模擬電路課后習題答案

??習題3-2若某一放大電路的電壓放大倍數(shù)為100倍，則其對數(shù)電壓增益是多少分貝？

另一放大電路的對數(shù)電壓增益為80dB,則其電壓放大倍數(shù)是多少？

解:如I41=100，則201gIA?1=40；如201gIAu1=80,則IAu1=10000。

本題的意圖是了解電壓放大倍數(shù)與對數(shù)電壓增益之間的關(guān)系。

??習題4-2在圖P4-1所示的電路中：

①三極管的最大功耗等于多少？

②流過三極管的最大集電極電流等于多少？

③三極管集電極和發(fā)射極之間承受的最大電壓等于多少？

④為了在負載上得到最大輸出功率P°m，輸入端應加上的正弦電壓有效值大約等于多

少？

解：①PCM>=0.2X2.25W=0.45W

②>壁=以=0.754

,”RL8

③U3)CE0>2%=2X6V=12V

④因為互補對稱電路中無論哪個三極管導電，電路均工作在射極跟隨器狀態(tài)，

A1,而略小于1,故U,a號隼=旦丫x4.24V。

A/2A/2

本題的意圖是了解OCL互補對稱電路中功率三極管極限參數(shù)的估算方法。

??習題4-3在圖P4-3所示互補對稱電路中，已知Vcc為6V,人為8Q,假設(shè)三極管的

飽和管壓降UcES=1V,

①估算電路的最大輸出功率P°m；

②估算電路中直流電源消耗的功率Pv和效率n。

將本題的估算結(jié)果與習題4-1進行比較。

解：①

一心")=GM卬=o.25w

2R2x8

如忽略UCES，則

y2A2

EmX=-W=0.5625卬

SRL8X8

r2

②Pv——W20.716W

2成L2%x8

P025

y=——?34.92%

Pv0.716

如忽略UCES，則〃=="竺a78.56%

Pv0.716

可見，在同樣的VCC和RL之下，OCL電路的Pom比OTL電路大得多(大約為4

倍)。同時OCL電路的PV也比OTL電路大得多(也大致為4倍)。最終，兩種電路得效率

基本相同。

此題的意圖是理解OTL互補對稱放大電路的P?,n和Pv的估算方法,并與OCL電路

進行比較。

??習題4-4在圖P4-3所示的電路中：

①估算三極管的最大功耗；

②估算三極管的最大集電極電流；

③估算三極管集電極和發(fā)射極之間承受的最大電壓；

④為了在負載上得到最大輸出功率P°m，輸入端應加上的正弦電壓有效值等于多少？

解：①PCM>0/“=02X0.5625W=0.1125W

>里=_^_4=0.3754

②CM

2&2x8

③U<BR)CEO>%=6V

④因為互補對稱電路中無論哪個三極管導電，電路均工作在射極跟隨器狀態(tài)，

.U

A“B1,而略小于1,故

V2V2V2

本題的意圖是了解OTL互補對稱電路中功率三極管極限參數(shù)的估算方法。

??習題4-5在圖P4-1和圖P4-3所示的兩個互補對稱電路中，己知RL=8Q,假設(shè)三極

管的飽和管壓降UCES均為1V,如果要求得到最大輸出功率P.m=3W,試分別估算兩個電

路的直流電源Vcc分別應為多大。

解：

對于圖P4-1的OCL電路

22

p__1TJJ_ucent='(，VCrCr--UCrFEJS)

