模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第四版)習(xí)題解答

第1章常用半導(dǎo)體器件自測題一、判斷以下說法是否正確，用“×”和“√”表示判斷結(jié)果填入空內(nèi)。(1)在N型半導(dǎo)體中如果摻入足夠量的三價(jià)元素，可將其改型為P型半導(dǎo)體。(√)(2)因?yàn)镹型半導(dǎo)體的多子是自由電子，所以它帶負(fù)電。(×)(3)PN結(jié)在無光照、無外加電壓時(shí)，結(jié)電流為零。(√)(4)處于放大狀態(tài)的晶體管，集電極電流是多子漂移運(yùn)動形成的。(×)(5)結(jié)型場效應(yīng)管外加的柵一源電壓應(yīng)使柵一源間的耗盡層承受反向電壓，才能保證其大的特點(diǎn)。(√)(6)假設(shè)耗盡型N溝道MOS管的大于零，那么其輸入電阻會明顯變小。(×)二、選擇正確答案填入空內(nèi)。(l)PN結(jié)加正向電壓時(shí)，空間電荷區(qū)將A。A.變窄B.根本不變C.變寬(2)穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓區(qū)是其工作在C。A.正向?qū)˙.反向截止C.反向擊穿(3)當(dāng)晶體管工作在放大區(qū)時(shí)，發(fā)射結(jié)電壓和集電結(jié)電壓應(yīng)為B。A.前者反偏、后者也反偏B.前者正偏、后者反偏C.前者正偏、后者也正偏(4)UGS=0V時(shí)，能夠工作在恒流區(qū)的場效應(yīng)管有A、C。A.結(jié)型管B.增強(qiáng)型MOS管C.耗盡型MOS管三、寫出圖Tl.3所示各電路的輸出電壓值，設(shè)二極管導(dǎo)通電壓UD=0.7V。圖T1.3解：UO1=1.3V,UO2=0V,UO3=-1.3V,UO4=2V,UO5=1.3V,UO6=-2V。四、穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值UZ=6V，穩(wěn)定電流的最小值IZmin=5mA。求圖Tl.4所示電路中UO1和UO2各為多少伏。(a)(b)圖T1.4解：左圖中穩(wěn)壓管工作在擊穿狀態(tài)，故UO1=6V。右圖中穩(wěn)壓管沒有擊穿，故UO2=5V。五、電路如圖T1.5所示，VCC=15V，=100，UBE=0.7V。試問：(1)Rb=50k時(shí)，Uo=?(2)假設(shè)T臨界飽和，那么Rb=?解：(1)，,。圖T1.5(2)∵，∴六、測得某放大電路中三個(gè)MOS管的三個(gè)電極的電位如表Tl.6所示，它們的開啟電壓也在表中。試分析各管的工作狀態(tài)〔截止區(qū)、恒流區(qū)、可變電阻區(qū)〕，并填入表內(nèi)。表T1.6管號UGS(th)/VUS/VUG/VUD/V工作狀態(tài)T14-513恒流區(qū)T2-43310截止區(qū)T3-4605可變電阻區(qū)解：因?yàn)槿还茏泳虚_啟電壓，所以它們均為增強(qiáng)型MOS管。根據(jù)表中所示各極電位可判斷出它們各自的工作狀態(tài)，如表Tl.6最后一欄所示。習(xí)題1.1選擇適宜答案填入空內(nèi)。(l)在本征半導(dǎo)體中參加(A)元素可形成N型半導(dǎo)體，參加(C)元素可形成P型半導(dǎo)體。A.五價(jià)B.四價(jià)C.三價(jià)(2)當(dāng)溫度升高時(shí)，二極管的反向飽和電流將(A)。A.增大B.不變C.減小(3)工作在放大區(qū)的某三極管，如果當(dāng)IB從12uA增大到22uA時(shí)，IC從lmA變?yōu)?mA，那么它的β約為(C)。A.83B.91C.100(4)當(dāng)場效應(yīng)管的漏極直流電流ID從2mA變?yōu)?mA時(shí),它的低頻跨導(dǎo)gm將(A)。A.增大；B.不變；C.減小1.2電路如圖P1.2所示，(V)，試畫出與的波形。設(shè)二極管導(dǎo)通電壓可忽略不計(jì)。圖P1.2解圖P1.2解：與的波形如解圖Pl.2所示。1.3電路如圖P1.3所示，(V)，二極管導(dǎo)通電壓UD=0.7V。試畫出與的波形圖，并標(biāo)出幅值。圖P1.3解圖P1.3解：波形如解圖Pl.3所示。1.4電路如圖P1.4所示,二極管導(dǎo)通電壓UD=0.7V,常溫下，電容C對交流信號可視為短路；為正弦波，有效值為10mV。試問二極管中流過的交流電流的有效值為多少？解：二極管的直流電流其動態(tài)電阻:圖P1.4故動態(tài)電流的有效值：1.5現(xiàn)有兩只穩(wěn)壓管，穩(wěn)壓值分別是6V和8V，正向?qū)妷簽?.7V。試問：(1)假設(shè)將它們串聯(lián)相接，那么可得到幾種穩(wěn)壓值？各為多少？(2)假設(shè)將它們并聯(lián)相接，那么又可得到幾種穩(wěn)壓值？各為多少？解：(1)串聯(lián)相接可得4種：1.4V；14V；6.7V；8.7V。(2)并聯(lián)相接可得2種：0.7V；6V。1.6圖Pl.6所示電路中穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓，最小穩(wěn)定電流，最大穩(wěn)定電流。(1)分別計(jì)算為10V、15V、35V三種情況下輸出電壓的值；(2)假設(shè)時(shí)負(fù)載開路，那么會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么？解：(1)只有當(dāng)加在穩(wěn)壓管兩端的電壓大于其穩(wěn)壓值時(shí)，輸出電壓才為6V?！鄷r(shí)，；圖Pl.6時(shí)，；時(shí)，，∴。0.1(2)當(dāng)負(fù)載開路時(shí)，，故穩(wěn)壓管將被燒毀。1.7在圖Pl.7所示電路中，發(fā)光二極管導(dǎo)通電壓UD=1.5V，正向電流在5~15mA時(shí)才能正常工作。試問：(1)開關(guān)S在什么位置時(shí)發(fā)光二極管才能發(fā)光？(2)R的取值范圍是多少？解：(1)S閉合。(2)R的范圍為:圖P1.71.8現(xiàn)測得放大電路中兩只管子兩個(gè)電極的電流如圖P1.8所示。分別求另一電極的電流，標(biāo)出其方向，并在圓圈中畫出管子，且分別求出它們的電流放大系數(shù)β。(a)(b)(a)(b)圖Pl.8解圖Pl.8解：答案如解圖Pl.8所示。放大倍數(shù)分別為和1.9測得放大電路中六只晶體管的直流電位如圖P1.9所示。在圓圈中畫出管子，并說明它們是硅管還是鍺管。圖P1.9解:如解圖1.9。解圖1.91.10電路如圖P1.10所示，晶體管導(dǎo)通時(shí)，β=50。試分析為0V、1V、3V三種情況下T的工作狀態(tài)及輸出電壓的值。解：(1)當(dāng)時(shí)，T截止，。(2)當(dāng)時(shí)，因?yàn)閳DP1.10所以T處于放大狀態(tài)。(3)當(dāng)時(shí)，因?yàn)椋?，所以T處于飽和狀態(tài)。1.11電路如圖Pl.11所示,晶體管的β=50,，飽和管壓降；穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓,正向?qū)妷骸Ｔ噯枺寒?dāng)時(shí)？；當(dāng)時(shí)？解：當(dāng)時(shí)，晶體管截止，穩(wěn)壓管擊穿，。當(dāng)時(shí)，晶體管飽和，。因?yàn)椋簣DP1.11，，1.12分別判斷圖Pl.12所示各電路中晶體管是否有可能工作在放大狀態(tài)。(a)(b)(c)(d)(e)圖P1.12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。1.13放大電路中一只N溝道場效應(yīng)管三個(gè)極①、②、③的電位分別為4V、8V、12V，管子工作在恒流區(qū)。試判斷它可能是哪種管子〔結(jié)型管、MOS管、增強(qiáng)型、耗盡型〕，并說明①、②、③與G、S、D的對應(yīng)關(guān)系。解：管子可能是增強(qiáng)型管、耗盡型管和結(jié)型管，三個(gè)極①、②、③與G、S、D的對應(yīng)關(guān)系如解圖Pl.13所示。解圖Pl.131.14場效應(yīng)管的輸出特性曲線如圖Pl.14所示，畫出它在恒流區(qū)的轉(zhuǎn)移特性曲線。圖Pl.14(a)(b)解圖Pl.14解：在場效應(yīng)管的恒流區(qū)作橫坐標(biāo)的垂線(如解圖Pl.14(a)所示),讀出其與各條曲線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值及值，建立坐標(biāo)系，描點(diǎn)，連線，即可得到轉(zhuǎn)移特性曲線，如解圖Pl.14(b)所示。