(shù)值？ 為了提高輸入電阻，降低輸出電阻并使放大性能穩(wěn)定，應(yīng)該如何通過(guò)RF引入反應(yīng)？在圖中畫(huà)出連接方式。 在上題情況下，如要求US=100mV時(shí)UO=5V，RF=？解： VT1為NPN型，VT2為PNP型，兩管發(fā)射極相連并作為輸出端接負(fù)載揚(yáng)聲器。 理論上的最大輸出功率為：，因此，即使運(yùn)算放大器的輸出電壓幅度足夠大，也不可能在輸出端得到8W的交流輸出功率。 功放管的理論最大輸出電流，那么VT1和VT2的共射電流放大系數(shù)應(yīng)為。 為了提高輸入電阻，