1ucem1cm

om~2-ZR-2R

=>Vcc=^2RLPi>m+UCES=(72x8x3+1)V-7.93V

對于圖P4-3的OTL電路

=>Vcc=2^2RLPom+UCES)=2x(V2x8x3+1)V?15.9V

可見，在同樣的Pom和RL時，OTL電路的Vcc比OCL電路高得多。但前者只需要「

個直流電源，而后者需要正、負兩路直流電源。

本題的意圖是對OTL和OCL兩種電路進行比較，當要求同樣的Pom時所需的Vcc各

為多少。

??習題4-6分析圖P4-6中的OTL電路原理，試回答：

①靜態(tài)時，電容C?兩端的電壓應該等于多少？調(diào)整哪個電阻才能達到上述要求？

②設(shè)R1=1.2kQ,三極管的B=50,PcM=200mW,若電阻R?或某一個二極管開路,

三極管是否安全？

圖P4-6

解：

①靜態(tài)時，電容C2兩端的電壓應等于Vcc/2,即5V。應調(diào)整電阻R1達到此要求。

②若電阻R2或某一個二極管開路，則

_2UBE10-2x0.7

1BI1B2mA?3.58mA

+%1.2+1.2

機〃泊

Icl=IC2=/?/B|=50x3.58A=179

CX

PTl=PT2=/.㈤=(1795)〃?W=S95mW>PCM

因此，三極管將被燒毀。

本題的意圖是理解OTL電路的工作原理,了解保證電路安全的重要措施。

??習題4-7分析圖P4-7中的OCL電路原理，試回答：

①靜態(tài)時，負載RL中的電流應為多少？

②若輸出電壓波形出現(xiàn)交越失真，應調(diào)整哪個電阻？如何調(diào)整？

③若二極管V?；騐D2的極性接反，將產(chǎn)生什么后果？

③若VD、VD2、R?三個元件中任一個發(fā)生開路，將產(chǎn)生什么后果？

①靜態(tài)時，負載R.中的電流應為0,如不符合要求，應調(diào)整電阻Ri；

②若輸出電壓波形出現(xiàn)交越失真，應調(diào)整電阻R2,增大的R2阻值；

③若二極管VD1或VD2的極性接反，將使功率三極管電流急劇增大，可能燒毀三極

管；

④若VD|、VD2,R2三個元件中任一個開路，同樣可能使功率三極管電流急劇增大，

燒毀三極管。

本題的意圖是理解OCL電路的工作原理,了解交越失真的概念以及減小交越失真和保證電

路安全的措施。

??習題4-8試分析圖P4-8中各復合管的接法是否正確。如果認為不正確，請扼要說明

原因；如果接法正確，說明所組成的復合管的類型(NPN或PNP),指出相應的電極，并列

出復合管的B和公的表達式。

圖P4-8

解

(a)接法不正確。因如和iB2的實際方向正好相反，無法形成統(tǒng)一的電流通路。從輸入

端看，在bl和e2之間無論加上何種極性的電壓，和VT2兩者之中總有一個管子的發(fā)射

結(jié)將被反向偏置。

(b)接法不正確。因ici和iB2的實際方向正好相反，無法形成統(tǒng)一的電流通路。

(c)接法正確。復合管為PNP型。bl是復合管的b,el(c2)是復合管的e,e2是復合管

c,復合管的g和和B分別為rbe=rM,皿

(d)接法不正確。因iEI和im的實際方向正好相反，無法形成統(tǒng)一的電流通路。

本題的意圖是了解復合管的正確接法和類型,以及復合管的B和樂。

??習題5-1圖P5-1是集成運放BG303偏置電路的示意圖，已知VCC=VEE=15V,偏置

電阻R=1MQ（需外接）。設(shè)各三極管的B均足夠大，試估算基準電流IREF以及輸入級放大管

的電流Ici'Ic2?

解：VT4、VT3、R組成鏡像電流源，流過R的基準電流IREF為：

VCC+VfE-^BE15+15-0.7,“c

1REF=_cc——----生=-----------必=29.3/44

1

REFy座/REF=29.344

1+

0

1293

VT1、VT2為差分對管，則有：Icl=IC2=-/C3/zA?14.7/^4

本題的意圖是理解鏡像電流源的工作原理和估算方法。

??習題5-2圖P5-2是集成比較器BG307偏置電路的示意圖。已知VEE=6V,R5=85Q,

2=68。，R7=1.7k。。設(shè)三極管的B足夠大，試問VTI、VT2的靜態(tài)電流ICI、L為多大？

解：

VT5、VT6為核心組成比例電流源，其基準電流IR7為：

024￡一(-%)0-2x07+6

【R7A?2.6mA

&+J68+1700

1cs—ICG~1RI——x2.6')mA—M

C5網(wǎng)C6R_?72.08/A

、為差分對管，則有：I,—I——1.04mA

VT1VT2rv1vrz721，=2—x2.08m/l=1

本題的意圖是理解比例電流源的工作原理和估算方法。

??習題5-6在圖P56中，假設(shè)三極管的B=40,小=8.21;。，VCC=VKE=15V,及=75kQ,

Re=56kQ,R=L8kQ,R“=lkQ,Rw的滑動端處于中點，負載電阻Ri=30kQ。

①求靜態(tài)工作點；

②求差模電壓放大倍數(shù)：

③求差模輸入電阻。

解

@

1507

0-1R-U-2IR=-V=1="-U"EQ=---------------mA3.1M

B°OBEQQE00eEEB°QR+2(l+/?)/?,,1.8+2x(l+40)x56

ICQx01BQ=40x3.1/2/1=124/zA?0.12mA

%=%-3件+凡)=吁。［2嗎+75)”5.94丫(對地)