1.15電路如圖P1.15所示，T的輸出特性如圖Pl.14所示,分析當(dāng)=4V、8V、12V三種情況下場效應(yīng)管分別工作在什么區(qū)域。解：根據(jù)圖P1.14所示T的輸出特性可知，其開啟電壓為5V，根據(jù)圖Pl.15所示電路可知。當(dāng)=4V時(shí)，小于開啟電壓，故T截止。當(dāng)=8V時(shí)，設(shè)T工作在恒流區(qū)，根據(jù)輸出特性可知，管壓降，因此，，小于開啟電壓，說明假設(shè)成立，即T工作在恒流區(qū)。圖Pl.15當(dāng)=12V時(shí)，由于，必然使T工作在可變電阻區(qū)。l.16分別判斷圖Pl.16所示各電路中的場效應(yīng)管是否有可能工作在恒流區(qū)。(a)(b)(c)(d)圖P1.16解：(a)可能,(b)不能,(c)不能,(d)可能。補(bǔ)充1.電路如補(bǔ)圖P1(a)、(b)所示，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓,R的取值適宜，的波形如圖(c)所示。試分別畫出和的波形。(a)(b)(c)補(bǔ)圖P1解：波形如以下圖所示補(bǔ)充2.在溫度20oC時(shí)某晶體管的試問溫度是60oC時(shí)的？解:。補(bǔ)充3.有兩只晶體管，一只的β=200,；另一只的β=100,，其它參數(shù)大致相同。你認(rèn)為應(yīng)選用哪只管子？為什么？解：選用β=100,的管子，因其β適中,較小，因而溫度穩(wěn)定性較另一只管子好。補(bǔ)充4.電路如補(bǔ)圖P4所示，試問β大于多少時(shí)晶體管飽和？解：取，假設(shè)管子飽和，那么,即所以,時(shí),管子飽和。補(bǔ)圖P4第2章根本放大電路自測題一．在括號內(nèi)用“√”和“×”說明以下說法是否正確。1.只有電路既放大電流又放大電壓,才稱其有放大作用。(×)2.可以說任何放大電路都有功率放大作用。(√)3.放大電路中輸出的電流和電壓都是有源元件提供的。(×)4.電路中各電量的交流成分是交流信號源提供的。(×)5.放大電路必須加上適宜的直流電源才能正常工作。(√)6.由于放大的對象是變化量，所以當(dāng)輸入直流信號時(shí)，任何放大電路的輸出都毫無變化。(×)7.只要是共射放大電路，輸出電壓的底部失真都是飽和失真。(×)二．試分析圖T2.2各電路是否能放大正弦交流信號，簡述理由。設(shè)圖中所有電容對交流信號均可視為短路。(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(i)圖T2.2解：圖(a)不能。VBB將輸入信號短路。圖(b)可以。圖(c)不能。輸入信號與基極偏置是并聯(lián)關(guān)系而非串聯(lián)關(guān)系。圖(d)不能。晶體管基極回路因無限流電阻而燒毀。圖(e)不能。輸入信號被電容C2短路。圖(f)不能。輸出始終為零。圖(g)可能。圖(h)不合理。因?yàn)镚-S間電壓將大于零。圖(i)不能。因?yàn)門截止。三．在圖T2.3所示電路中，,晶體管β=100，。填空：要求先填文字表達(dá)式后填得數(shù)。(1)當(dāng)時(shí)，測得，假設(shè)要基極電流,那么和之和=()≈(565)；而假設(shè)測得，那么=()≈(3)。(2)假設(shè)測得輸入電壓有效值時(shí)，輸出電壓有效值，那么電壓放大倍數(shù)()≈(-120)。假設(shè)負(fù)載電阻值與相等，那么帶上圖T2.3負(fù)載后輸出電壓有效值()=(0.3)V。四、圖T2.3所示電路中，靜態(tài)管壓降并在輸出端加負(fù)載電阻，其阻值為3。選擇一個(gè)適宜的答案填入空內(nèi)。(1)該電路的最大不失真輸出電壓有效值(A)；A.2VB.3VC.6V(2)當(dāng)時(shí)，假設(shè)在不失真的條件下，減小Rw，那么輸出電壓的幅值將(C)；A.減小B.不變C.增大(3)在時(shí)，將Rw調(diào)到輸出電壓最大且剛好不失真，假設(shè)此時(shí)增大輸入電壓，那么輸出電壓波形將(B)；A.頂部失真B.底部失真C.為正弦波(4)假設(shè)發(fā)現(xiàn)電路出現(xiàn)飽和失真，那么為消除失真，可將(B)。A.Rw減小B.減小C.減小五、現(xiàn)有直接耦合根本放大電路如下：A.共射電路B.共集電路C.共基電路D.共源電路E.共漏電路它們的電路分別如、(a)、(a)、和2.6.9(a)所示；設(shè)圖中，且、均相等。選擇正確答案填入空內(nèi)，只需填A(yù)、B、……(l)輸入電阻最小的電路是(C)，最大的是(D、E)；(2)輸出電阻最小的電路是(B)；(3)有電壓放大作用的電路是(A、C、D)；(4)有電流放大作用的電路是(A、B、D、E)；(5)高頻特性最好的電路是(C)；(6)輸入電壓與輸出電壓同相的電路是(B、C、E)；反相的電路是(A、D)。六、未畫完的場效應(yīng)管放大電路如圖T2.6所示，試將適宜的場效應(yīng)管接入電路，使之能夠正常放大。要求給出兩種方案。解：根據(jù)電路接法，可分別采用耗盡型N溝道和P溝道MOS管，如解圖T2.6所示。圖T2.6解圖T2.6習(xí)題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。要求保存電路原來的共射接法和耦合方式。(a)(b)(c)(d)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畫出圖P2.2所示各電路的直流通路和交流通路。設(shè)所有電容對交流信號均可視為短路。(a)(b)(c)(d)圖P2.2解：將電容開路、變壓器線圈短路即為直流通路，圖略。圖P2.2所示各電路的交流通路如解圖P2.2所示；(a)(b)(c)(d)解圖P2.22.3分別判斷圖P2.2(a)、(b)所示兩電路各屬哪種放大電路，并寫出的表達(dá)式。解：圖(a):，，。，，圖(b)：，，。，，。2.4電路如圖P2.4(a)所示，圖(b)是晶體管的輸出特性，靜態(tài)時(shí)。利用圖解法分別求出和時(shí)的靜態(tài)工作點(diǎn)和最大不失真輸出電壓〔有效值〕。(a)(b)圖P2.4解：空載時(shí)：；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)：；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P2.4所示。解圖P2.4圖P2.52.5在圖P2.5所示電路中,晶體管的β=80,=1kΩ,,靜態(tài)時(shí),,。判斷以下結(jié)論是否正確，在括號內(nèi)打“√”和“×”表示。(1)(×)(2)(×)(3)(×)(4)(√)(5)(×)(6)(×)(7)(×)(8)(√)(9)(√)(10)(×)(11)(×)(12)(√)2.6電路如圖P2.6所示，晶體管β=120，UBE=0.7V，飽和管壓降UCES=0.5V。在以下情況下，用直流電壓表測量晶體管的集電極電位，應(yīng)分別為多少？(1)正常情況；(2)Rb1短路；(3)Rb1開路；(4)Rb2開路；(5)Rb2短路；(6)RC短路；圖P2.6圖P2.7解:(1),，∴。(2)Rb1短路,,∴。(3)Rb1開路,臨界飽和基極電流，實(shí)際基極電流。由于,管子飽和,∴。(4)Rb2開路,無基極電流,。(5)Rb2短路，發(fā)射結(jié)將燒毀，可能為。(6)RC短路,。2.7電路如圖P2.7所示，晶體管的β=80，。分別計(jì)算和時(shí)的Q點(diǎn)、、和。解：在空載和帶負(fù)載情況下，電路的靜態(tài)電流、均相等，它們分別為：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：；；時(shí)，靜態(tài)管壓降、電壓放大倍數(shù)分別為：。2.8假設(shè)將圖P2.7所示電路中的NPN管換成PNP管，其它參數(shù)不變，那么為使電路正常放大電源應(yīng)作如何變化？Q點(diǎn)、、和變化嗎？如變化，那么如何變化？假設(shè)輸出電壓波形底部失真，那么說明電路產(chǎn)生了什么失真，如何消除？解：由正電源改為負(fù)電源；Q點(diǎn)、、和不會變化；輸出電壓波形底部失真對應(yīng)輸入信號正半周失真，對PNP管而言，管子進(jìn)入截止區(qū)，即產(chǎn)生了截止失真；減小Rb。2.9圖P2.9所示電路中，晶體管β=100，=1.4kΩ。