-63

t/Be=0-x10x1.8x10)V=-5.58V(對地)

(底+力〃(75+%

②——-40x-------上a—50

1.8+8.2

③Rid=2(R+%)=[2X(1.8+8.2)伙O=20kQ

本題的意圖是掌握長尾式差分放大電路的靜態(tài)和動態(tài)分析方法。

??習題5-7在圖P5-7中，已知三極管的B=100,?=10.3kQ,VCc=VEE=15V,&=36k

Q,Re=27kC,R=2.7kQ,Rw=100Q,Rw的滑動端處于中點,負載電阻RL=181CQ,試估算:

①靜態(tài)工作點；

②差模電壓放大倍數(shù)；

③差模輸入電阻。

解:

①

1

。-/B°R_UBEQ_EQ(寸+2&)=-VEE

一7VEE-UBEQ15-0.7“c一

-------------------100-------------4x2.6M

〃。二R

R+(l+￡)(g+26)2.7x103+(1+100)x(―+2x27x103)

ICQ?plljQ=100x2.6/zA=260//A?0.26mA

UCQ^VCC-ICQRC=[15-0.26x36]V=5.64V(對地)

-63

UBQ=0-1Bi}R=(-2.6x10x2.7x10)V?-JmV(對地)

RL

RCUA36〃I%

②A”=-p----——"C=-100x---------------------------—?-40

R+"+(l+P)于2.7+10.3+(l+100)x100x10

22

③Rid=2[R+%+(l+/7)g]=2x(2.7+10.3+101x0.05)kQ=36攵Q

本題的意圖是掌握長尾式差分放大電路的靜態(tài)和動態(tài)分析方法。

??習題6-1在圖P6-1所示的的各放大電路中，試說明存在哪些反饋支路，并判斷哪些

是負反饋，哪些是正反饋；哪些是直流反饋，哪些是交流反饋。如為交流反饋，試分析反饋

的組態(tài)。假設(shè)各電路中電容的容抗可以忽略。

??習題6-3在圖P6-1所示的各電路中，試說明哪些反饋能夠穩(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)①Rs引入第?一級的交直流負反饋，其中交流電流串聯(lián)負反饋可穩(wěn)定本級的工作電流，

提高輸入電阻，直流負反饋可穩(wěn)定本級的靜態(tài)工作點：②Re2和Ce也引入第一級的直流

負反饋，可穩(wěn)定本級的靜態(tài)工作點；③Re3引入第二級的交直流負反饋，交流電壓串聯(lián)負

反饋可穩(wěn)定輸出電壓，提高本級的輸入電阻，降低輸出電阻，而直流負反饋可穩(wěn)定本級的靜

態(tài)工作點；④RF和CF引入級間(整體)交流電壓串聯(lián)正反饋，故總體來說不能穩(wěn)定輸出

電壓或輸出電流。

(b)①Rei引入第一級的交直流負反饋，其中交流電流串聯(lián)負反饋可穩(wěn)定本級的工作電流，

提高輸入電阻，直流負反饋可穩(wěn)定本級的靜態(tài)工作點；②艮2和Ce引入第二級的直流負

反饋，可穩(wěn)定本級的靜態(tài)工作點；③Re3引入第三級的交直流負反饋，交流電流串聯(lián)負反

饋可穩(wěn)定輸出電流，提高本級的輸入電阻，提高輸出電阻，而直流負反饋可穩(wěn)定本級的靜態(tài)