(1)現(xiàn)已測得靜態(tài)管壓降UCEQ=6V，估算Rb；(2)假設(shè)測得和的有效值分別為1mV和100mV，那么負(fù)載電阻RL為多少？解：(1)，,∴。(2)由,可得:。圖P2.92.10在圖P2.9所示電路中，設(shè)靜態(tài)時(shí)，晶體管飽和管壓降。試問：當(dāng)負(fù)載電阻和時(shí)，電路的最大不失真輸出電壓各為多少伏？解：由于，所以。空載時(shí)，輸入信號增大到一定幅值，電路首先出現(xiàn)飽和失真。故時(shí)，當(dāng)輸入信號增大到一定幅值，電路首先出現(xiàn)截止失真。故2.11電路如圖P2.11所示，晶體管β=100，=100Ω。(1)求電路的Q點(diǎn)、、和；(2)假設(shè)改用β=200的晶體管，那么Q點(diǎn)如何變化？(3)假設(shè)電容Ce開路，那么將引起電路的哪些動態(tài)參數(shù)發(fā)生變化？如何變化？解：(1)靜態(tài)分析：圖P2.11動態(tài)分析：(2)β=200時(shí)，〔不變〕；〔不變〕；〔減小〕；〔不變〕。(3)Ce開路時(shí)，〔減小〕；〔增大〕；〔不變〕。2.12電路如圖P2.12所示，晶體管的β=80，=1kΩ。(1)求出Q點(diǎn)；(2)分別求出RL=∞和RL=3kΩ時(shí)電路的、和。解：(1)求解Q點(diǎn)：(2)求解放大倍數(shù)和輸入、輸出電阻：RL=∞時(shí)；圖P2.12RL=3kΩ時(shí)；輸出電阻：2.13電路如圖P2.13所示，晶體管的β=60,。(1)求解Q點(diǎn)、、和(2)設(shè)Us=10mV〔有效值〕，問,假設(shè)C3開路，那么,解：(1)Q點(diǎn)：圖P2.13、和的分析：,,。(2)設(shè)Us=10mV〔有效值〕，那么；假設(shè)C3開路，那么：，，。2.14改正圖P2.14所示各電路中的錯(cuò)誤，使它們有可能放大正弦波電壓。要求保存電路的共漏接法。(a)(b)(c)(d)圖P2.14解：(a)源極加電阻RS；(b)漏極加電阻RD；(c)輸入端加耦合電容；(d)在Rg支路加?VGG，+VDD改為?VDD改正電路如解圖P2.14所示。(b)(c)(d)解圖P2.142.15圖P2.21(a)所示電路中場效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性和輸出特性分別如圖(b)、(c)所示。(1)利用圖解法求解Q點(diǎn)；(2)利用等效電路法求解、和。(a)(b)(c)圖P2.15解：(1)在轉(zhuǎn)移特性中作直線，與轉(zhuǎn)移特性的交點(diǎn)即為Q點(diǎn)；讀出坐標(biāo)值，得出。如解圖P2.15(a)所示。(a)(b)解圖P2.21在輸出特性中作直流負(fù)載線，與的那條輸出特性曲線的交點(diǎn)為Q點(diǎn)，。如解圖P2.21(b)所示。(2)首先畫出交流等效電路〔圖略〕，然后進(jìn)行動態(tài)分析。；；2.16圖P2.16(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。(a)(b)圖P2.16解：(1)求Q點(diǎn)：根據(jù)電路圖可知，。從轉(zhuǎn)移特性查得，當(dāng)時(shí)的漏極電流：因此管壓降。(2)求電壓放大倍數(shù)：∵，∴2.17電路如圖P2.17所示?！?〕假設(shè)輸出電壓波形底部失真，那么可采取哪些措施？假設(shè)輸出電壓波形頂部失真，那么可采取哪些措施？〔2〕假設(shè)想增大，那么可采取哪些措施？解：〔1〕輸出電壓波形底部失真，類似于NPN型三極管的飽和失真，應(yīng)降低Q，故可減小R2或增大R1、RS；假設(shè)輸出電壓波形頂部失真，那么與上述相反，故可增大R2或減小R1、RS?！?〕假設(shè)想增大，就要增大漏極靜態(tài)電流以增大，故可增大R2或減小R1、RS。2.18圖P2.18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)。(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)圖P2.18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)構(gòu)成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。第3章多級放大電路自測題一、現(xiàn)有根本放大電路：A.共射電路B.共集電路C.共基電路D.共源電路E.共漏電路根據(jù)要求選擇適宜電路組成兩級放大電路。(1)要求輸入電阻為1kΩ至2kΩ，電壓放大倍數(shù)大于3000，第一級應(yīng)采用(A)，第二級應(yīng)采用(A)。(2)要求輸入電阻大于10MΩ，電壓放大倍數(shù)大于300，第一級應(yīng)采用(D)，第二級應(yīng)采用(A)。(3)要求輸入電阻為100kΩ~200kΩ，電壓放大倍數(shù)數(shù)值大于100,第一級應(yīng)采用(B)，第二級應(yīng)采用(A)。(4)要求電壓放大倍數(shù)的數(shù)值大于10，輸入電阻大于10MΩ，輸出電阻小于100Ω，第一級應(yīng)采用(D)，第二級應(yīng)采用(B)。(5)設(shè)信號源為內(nèi)阻很大的電壓源，要求將輸入電流轉(zhuǎn)換成輸出電壓，且，輸出電阻Ro＜100，第一級應(yīng)采用采用(C)，第二級應(yīng)(B)。二、選擇適宜答案填入空內(nèi)。(1)直接耦合放大電路存在零點(diǎn)漂移的原因是(C、D)。A．電阻阻值有誤差B．晶體管參數(shù)的分散性C．晶體管參數(shù)受溫度影響D．電源電壓不穩(wěn)(2)集成放大電路采用直接耦合方式的原因是(C)。A．便于設(shè)計(jì)B．放大交流信號C．不易制作大容量電容(3)選用差動放大電路的原因是(A)。A．克服溫漂B．提高輸入電阻C．穩(wěn)定放大倍數(shù)(4)差動放大電路的差模信號是兩個(gè)輸入端信號的(A)，共模信號是兩個(gè)輸入端信號的(C)。A.差B.和C.平均值(5)用恒流源取代長尾式差動放大電路中的發(fā)射極電阻，將使單端電路的(B)。A．差模放大倍數(shù)數(shù)值增大B．抑制共模信號能力增強(qiáng)C．差模輸入電阻增大(6)互補(bǔ)輸出級采用共集形式是為了使(C)。A.放大倍數(shù)的數(shù)值大B.最大不失真輸出電壓大C.帶負(fù)載能力強(qiáng)三、電路如圖T3·3所示，所有晶體管均為硅管，β均為200，，靜態(tài)時(shí)。試求：(1)靜態(tài)時(shí)Tl管和T2管的發(fā)射極電流。(2)假設(shè)靜態(tài)時(shí)，那么應(yīng)如何調(diào)節(jié)Rc2的值才能使？假設(shè)靜態(tài)V，那么Rc2=？，電壓放大倍數(shù)為多少？解：(1)T3管的集電極電流靜態(tài)時(shí)Tl管和T2管的發(fā)射極電流(2)假設(shè)靜態(tài)時(shí)，那么應(yīng)減小Rc2。當(dāng)時(shí),T4管的集電極電流。Rc2的電流及其阻值分別為：，電壓放大倍數(shù)求解過程如下：圖T3·3習(xí)題3.1判斷圖P3.1所示各兩級放大電路中T1和T2管分別組成哪種根本接法的放大電路。設(shè)圖中所有電容對于交流信號均可視為短路。(b)(c)(d)(e)(f)圖P3.1解：(a)共射，共基(b)共射,共射(c)共射,共射(d)共集，共基(e)共源，共集(f)共基，共集3.2設(shè)圖P3.2所示各電路的靜態(tài)工作點(diǎn)均適宜，分別畫出它們的交流等效電路，并寫出、和的表達(dá)式。(a)(b)(c)(d)圖P3.2解：(1)圖示各電路的交流等效電路如解圖P3.2所示。(2)各電路的、和的表達(dá)式分別為：(a)：；；(b)：；(c)：；(d)：；(a)(b)(c)(d)解圖P3.23.3根本放大電路如圖P3.3(a)、(b)所示，圖(a)虛線框內(nèi)為電路Ⅰ，圖(b)虛線框內(nèi)為電路Ⅱ。由電路Ⅰ、Ⅱ組成的多級放大電路如圖(c)、(d)、(e)所示，它們均正常工作。試說明圖(c)、(d)、(e)所示電路中(1)哪些電路的輸入電阻較大；(2)哪些電路的輸出電阻較小；(3)哪個(gè)電路的電壓放大倍數(shù)最大。(a)(b)(c)(d)(e)圖P3.3解：(1)圖(d)、(e)所示電路的輸入電阻比擬大；(2)圖(c)、(e)所示電路的輸出電阻比擬??；(3)圖(e)所示電路的電壓放大倍數(shù)最大。3.4電路如圖P3.l(a)(b)所示，晶體管的β均為150,均為，Q點(diǎn)適宜。求解、和。解：在圖(a)所示電路中∵；；∴；。在圖(b)所示電路中∵；∴；3.5電路如圖P3.l(c)、(e)所示，晶體管的β均為200,均為。場效應(yīng)管的gm為15mS;Q點(diǎn)適宜。求解、和。解：在圖(c)所示電路中；；；在圖(e)所示電路中；；3.6圖P3.6所示電路參數(shù)理想對稱，晶體管的β均為100，，。試求Rw的滑動端在中點(diǎn)時(shí)T1管和T2管的發(fā)射極靜態(tài)電流以及動態(tài)參數(shù)Ad和Ri。圖P3.6圖P3.7解：Rw滑動端在中點(diǎn)時(shí)T1管和T2管的發(fā)射極靜態(tài)電流分析如下：∵∴動態(tài)參數(shù)Ad和Ri分析如下：3.7電路如圖P3.7所示，T1和T2兩管的β均為140，均為4kΩ。試問：假設(shè)輸入直流信號，，那么電路的共模輸入電壓差模輸入電壓輸出動態(tài)電壓解：電路的共模輸入電壓、差模輸入電壓、差模放大倍數(shù)和動態(tài)電壓分別為：；；3.8電路如圖P3.8所示，Tl和T2的低頻跨導(dǎo)gm均為10mS。試求解差模放大倍數(shù)和輸入電阻。圖P3.8圖P3.9解：差模放大倍數(shù)和輸入電阻分別為：；。3.9試寫出圖P3.9所示電路Ad和Ri的近似表達(dá)式。設(shè)Tl和T2的電流放大系數(shù)分別為β1和β2，b-e間動態(tài)電阻分別為和。解：Ad和Ri的近似表達(dá)式分別為；3.10電路如圖P3.10所示，Tl~T5的電流放大系數(shù)分別為β1~β5,b-e間動態(tài)電阻分別為rbe1~rbe5，寫出Au、Ri和Ro的表達(dá)式。圖P3.10圖P3.11解：Au、Ri和Ro的表達(dá)式分析如下：∴;;3.11電路如圖P3.11所示。電壓放大倍數(shù)為-100，輸入電壓uI為正弦波，T2和T3管的飽和壓降UCES=1V。試問：(1)在不失真的情況下，輸入電壓最大有效值Uimax為多少伏？(2)假設(shè)Ui=10mV〔有效值〕，那么Uo＝？假設(shè)此時(shí)R3開路，那么Uo＝？假設(shè)R3短路，那么Uo＝？解：(1)最大不失真輸出電壓有效值為:故在不失真的情況下，輸入電壓最大有效值：(2)Ui=10mV，那么Uo＝1V〔有效值〕。假設(shè)R3開路，那么Tl和T3組成復(fù)合管，等效,T3可能飽和，使得〔直流〕;假設(shè)R3短路，那么〔直流〕。第4章集成運(yùn)算放大電路自測題一、選擇適宜答案填入空內(nèi)。(1)集成運(yùn)放電路采用直接耦合方式是因?yàn)?C)。A.可獲得很大的放大倍數(shù)B.可使溫漂小C.集成工藝難于制造大容量電容(2)通用型集成運(yùn)放適用于放大(B)。A.高頻信號B.低頻信號C.任何頻率信號(3)集成運(yùn)放制造工藝使得同類半導(dǎo)體管的(C)。A.指標(biāo)參數(shù)準(zhǔn)確B.參數(shù)不受溫度影響C.參數(shù)一直性好(4)集成運(yùn)放的輸入級采用差分放大電路是因?yàn)榭梢?A)。A.減小溫漂B.增大放大倍數(shù)C.提高輸入電阻(5)為增大電壓放大倍數(shù),集成運(yùn)放的中間級多采用(A)。A.共射放大電路B.共集放大電路C.共基放大電路二、判斷以下說法是否正確，用“√”和“×”表示判斷結(jié)果。(1)運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓UIO是兩輸入端電位之差。(×)(2)運(yùn)放的輸入失調(diào)電流IIO是兩輸入端電流之差。(√)(3)運(yùn)放的共模抑制比。(√)(4)有源負(fù)載可以增大放大電路的輸出電流。(√)(5)在輸入信號作用時(shí)，偏置電路改變了各放大管的動態(tài)電流。(×)三、電路如圖T4.3所示，β1＝β2＝β3=100。各管的UBE均為0.7V,試求IC2的值。解：分析估算如下：；圖T4.3。比擬上兩式，得四、電路如圖T4.4所示。圖T4.4(1)說明電路是幾級放大電路，各級分別是哪種形式的放大電路〔共射、共集、差放……〕;(2)分別說明各級采用了哪些措施來改善其性能指標(biāo)〔如增大放大倍數(shù)、輸入電阻……〕。解：(1)三級放大電路，第一級為共集?共基雙端輸入單端輸出差分放大電路，第二級是共射放大電路，第三級是互補(bǔ)輸出級。(2)第一級采用共集?共基形式，增大輸入電阻，改善高頻特性；利用有源負(fù)載(T5、T6)增大差模放大倍數(shù)，使單端輸出電路的差模放大倍數(shù)近似等于雙端輸出電路的差模放大倍數(shù)，同時(shí)減小共模放大倍數(shù)。第二級為共射放大電路，以T7、T8構(gòu)成的復(fù)合管為放大管、以恒流源作集電極負(fù)載，增大放大倍數(shù)。第三級為互補(bǔ)輸出級，加了偏置電路，利用Dl、D2的導(dǎo)通壓降使T9和T10在靜態(tài)時(shí)處于臨界導(dǎo)通狀態(tài)，從而消除交越失真。習(xí)題4.1根據(jù)以下要求，將應(yīng)優(yōu)先考慮使用的集成運(yùn)放填入空內(nèi)?，F(xiàn)有集成運(yùn)放的類型是：①通用型②高阻型③高速型④低功耗型⑤高壓型⑥大功率型⑦高精度型(1)作低頻放大器，應(yīng)選用(①)。(2)作寬頻帶放大器，應(yīng)選用(③)。(3)作幅值為1μV以下微弱信號的量測放大器，應(yīng)選用(⑦)。(4)作內(nèi)阻為100kΩ。信號源的放大器，應(yīng)選用(②)。(5)負(fù)載需5A電流驅(qū)動的放大器，應(yīng)選用(⑥)。(6)要求輸出電壓幅值為±80V的放大器，應(yīng)選用(⑤)。(7)宇航儀器中所用的放大器，應(yīng)選用(④)。4.2幾個(gè)集成運(yùn)放的參數(shù)如表P4.3所示，試分別說明它們各屬于哪種類型的運(yùn)放。表P4.3特性指標(biāo)AodridUIOIIOIIB-3dBfHKCMRSR增益帶寬單位dBMΩmVnAnAHzdBV/μVMHzA1100252006007860.5A213020.0124071200.5A3100100050.020.03860.55A41002220150966512.5解：A1為通用型運(yùn)放，A2為高精度型運(yùn)放，A3為高阻型運(yùn)放，A4為高速型運(yùn)放。4.3多路電流源電路如圖P4.3所示,所有晶體管的特性均相同,UBE均為0.7V。試求IC1、IC2各為多少。圖P4.3圖P4.4解：因?yàn)門l、T2、T3的特性均相同，且UBE均相同，所以它們的基極、集電極電流均相等，設(shè)集電極電流為IC。先求出R中電流，再求解IC1、IC2。當(dāng)時(shí)，。4.4電路如圖P4.4所示，Tl管的低頻跨導(dǎo)為gm,Tl和T2管d-s間的動態(tài)電阻分別為rds1和rds2。試求解電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式。解：由于T2和T3所組成的鏡像電流源是以Tl為放大管的共射放大電路的有源負(fù)載，Tl和T2管d-s間的動態(tài)電阻分別為rds1和rds2，所以電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式為：。4.5電路如圖P4.5所示，Tl與T2管特性相同，它們的低頻跨導(dǎo)為gm;T3與T4管特性對稱；T2與T4管d-s間的動態(tài)電阻分別為rds2和rds4。試求出電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式。圖P4.5圖P4.6解：在圖示電路中：；；∴電壓放大倍數(shù)：4.6電路如圖P4.6所示，具有理想的對稱性。設(shè)各管β均相同。(1)說明電路中各晶體管的作用；(2)假設(shè)輸入差模電壓為產(chǎn)生的差模電流為，那么電路的電流放大倍數(shù)？解：(1)圖示電路為雙端輸入、單端輸出的差分放大電路。Tl和T2、T3和T4分別組成的復(fù)合管為放大管，T5和T6組成的鏡像電流源為有源負(fù)載。(2)由于用T5和T6所構(gòu)成的鏡像電流源作為有源負(fù)載，將左半局部放大管的電流變化量轉(zhuǎn)換到右邊，故輸出電流變化量及電路電流放大倍數(shù)分別為：；。4.7電路如圖P4.7所示，Tl和T2管的特性相同，所有晶體管的β均相同，Rcl遠(yuǎn)大于二極管的正向電阻。當(dāng)時(shí)，。(1)求解電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式；(2)當(dāng)有共模輸入電壓時(shí)，簡述理由。圖P4.7圖P4.8解：(1)在忽略二極管動態(tài)電阻的情況下：，?！