工作點；④RF引入級間(整體)交直流負反饋，其中交流電流串聯(lián)負反饋可穩(wěn)定輸出電

流，提高輸出電阻，提高輸入電阻，而直流負反饋可穩(wěn)定各級靜態(tài)工作點。

(c)①Rs引入第二級的交直流負反饋，其中交流電流串聯(lián)負反饋可穩(wěn)定本級的工作電流，

提高本級輸入電阻，提高輸出電阻，而直流負反饋可穩(wěn)定本級的靜態(tài)工作點；②Re2和Ce

引入第二級的直流負反饋，可穩(wěn)定本級的靜態(tài)工作點；③RF引入級間(整體)交直流負

反饋，其中交流電流并聯(lián)負反饋可穩(wěn)定輸出電流，提高輸出電阻，降低輸入電阻，而直流負

反饋可穩(wěn)定各級靜態(tài)工作點。

(d)①R-引入第一級的交直流負反饋，其中交流電流串聯(lián)負反饋可穩(wěn)定本級的工作電流，

提高輸入電阻，直流負反饋可穩(wěn)定本級的靜態(tài)工作點；②RF引入級間(整體)交直流負

反饋，其中交流電壓并聯(lián)負反饋可穩(wěn)定輸出電壓，提高輸出電阻，降低輸入電阻，而直流負

反饋可穩(wěn)定各級靜態(tài)工作點。

(e)①Rei引入第二級的交直流負反饋，其中交流電流串聯(lián)負反饋可穩(wěn)定本級的工作電流，

提高本級輸入電阻，提高輸出電阻，而直流負反饋可穩(wěn)定本級的靜態(tài)工作點；②RF引入

級間(整體)交直流負反饋，其中交流電壓串聯(lián)負反饋可穩(wěn)定輸出電壓，提高輸出電阻，降

低輸入電阻，而直流負反饋可穩(wěn)定各級靜態(tài)工作點。

(0本電路是在射極輸出器的基礎(chǔ)上，再從VT的發(fā)射極通過電容C3引導回一個交流電壓

并聯(lián)正反饋。射極輸出器本身為電壓串聯(lián)負反饋，具有穩(wěn)定輸出電壓，提高輸入電阻，降低

輸出電阻的作用。但若不接電容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=Rb+(Rl//R2)?，F(xiàn)由C3引回一個電壓并聯(lián)正反饋，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，則電阻Rb兩端的交流壓降很小，故流過

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

此二題屬于基本概念題，意圖是判斷分立元件放大電路中反饋的類型和作用。

圖P6-2

??習題6-2試判斷圖P6-2各電路中反饋的極性和組態(tài)。

??習題6-3在圖P6-2所示的各電路中，試說明哪些反饋能夠穩(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)正反饋。

(b)①RFI引入電壓并聯(lián)負反饋，穩(wěn)定輸出電壓，降低輸出電阻，降低輸入電阻；②RF2

引入電壓串聯(lián)正反饋。

(c)RF引入電壓并聯(lián)負反饋，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)負反饋，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)負反饋，穩(wěn)定輸出電壓，提高輸入電阻，降低輸出電阻。

⑴RF引入電流并聯(lián)負反饋，穩(wěn)定輸出電流，降低輸入電阻，提高輸出電阻。

此二題屬于基本概念題,意圖是判斷主要由集成運放組成的放大電路中反饋的類型和作

用。

??習題6-5設(shè)圖P6-2(c)~⑴中的集成運放均為理想運放，各電路均滿足深負反饋條件,

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)負反饋，有〃a

.u.Uu.0■UR,

Iia--if=--------=.....-nA.■=-A=--------

ff

R2R,R2RFUjR2

(d)RF引入深度的電流串聯(lián)負反饋，有U/

UL=-iR

&++Re'

4

fSRR

(e)RF引入深度的電壓串聯(lián)負反饋，有人可。

:_1iR-

“十瓦

R?+Rp

(f)RF引入深度的電流并聯(lián)負反饋，有〃

U.RR.RU

Lx，=-------￡——I?--------——I=——￡—乙

f

'&&+勺Re+RFRC+R?RC

Re九二＜UoRc(Re+RF)

uf

/?,~Re+RFRC(J,R禺

本題的意圖是針對集成運放組成的放大電路理解深度負反饋條件下閉環(huán)放大倍數(shù)的估算

方法。

??習題6-6如果要求當負反饋放大電路的開環(huán)放大倍數(shù)IAI變化25%時，其閉環(huán)放大倍

數(shù)IA/I的變化不超過1%,又要求閉環(huán)放大倍數(shù)為100,問IAI至少應選多大？這時反饋系數(shù)