唷?2)當(dāng)有共模輸入電壓時(shí)，近似為零。由于，,因此，故。4.8電路如圖P4.8所示，Tl和T2管為超β管，電路具有理想的對稱性。選擇適宜的答案填入空內(nèi)。(1)該電路采用了(C)。A．共集-共基接法B．共集-共射接法C．共射-共基接法(2)電路所采用的上述接法是為(C)。A．增大輸入電阻B．增大電流放大系數(shù)C．展寬頻帶(3)電路采用超β管能夠(B)。A．增大輸入級的耐壓值B．增大放大能力C．增大帶負(fù)載能力(4)Tl和T2管的靜態(tài)壓降約為(A)。A．0.7VB．1.4VC．不可知4.9在圖P4.9所示電路中，Tl~T3管的特性完全相同，β＞>2;反相輸入端的輸入電流為，同相輸入端的輸入電流為。試問：(l)；(2)；(3)解：(l)因?yàn)門l和T2為鏡像關(guān)系，且β＞>2，所以：(2)(3)輸出電壓的變化量和放大倍數(shù)分別為：圖P4.94.10比擬圖P4.10所示兩個(gè)電路，分別說明它們是如何消除交越失真和如何實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)的。(a)(b)圖P4.10解：在圖(a)所示電路中，Dl、D2使T2、T3微導(dǎo)通，可消除交越失真。R為電流采樣電阻，D3對T2起過流保護(hù)。當(dāng)T2導(dǎo)通時(shí)，,未過流時(shí)較小，因小于開啟電壓使D3截止；過流時(shí)因大于開啟電壓使D3導(dǎo)通，為T2基極分流。D4對T4起過流保護(hù)，原因與上述相同。在圖(b)所示電路中，T4、T5使T2、T3微導(dǎo)通，可消除交越失真。R2為電流采樣電阻，T6對T2起過流保護(hù)。當(dāng)T2導(dǎo)通時(shí)，，未過流時(shí)較小，因小于開啟電壓使T6截止；過流時(shí)因大于開啟電壓使T6導(dǎo)通，為T2基極分流。T7對T3起過流保護(hù)，原因與上述相同。4.11圖4.11所示電路是某集成運(yùn)放電路的一局部，單電源供電。試分析：(1)100μA電流源的作用；(2)T4的工作區(qū)域〔截止、放大、飽和〕;(3)50μA電流源的作用；(4)T5與R的作用。圖4.11圖P4.12解：(1)為Tl提供靜態(tài)集電極電流、為T2提供基極電流，并作為Tl的有源負(fù)載。(2)T4截止。因?yàn)椋?，，∴?3)50μA電流源為T3提供射極電流，在交流等效電路中等效為大阻值的電阻。(4)保護(hù)電路。，未過流時(shí)T5電流很??；過流時(shí)使,T5更多地為T3的基極分流。4.12電路如圖P4.12所示,試說明各晶體管的作用。解：Tl為共射放大電路的放大管；T2和T3組成互補(bǔ)輸出級；T4、T5、R2組成偏置電路，用于消除交越失真。4.13圖P4.13所示簡化的高精度運(yùn)放電路原理圖，試分析：(1)兩個(gè)輸入端中哪個(gè)是同相輸入端，哪個(gè)是反相輸入端；(2)T3與T4的作用；(3)電流源I3的作用；(4)D2與D3的作用。圖P4.13解：(1)uI1為反相輸入端，uI2為同相輸入端。(2)為Tl和T2管的有源負(fù)載，將Tl管集電極電流變化量轉(zhuǎn)換到輸出，使單端輸出差分放大電路的差模放大倍數(shù)近似等于雙端輸出時(shí)的放大倍數(shù)。(3)為T6設(shè)置靜態(tài)電流，且為T6的集電極有源負(fù)載，增大共射放大電路的放大能力。(4)消除交越失真。4.14通用型運(yùn)放F747的內(nèi)部電路如圖P4.14所示，試分析：(1)偏置電路由哪些元件組成？基準(zhǔn)電流約為多少？(2)哪些是放大管，組成幾級放大電路，每級各是什么根本電路？(3)T19、T20和R8組成的電路的作用是什么？圖P4.14解：(1)由T10、T11、T9、T8、T12、T13、R5構(gòu)成。(2)圖示電路為三級放大電路：Tl~T4構(gòu)成共集-共基差分放大電路；T14~T16構(gòu)成共集-共射-共集電路；T23、T24構(gòu)成互補(bǔ)輸出級。(3)消除交越失真?；パa(bǔ)輸出級兩只管子的基極之間電壓使T23、T24處于微導(dǎo)通，從而消除交越失真。第5章放大電路的頻率響應(yīng)自測題一、選擇正確答案填入空內(nèi)。(1)測試放大電路輸出電壓幅值與相位的變化，可以得到它的頻率響應(yīng)，條件是(A)。A.輸入電壓幅值不變，改變頻率B.輸入電壓頻率不變，改變幅值C.輸入電壓的幅值與頻率同時(shí)變化(2)放大電路在高頻信號作用時(shí)放大倍數(shù)數(shù)值下降的原因是(B)，而低頻信號作用時(shí)放大倍數(shù)數(shù)值下降的原因是(A)。A.耦合電容和旁路電容的存在C.半導(dǎo)體管的非線性特性B.半導(dǎo)體管極間電容和分布電容的存在D.放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)不適宜(3)當(dāng)信號頻率等于放大電路的fL或fH時(shí)，放大倍數(shù)的值約下降到中頻時(shí)的(B)。A.0.5倍；B.0.7倍；C.0.9倍即增益下降(A)。A.3dBB.4dB;C.5dB(4)對于單管共射放大電路，當(dāng)f=fL時(shí)，Uo與Ui相位關(guān)系是(C)。A.+45oB.?90oC.?135o當(dāng)f=fH時(shí)，Uo與Ui相位關(guān)系是(C)。A.?45oB.?135oC.?225o二、電路如圖T5.2所示。：VCC=12V；晶體管的Cμ=4pF，fT=50MHz,，β0＝80。試求解：(1)中頻電壓放大倍數(shù)；(2)；(3)和；(4)畫出波特圖。圖T5.2解圖T5.2解：(1)靜態(tài)及動態(tài)的分析估算：;;;;(2)估算；；(3)求解上限、下限截止頻率：。；。(4)在中頻段的增益：。頻率特性曲線如解圖T5.2所示。三、某放大電路的波特圖如圖T5.3所示，填空：(l)電路的中頻電壓增益(60)dB,(103)。(2)電路的下限頻率(10)Hz，上限頻率(10)kHz。(3)電路的電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式()。圖T5.3說明：該放大電路的中頻放大倍數(shù)可能為“+”，也可能為“?”。習(xí)題5.1在圖P5.1所示電路中，晶體管的、、，。填空：除要求填寫表達(dá)式的之外，其余各空填入①增大、②根本不變、③減小。(1)在空載情況下，下限頻率的表達(dá)式()。當(dāng)RS減小時(shí)，將(①)；當(dāng)帶上負(fù)載電阻后，將(②)。(2)在空載情況下，假設(shè)b-e間等效電容為，那么上限頻率的表達(dá)式()；當(dāng)RS為零時(shí)，將(①)；當(dāng)Rb減小時(shí),gm將(①),將(①),將(③)。圖P5.1圖P5.25.2某電路的波特圖如圖P5.2所示，試寫出的表達(dá)式。解：設(shè)電路為根本共射放大電路或根本共源放大電路。5.3某共射放大電路的波特圖如圖P5.3所示，試寫出的表達(dá)式。圖P5.3圖P5.4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。故電路的表達(dá)式為：5.4某電路的幅頻特性如圖P5.4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=104HZ時(shí)，附加相移為多少？當(dāng)f=105HZ時(shí)，附加相移又約為多少？〔4〕該電路的上限頻率為多少？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)f=104Hz時(shí)，；當(dāng)f=105Hz時(shí)，?！?〕該電路的；上限頻率為5.5某電路電壓放大倍數(shù)：試求解：(1)?？？(2)畫出波特圖。解：(1)變換電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式，求出、和?！摺啵?；。(2)波特圖如解圖P5.5所示。解圖P5.5解圖P5.65.6兩級共射放大電路的電壓放大倍數(shù)(1)?？？(2)畫出波特圖。解：(1)變換電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式，求出、和。∴；；。(2)波特圖如解圖P5.6所示。5.7電路如圖P5.7所示。：晶體管的β、、均相等，所有電容的容量均相等，靜態(tài)時(shí)所有電路中晶體管的發(fā)射極電流IEQ均相等。定性分析各電路，將結(jié)論填入空內(nèi)。(a)(b)(c)(d)圖P5.7(1)低頻特性最差即下限頻率最高的電路是(a)。(2)低頻特性最好即下限頻率最低的電路是(c)。(3)高頻特性最差即上限頻率最低的電路是(c)。5.8在圖P5.7(b)所示電路中，假設(shè)要求C1與C2所在回路的時(shí)間常數(shù)相等，且rbe=lkΩ，那么=？假設(shè)C1與C2所在回路的時(shí)間常數(shù)均為25ms,那么C1、C2各為多少？下限頻率=?解：(1)求解因?yàn)閷㈦娮柚荡肷鲜?，求出：?2)求解C1、C2的容量和下限頻率；；5.9在圖P5.7(a)所示電路中，假設(shè)Ce突然開路，那么中頻電壓放大倍數(shù)、和各產(chǎn)生什么變化〔是增大、減小、還是根本不變〕？為什么？解：將減小。因?yàn)樵谕瑯臃档淖饔孟?，將減小，隨之減小，必然減小。減小。因?yàn)樯倭艘粋€(gè)影響低頻特性的電容。增大。因?yàn)闀螂妷悍糯蟊稊?shù)數(shù)值的減小而大大減小，所以雖然所在回路的等效電阻有所增大，但時(shí)間常數(shù)仍會減小很多，故增大。5.10電路如圖P5.10所示，,,。試求、各約為多少，并寫出的表達(dá)式。圖P5.10解：、和的表達(dá)式分析如下：5.11在(a)所示電路中，，，；場效應(yīng)管的,。試畫出電路的波特圖，并標(biāo)出有關(guān)數(shù)據(jù)。解：其波特圖參考解圖P5.5。5.12一個(gè)兩級放大電路各級電壓放大倍數(shù)分別為：；(1)寫出該放大電路的電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式；(2)求出該電路的和各約為多少；(3)畫出該電路的波特圖。解：(1)電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式：(2)和分別為：；∵，∴解圖P5.12(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104，增益為80dB。波特圖如解圖P5.12所示。5.13電路如圖P5.13所示。試定性分析以下問題，并簡述理由。(1)哪一個(gè)電容決定電路的下限頻率；(2)假設(shè)Tl和T2靜態(tài)時(shí)發(fā)射極電流相等，且和相等，那么哪一級的上限頻率低。圖P5.13解：(1)決定電路下限頻率的是Ce，因?yàn)樗诨芈返牡刃щ娮枳钚　?2)因?yàn)?，所在回路的時(shí)間常數(shù)大于所在回路的時(shí)間常數(shù)，所以第二級的上限頻率低。補(bǔ)充1在圖P5.7(a)所示電路中，假設(shè)β＝100,rbe=1kΩ，Cl=C2=Ce=100μF，那么下限頻率=?解：由于所有電容容量相同，而Ce所在回路等效電阻最小，所以下限頻率決定于Ce所在回路的時(shí)間常數(shù)?！摺嘌a(bǔ)充2在圖P5.7(d)所示電路中，晶體管的，，靜態(tài)電流,，，，，。試分別求出電路的和，并畫出波特圖。解：(1)求解：(2)求解和中頻電壓放大倍數(shù)：其波特圖參考解圖P5.5。第6章放大電路中的反應(yīng)自測題一、交流負(fù)反應(yīng)由四種組態(tài)：A.電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng)；B.電壓并聯(lián)負(fù)反應(yīng)；C.電流串聯(lián)負(fù)反應(yīng)；D.電流并聯(lián)負(fù)反應(yīng)。選擇適宜答案填入以下空格內(nèi)。1.欲得到電流-電壓轉(zhuǎn)換電路，應(yīng)在放大電路中引入(B)。2.欲將電壓信號轉(zhuǎn)換成與之成比例的電流信號，應(yīng)在放大電路中引入(C)。3.欲減小電路從信號源索取的電流，增大帶負(fù)載能力，應(yīng)在放大電路中引入(A)。4.欲從信號源獲得更大的電流，并穩(wěn)定輸出電流，應(yīng)在放大電路中引入(D)。二、判斷圖T6.2所示各電路中是否引入了反應(yīng)；假設(shè)引入了反應(yīng)，那么判斷是正反應(yīng)還是負(fù)反應(yīng)；假設(shè)引入了交流負(fù)反應(yīng)，那么判斷是哪種組態(tài)的負(fù)反應(yīng)，并求出反應(yīng)系數(shù)和深度負(fù)反應(yīng)條件下的電壓放大倍數(shù)或。設(shè)圖中所有電容對交流信號均可視為短路。(a)(b)(c)(d)圖T6.2解：圖(a)所示電路中引入了電流串聯(lián)負(fù)反應(yīng)。反應(yīng)系數(shù)和深度負(fù)反應(yīng)條件下的電壓放大倍數(shù)分別為：；。式中RL為電流表的等效電阻。圖(b)所示電路中引入了電壓并聯(lián)負(fù)反應(yīng)。反應(yīng)系數(shù)和深度負(fù)反應(yīng)條件下的電壓放大倍數(shù)分別為：；圖(c)所示電路中引入了電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng)。反應(yīng)系數(shù)和深度負(fù)反應(yīng)條件下的電壓放大倍數(shù)分別為：圖(d)所示電路中引入了正反應(yīng)。三、電路如圖T6.3所示。圖T6.3(1)正確接入信號源和反應(yīng)，使電路的輸入電阻增大，輸出電阻減小；(2)假設(shè)，那么Rf應(yīng)取多少千歐？解：(1)應(yīng)引入電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng)，如解圖T6.3所示。(2)因，故。解圖T6.3四、一個(gè)負(fù)反應(yīng)放大電路的根本放大電路的對數(shù)幅頻特性如圖T6.4所示，反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)由純電阻組成。試問：假設(shè)要求電路穩(wěn)定工作，即不產(chǎn)生自激振蕩，那么反應(yīng)系數(shù)的上限值為多少分貝？簡述理由。圖T6.4解：因?yàn)閒H=105Hz時(shí)，，；為使此時(shí)，那么需，，即。習(xí)題6.1選擇適宜答案填入空內(nèi)。(1)對于放大電路，所謂開環(huán)是指(B)。A.無信號源B.無反應(yīng)通路C.無電源D.無負(fù)載而所謂閉環(huán)是指(B)A.考慮信號源內(nèi)阻B.存在反應(yīng)通路C.接入電源D.接入負(fù)載(2)在輸入量不變的情況下，假設(shè)引入反應(yīng)后(D)，那么說明引入的反應(yīng)是負(fù)反應(yīng)。A.輸入電阻增大B.輸出量增大C.凈輸入量增大D.凈輸入量減小(3)直流負(fù)反應(yīng)是指(C)。A.直接耦合放大電路中所引入的負(fù)反應(yīng)B.只有放大直流信號時(shí)才有的負(fù)反應(yīng)C.在直流通路中的負(fù)反應(yīng)(4)交流負(fù)反應(yīng)是指(C)。A.阻容耦合放大電路中所引入的負(fù)反應(yīng)B.只有放大交流信號時(shí)才有的負(fù)反應(yīng)C.在交流通路中的負(fù)反應(yīng)(5)為了實(shí)現(xiàn)以下目的，應(yīng)引入A.直流反應(yīng)B.交流反應(yīng)①穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，應(yīng)引入(A)；②穩(wěn)定放大倍數(shù)，應(yīng)引入(B)；③改變輸入電阻和輸出電阻，應(yīng)引入(B)；④抑制溫漂，應(yīng)引入(A)；⑤展寬頻帶，應(yīng)引入(B)。6.2選擇適宜答案填入空內(nèi)。A.電壓B.電流C.串聯(lián)D.并聯(lián)(1)為了穩(wěn)定放大電路的輸出電壓，應(yīng)引入(A)負(fù)反應(yīng)；(2)為了穩(wěn)定放大電路的輸出電流，應(yīng)引入(B)負(fù)反應(yīng)；(3)為了增大放大電路的輸入電阻，應(yīng)引入(C)負(fù)反應(yīng)；(4)為了減小放大電路的輸入電阻，應(yīng)引入(D)負(fù)反應(yīng)；(5)為了增大放大電路的輸出電阻，應(yīng)引入(B)負(fù)反應(yīng)；(6)為了減小放大電路的輸出電阻，應(yīng)引入(A)負(fù)反應(yīng)；6.3以下說法是否正確，用“√”和“×”表示判斷結(jié)果填入括號內(nèi)。(1)只要在放大電路中引入反應(yīng),就一定能使其性能得到改善。(×)(2)放大電路的級數(shù)越多，引入的負(fù)反應(yīng)越強(qiáng)，電路的放大倍數(shù)也就越穩(wěn)定。(×)(3)反應(yīng)量僅僅決定于輸出量。