IFI又應選多大？

dAf

dA\

解：一f^二一?想='=3=坨=上上^1+AF=25

Af1+AFA1+AFdA25%25

T

A

AA=------=>AA==(1+AF)A^25x100=2500

5f1+AFf

l+AF=25^>AF=24=>F=a%。。=0.0096?0.01

本題的意圖是理解負反饋對提高放大倍數(shù)穩(wěn)定性的作用，而且提高的程度與反饋深度有關(guān)。

??習題7-1在圖P7-1所示的放大電路中，已知R|=R2=R5=R?=R8=10kQ,

&=R9=Rio=2Ok。：

①試問R3和R4分別應選用多大的電阻；

②列illUoi、U02和Uo的表達式；

③設(shè)Uu=3V,UI2=1V,則輸出電壓U°=?

解：

①R3=RJ/R2=(10//10)^Q=5AQ,R4=R5//R6=(10〃20)2?6.67口

R10__

②^-2““=一/”“=—"/I，"。2=(Z11+(Id---)ui,=1.5〃,,，

/\)1U20

R20

u-??2)=_L5〃/2)=2〃/]

o=一_-^(MOI+3M/2

/v7lu

=（2x3+3xl）V=9V

③uo=2MZI+3M/2

本題的意圖是掌握反相輸入、同相輸入、差分輸入比例運算電路的工作原理,估算三種

比例電路的輸入輸出關(guān)系。

??習題7-2在圖P7-2所示電路中，寫出其

輸出電壓Uo的表達式。

解：

本題的意圖是掌握反相輸入和同相輸入比例

電路的輸入、輸出關(guān)系。

??習題7-3試證明圖P7-3中，"。=（1+合

RRRRR

U<,=一肅〃“+（1+?）％2=_廣（1+片）“八+（1+?）〃/2

1*2/\21\2?1\2

~-（1+~^~）W/1+（1+才）〃/2=（1+-〃/1）

xv2

本題的意圖是掌握反相輸入和同相輸入比例電路的輸入、輸出關(guān)系。

??習題7-4在圖P7-4所示電路中，列出uo的表達式。

解:

反饋組態(tài)應為深度電壓串聯(lián)負反饋,因此有Auf

及3Rq+R[R]R-j若丑=RR-j

-=Allf=」——T-=1+—=>w=(1+—)w—''>"=(1+—)MZ1

?UJnD°o1;°P

4+R7*3以3*3"l

??習題7?5列出圖P7-5所示電路中輸出電壓uo的表達式。

k2圾

U0=UO2-UO\麗U,

本題的意圖是掌握反相輸入和同相輸入比例運算電路的輸入、輸出關(guān)系。

??習題7-6試設(shè)計一個比例運算放大器，實現(xiàn)以下運算關(guān)系：u°=0.5ui。請要求畫

出電路原理圖，并估算各電阻的阻值。希望所用電阻的阻抗在20kQ至200kQ的范圍內(nèi)。

解：

上圖為實現(xiàn)本題目要求的一種設(shè)計方案，使A”=?A”？=(—0.5)x(—1)=0.5,

a?！?.5〃/o

本題的意圖是在深入掌握各種比例運算電路性能的基礎(chǔ)上，采用適當電路實現(xiàn)給定

的運算關(guān)系。以上只是設(shè)計方案之一。

??習題7-7在圖725所示的三運放數(shù)據(jù)放大器中，假設(shè)Ri為阻值在lkQ~10kQ之

間可調(diào)的電位器，R2=R3=20kQ,R4=R5=33kQ,R6=R7=100kQ,試估算電路的輸出電

壓與輸入電壓之間的比例系數(shù)的可調(diào)范圍。

UI+1

UI

〃。2=（1+U）02=（1+便”2

A1/ZA|

2R八2R2

Uo\-Uo2（1+「-）（〃/]一%2）=（1+D）%

R.z、八2R）、

Uo-~~（Uol_〃。2）=~~U+

K4K4K]

輸出電壓與輸入電壓之間的比例系數(shù)即4=3,

當R1阻值為IkQ時，A=-—(1+^^)?-124.2,

“331

當R1阻值為10kQ時，A“=一圖(1+20)^一15.2。

"3310

本題的意圖是了解三運放數(shù)據(jù)放大器的特