(√)(4)既然電流負(fù)反應(yīng)穩(wěn)定輸出電流，那么必然穩(wěn)定輸出電壓。(×)6.4判斷圖P6.4所示各電路中是否引入了反應(yīng)，是直流反應(yīng)還是交流反應(yīng)，是正反應(yīng)還是負(fù)反應(yīng)。設(shè)圖中所有電容對交流信號均可視為短路。(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)圖P6.4解：圖(a)所示電路中引入了直流負(fù)反應(yīng)。圖(b)所示電路中引入了交、直流正反應(yīng)。圖(c)所示電路中引入了直流負(fù)反應(yīng)。圖(d)、(e)、(f)、(g)、(h)所示各電路中均引入了交、直流負(fù)反應(yīng)。6.5電路如圖P6.5所示，要求同題6.4。(a)(b)(c)(d)(e)(f)圖P6.5解：圖(a)引入了交、直流負(fù)反應(yīng)圖(b)引入了交、直流負(fù)反應(yīng)。圖(c)所示電路中通過RS引入直流負(fù)反應(yīng)；通過RS、C2和Rl、R2并聯(lián)引入交流負(fù)反應(yīng)；通過C2、Rg引入交流正反應(yīng)。圖(d)引入了交、直流負(fù)反應(yīng)。圖(e)引入了交、直流負(fù)反應(yīng)。圖(f)所示電路中通過R3和R7引入直流負(fù)反應(yīng)，通過R4引入交、直流負(fù)反應(yīng)。6.6分別判斷圖6.4(d)~(h)所示各電路中引入了哪種組態(tài)的交流負(fù)反應(yīng)，并計(jì)算它們的反應(yīng)系數(shù)。解：各電路中引入交流負(fù)反應(yīng)的組態(tài)及反應(yīng)系數(shù)分別如下：(d〕電流并聯(lián)負(fù)反應(yīng):(e〕電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng):(f〕電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng):(g〕電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng):(h〕電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng):6.7分別判斷圖P6.5(a)、(b)、(e)、(f)所示各電路中引入了哪種組態(tài)的交流負(fù)反應(yīng)。解：(a)電壓并聯(lián)負(fù)反應(yīng)；(b)電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng)；(e)電流并聯(lián)負(fù)反應(yīng)；(f)電流串聯(lián)負(fù)反應(yīng)。6.8分別估算圖6.4(d)~(h)所示各電路在理想運(yùn)放條件下的電壓放大倍數(shù)。解：各電路在理想運(yùn)放條件下的電壓放大倍數(shù)如下：(d)電流并聯(lián)負(fù)反應(yīng):(e)電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng):(f)電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng):(g)電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng):(h)電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng):6.9分別估算圖6.5(a)、(b)、(e)、(f)所示各電路在深度負(fù)反應(yīng)條件下的電壓放大倍數(shù)。解：各電路在深度負(fù)反應(yīng)條件下的電壓放大倍數(shù)如下：(a)電壓并聯(lián)負(fù)反應(yīng)：(b)電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng)：(e)電流并聯(lián)負(fù)反應(yīng)：(f)電流串聯(lián)負(fù)反應(yīng)：∵∴6.10電路如圖P6.10所示，集成運(yùn)放為理想運(yùn)放，最大輸出電壓幅值為±14V。填空：電路引入了電壓串聯(lián)〔填入反應(yīng)組態(tài)〕交流負(fù)反應(yīng)，電路的輸入電阻趨近于無窮大，電壓放大倍數(shù)11。設(shè)uI=1V，那么uo=11V；假設(shè)Rl開路，那么uo變?yōu)?V；假設(shè)Rl短路，那么uo變?yōu)?4V；假設(shè)R2開路，那么uo變?yōu)?4V；假設(shè)R2短路，圖P6.10那么uo變?yōu)?V。一個(gè)負(fù)反應(yīng)放大電路A=105,F=2×10-3。試問：(1)；(2)假設(shè)A的相對變化率為20%，那么的相對變化率為多少？解：(1)因?yàn)锳F=200>>1，所以：(2)根據(jù)題目所給數(shù)據(jù)，可知：6.12一個(gè)電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng)放大電路的電壓放大倍數(shù)，其根本放大電路的電壓放大倍數(shù)的相對變化率為10%，的相對變化率小于0.1%，試問F和各為多少？解：由，得：?！矊偕疃蓉?fù)反應(yīng)〕所以：。由以上兩式可得：6.13負(fù)反應(yīng)放大電路的。試分析：為了使放大電路能夠穩(wěn)定工作〔即不產(chǎn)生自激振蕩〕,反應(yīng)系數(shù)的上限值為多少？解：根據(jù)放大倍數(shù)表達(dá)式可知，放大電路高頻段有三個(gè)截止頻率分別為，因?yàn)?，所以，在時(shí)，約為60dB，附加相移約為-180o，為了使時(shí)的小于0dB，即不滿足自激振蕩的幅值條件，反應(yīng)系數(shù)的上限值應(yīng)為-60dB，即的上限值為10-3。6.14以集成運(yùn)放作為放大電路，引入適宜的負(fù)反應(yīng)，分別到達(dá)以下目的，要求畫出電路圖來。(1)實(shí)現(xiàn)電流一電壓轉(zhuǎn)換電路；(2)實(shí)現(xiàn)電壓一電流轉(zhuǎn)換電路(3)實(shí)現(xiàn)輸入電阻高、輸出電壓穩(wěn)定的電壓放大電路；(4)實(shí)現(xiàn)輸入電阻低、輸出電流穩(wěn)定的電流放大電路。解：可實(shí)現(xiàn)題目(1)(2)(3)(4)要求的參考電路分別如解圖P6.14(a)(b)(c)(d〕所示。(a)(b)(c)(d)解圖P6.146.15電路如圖P6.15所示。(1)試通過電阻引入適宜的交流負(fù)反應(yīng)，使輸入電壓轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的輸出電流;(2)假設(shè)時(shí)，，那么反應(yīng)電阻RF應(yīng)取多少？圖P6.15解圖P6.15解：(1)引入電流串聯(lián)負(fù)反應(yīng)，通過電阻Rf將三極管的發(fā)射極與T2管的柵極連接起來，如解圖P6.15所示。(2)首先求解，再根據(jù)求解。代入數(shù)據(jù)，所以。6.16圖P6.16(a)所示放大電路的波特圖如圖(b)所示。(1)判斷該電路是否會產(chǎn)生自激振蕩？簡述理由。(2)假設(shè)電路產(chǎn)生了自激振蕩，那么應(yīng)采取什么措施消振？要求在圖(a)中畫出來。(3)假設(shè)僅有一個(gè)50pF電容，分別接在三個(gè)三極管的基極和地之間均未能消振，那么將其接在何處有可能消振？為什么？(a)(b)圖P6.16解：(1)電路一定會產(chǎn)生自激振蕩。因?yàn)樵跁r(shí)，附加相移為-45o；在時(shí)，附加相移為-135o；在時(shí)，附加相移為-225o。因此附加相移為-180o的頻率在之間，此時(shí)，故一定會產(chǎn)生自激振蕩。(2)可在晶體管T2的基極與地之間加消振電容。(注：方法不唯一)(3)可在晶體管T2的基極和集電極之間加消振電容。因?yàn)楦鶕?jù)密勒定理，等效在基極與地之間的電容比實(shí)際電容大得多，因此容易消振。6.17試分析如圖P6.17所示各電路中是否引入了正反應(yīng)〔即構(gòu)成自舉電路〕，如有，那么在電路中標(biāo)出，并簡述正反應(yīng)起什么作用。設(shè)電路中所有電容對交流信號均可視為短路。(a)(b)圖P6.17解：圖(a)所示電路中通過C2、R3引入了正反應(yīng)，作用是提高輸入電阻，改善跟隨特性。圖(b)所示電路中通過C2、R3引入了正反應(yīng)，作用是提高第二級跟隨范圍，增大放大倍數(shù)，使輸出的正方向電壓有可能高于電源電壓。6.18在圖P6.18所示電路中，A為電流反應(yīng)型集成運(yùn)放，試問：(1)中頻電壓放大倍數(shù)；(2)上限截止頻率。圖P6.18解圖P6.18解：畫出圖P6.18所示電路中集成運(yùn)放的等效電路如解圖P6.18所示。因?yàn)閞o很小，反相輸入端電位為：將集成運(yùn)放的內(nèi)部電路替換為教材中圖6.7.5所示電路〔參閱P310~P311)，可得：而∴即：∴(1)；(2)上限截止頻率為：6.19測試NPN型晶體管穿透電流的電路如圖P6.19所示?！?〕電路中引入了哪種反應(yīng)？測試晶體管穿透電流的原理是什么？〔2〕選擇適宜的R，在Multisim環(huán)境下測試晶體管的穿透電流。圖P6.19解：〔1〕電路中引入了電壓并聯(lián)負(fù)反應(yīng)；圖中可見，?！?〕由于小功率管的在μA數(shù)量級，R的選擇范圍應(yīng)在幾百kΩ數(shù)量級。補(bǔ)充1.電路如補(bǔ)圖P6.1所示，試說明電路引入的是共模負(fù)反應(yīng)，即反應(yīng)僅對共模信號起作用。補(bǔ)圖P6.1解：假設(shè)增大，那么產(chǎn)生以下過程：說明電路對共模信號有負(fù)反應(yīng)作用。補(bǔ)充2.電路如補(bǔ)圖P6.2所示。試問：假設(shè)以穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ作為輸入電壓，那么當(dāng)R2的滑動端位置變化時(shí)，輸出電壓UO的調(diào)節(jié)范圍為多少？補(bǔ)圖P6.2解：UO的調(diào)節(jié)范圍約為即第7章信號的運(yùn)算和處理自測題一、現(xiàn)有電路：A.反相比例運(yùn)算電路B.同相比例運(yùn)算電路C.積分運(yùn)算電路D.微分運(yùn)算電路E.加法運(yùn)算電路F.乘方運(yùn)算電路選擇一個(gè)適宜的答案填入空內(nèi)。(1)欲將正弦波電壓移相＋90o，應(yīng)選用(C)。(2)欲將正弦波電壓轉(zhuǎn)換成二倍頻電壓，應(yīng)選用(F)。(3)欲將正弦波電壓疊加上一個(gè)直流量，應(yīng)選用(E)。(4)欲實(shí)現(xiàn)Au=?100的放大電路，應(yīng)選用(A)。(5)欲將方波電壓轉(zhuǎn)換成三角波電壓，應(yīng)選用(C)。(6)欲將方波電壓轉(zhuǎn)換成尖頂波波電壓，應(yīng)選用(D)。二、填空：(1)為了防止50Hz電網(wǎng)電壓的干擾進(jìn)入放大器，應(yīng)選用(帶阻)濾波電路。(2)輸入信號的頻率為10kHz~12kHz，為了防止干擾信號的混入，應(yīng)選用(帶通)濾波電路(3)為了獲得輸入電壓中的低頻信號，應(yīng)選用(低通)濾波電路。(4)為了使濾波電路的輸出電阻足夠小，保證負(fù)載電阻變化時(shí)濾波特性不變，應(yīng)選用(有源)濾波電路。三、圖T7.3所示各電路中的集成運(yùn)放均為理想運(yùn)放，模擬乘法器的乘積系數(shù)k大于零。試分別求解各電路的運(yùn)算關(guān)系。(a)(b)圖T7.3解：圖(a)所示電路為求和運(yùn)算電路，圖(b)所示電路為開方運(yùn)算電路。它們的運(yùn)算表達(dá)式分別為：(a)(b)習(xí)題本章習(xí)題中的集成運(yùn)放均為理想運(yùn)放。7.1填空：(1)(同相比例)運(yùn)算電路可實(shí)現(xiàn)Au＞1的放大器。(2)(反相比例)運(yùn)算電路可實(shí)現(xiàn)Au＜0的放大器。(3)(微分)運(yùn)算電路可將三角波電壓轉(zhuǎn)換成方波電壓。(4)(同相求和)運(yùn)算電路可實(shí)現(xiàn)函數(shù)，a、b和c均大于零。(5)(反相求和)運(yùn)算電路可實(shí)現(xiàn)函數(shù)，a、b和c均小于零。(6)(乘方)運(yùn)算電路可實(shí)現(xiàn)函數(shù)。7.2電路如圖P7.2所示，集成運(yùn)放輸出電壓的最大幅值為±14V，填表。(a)(b)圖P7.2uI/V0.10.51.01.5uO1/VuO2/V解：；。當(dāng)集成運(yùn)放工作到非線性區(qū)時(shí)，輸出電壓不是+14V,就是-14V。uI/V0.10.51.01.5uO1/V-1-5-10-14uO2/V1.15.511147.3設(shè)計(jì)一個(gè)比例運(yùn)算電路，要求輸入電阻，比例系數(shù)為-100。解：可采用反相比例運(yùn)算電路，電路形式如圖P7.2(a)所示。；。7.4電路如圖P7.4所示，試求其輸入電阻和比例系數(shù)。解：由圖可知，而解得：圖P7.47.5電路如圖P7.4所示，集成運(yùn)放輸出電壓的最大幅值為±14V，為2V的直流信號。分別求出以下各種情況下的輸出電壓：(1)R2短路；(2)R3短路；(3)R4短路；(4)R4斷路。解：(1)R2短路時(shí)，，R4相當(dāng)于開路〔R4上無電流流過〕。∴；(2)R3短路時(shí)，，R4對反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)無影響?！?；(3)R4短路時(shí)，電路無反應(yīng)?！?；(4)R4斷路時(shí)，。7.6試求圖P7.6所示各電路輸出電壓與輸入電壓的運(yùn)算關(guān)系式。(a)(b)(c)(d)圖P7.6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：(a)(b)(c)(d)7.7在圖P7.6所示各電路中，集成運(yùn)放的共模信號分別為多少？寫出表達(dá)式。解：因?yàn)榧蛇\(yùn)放同相輸入端和反相輸入端之間凈輸入電壓為零，所以它們的電位就是集成運(yùn)放的共模輸入電壓。圖示各電路中集成運(yùn)放的共模信號分別為：(a)(b)(c)(d)7.8圖P7.8所示為恒流源電路，穩(wěn)壓管工作在穩(wěn)壓狀態(tài)，試求負(fù)載電阻中的電流。解：。圖P7.87.9電路如圖P7.9所示。(1)寫出與、的運(yùn)算關(guān)系式；(2)當(dāng)RW的滑動端在最上端時(shí)，假設(shè)，，那么=？(3)假設(shè)的最大幅值為±14V，輸入電壓最大值，，為了保證集成運(yùn)放工作在線性區(qū)，R2的最大值為多少？圖P7.9解：(1)A2同相輸入端電位輸出電壓或(2)將，代入上式，得。(3)根據(jù)題目所給參數(shù)，的最大值為20mV。假設(shè)R1為最小值，那么為保證集成運(yùn)放工作在線性區(qū)，=20mV時(shí)集成運(yùn)放的輸出電壓應(yīng)為＋14V，寫成表達(dá)式為故7.10分別求解圖P7.10所示各電路的運(yùn)算關(guān)系。(a)(b)(c)圖P7.10解：圖(a)所示為反相求和運(yùn)算電路；圖(b)所示的A1組成同相比例運(yùn)算電路，A2組成加減運(yùn)算電路；圖(c)所示的A1、A2、A3均組成為電壓跟隨器電路，A4組成反相求和運(yùn)算電路。(a)設(shè)R3、R4、R5的節(jié)點(diǎn)為M，那么(b)先求解，再求解。(c)A1、A2、A3的輸出電壓分別為uI1、uI2、uI3，由于在A4組成的反相求和運(yùn)算電路中反相輸入端和同相輸入端外接電阻阻值相等，所以7.11在圖P7.11(a)所示電路中，輸入電壓uI的波形如圖(b)所示，當(dāng)t=0時(shí)uC=0。試畫出輸出電壓uO的波形。(a)(b)圖P7.11解：輸出電壓的表達(dá)式為當(dāng)uI為常量時(shí)：假設(shè)t=0時(shí)uO=0；那么當(dāng)t=5mS時(shí)，。當(dāng)t=15mS時(shí)，。因此輸出波形如解圖P7.11所示。解圖P7.117.12圖P7.12所示電路輸入電壓uI的波形如圖P7.11(b)所示，且當(dāng)t=0時(shí)uC=0。試畫出輸出電壓uO的波形。圖P7.12解圖P7.12解：圖中可見，，即：；∴輸出電壓與輸入電壓的運(yùn)算關(guān)系為：或：設(shè)當(dāng)t=0時(shí)，uC=0。分段畫出波形如解圖P7.12所示。7.13試分別求解圖P7.13所示各電路的運(yùn)算關(guān)系。(a)(b)(c)(d)圖P7.13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)(b)設(shè)兩電容的充電電流為:(方向向右),那么(c)