3篇4章习题解答浙大版集成电路课后答案(共13页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上第四章功率变换电路题3.4.1一双电源互补对称电路如图题3.4.1所示，设已知VCC=12V，RL=16，vI为正弦波。求：(1)在三极管的饱和压降VCES可以忽略不计的条件下，负载上可能得到的最大输出功率Pom=?；(2)每个管子允许的管耗PCm至少应为多少?(3)每个管子的耐压V(BR)CEO应大于多少?图题3.4.1解：(1)负载上可能得到的最大输出电压幅度Vom=12V)(2)0.9W(3)24V题3.4.2在图题3.4.2所示的OTL功放电路中，设RL=8，管子的饱和压降CES可以忽略不计。若要求最大不失真输出功率(不考虑交越失真)为9W，则电源电压VCC至少应为多大?(已知vi为正弦电压。)图题3.4.2解：VCC=24(V)电源电压VCC至少24V题3.4.3OTL放大电路如图题3.4.3所示，设T1、T2特性完全对称，vi为正弦电压，VCC=10V，RL=16。试回答下列问题：(1)静态时，电容C2两端的电压应是多少?调整哪个电阻能满足这一要求?(2)动态时，若输出电压波形出现交越失真，应调整哪个电阻?如何调整?(3)若R1=R3=1.2k，T1、T2管的=50,VBE=0.7V,Pcm=200mW,假设D1、D2、R2中任意一个开路，将会产生什么后果?图题3.4.3解：(1)静态时，电容C2两端的电压应为5V。调整R1、R3，可调整上、下两部分电路的对称性，从而使C2两端电压为5V。(2)若出现交越失真，应调大R2，使bb2间电压增大，提供较大的静态电流。(3)若D1、D2、R2中任意一个开路，则IC1=IC2=IB1=179(mA)PC=IC1·VCE=I·5V=895(mW)Pcm,功率管会烧坏。题3.4.4在图题3.4.3电路中，已知VCC=35V,RL=35，流过负载的电流i=0.45cost(A)。求：(1)负载RL所能得到的信号功率PO；(2)电源供给的功率PE；(3)两个管子的总管耗PT。解：(1)(2)=(3)题3.4.5乙类OTL功放级电路如图题3.4.5所示，电源电压VCC=30V，负载电阻RL=8。(1)试问驱动管T的静态电压VCEQ和静态电流ICQ应设计为何值?(2)设功放管T1、T2的最小管压降VCES约为3V，试估算最大不失真输出功率POm和输出级效率。图题3.4.5解：(1)因为OTL功放电路要求基极上静态电压为,所以驱动管T的静态电压，,(2)=题3.4.6图题3.4.6功放电路中，设运放A的最大输出电压幅度为±10V，最大输出电流为±10mA，晶体管T1、T2的VBE=0.7V。问：(1)该电路的电压放大倍数Avf=?(2)为了得到尽可能大的不失真输出功率，T1、T2管的值至少应取多少?(3)该电路的最大不失真输出功率Pom=?(4)当达到上述功率时，输出级的效率是多少?每个管子的管耗多大?图题3.4.6解：(1)(2)运放最大输出电流±10mA,所以功放管的IB=10mA，运放的最大输出电压±10V，vo的最大输出电压幅度为管子IEm=Iom，所以(3)=题3.4.7在图题3.4.7所示电路中，已知VCC=15V，T1和T2的饱和管压降VCES=1V,集成运放的最大输出电压幅值为±13V，二极管的导通电压为0.7V。(1)为了提高输入电阻，稳定输出电压，且减小非线性失真，应引入哪种组态的交流负反馈?试在图中画出反馈支路。(2)若Vi=0.1V，Vo=5V，则反馈网络中电阻的取值约为多少?(3)若输入电压幅值足够大，则电路的最大不失真输出功率为多大?图题3.4.7解：(1)T1T2VCCvoRLVCCA+R11KR1R2R3D1D28vi+Rf图3.4.7(2)Rf=49(k)(3)集成运放的最大输出电压幅度为13V，则vo的最大幅度Vom=13+VD-VBE=13+0.7-0.7=13V题3.4.8一个用集成功放LM384组成的功率放大电路如图题3.4.8所示。设vi为正弦电压，电路在通带内的电压增益为40dB，在RL=8时，不失真的最大输出电压(峰-峰值)可达18V。求：(1)最大不失真输出功率Pom；(2)输出功率最大时的输入电压有效值Vi。图题3.4.8解：(1)(2)电压增益为40dB,即Av=100输出电压有效值所以输入电压有效值题3.4.9单相全波整流电路如图题3.4.9所示，变压器副边有一个中心抽头，并设整流管正向压降和变压器内阻可以忽略不计。(1)画出变压器副边电压与整流输出电压波形；(2)求整流电路输出直流平均电压VO（AV）与V21、V22的关系；(3)求各整流二极管的平均电流ID（AV）1、ID（AV）2与负载电流平均值IL（AV）的关系；(4)求各整流二极管所承受的最大反向电压V（BR）与V21、V22的关系。图题3.4.9解：(1)图3.4.9(2)直流平均电压Vo=0.9V21=0.9V22,V21、V22为付边电压有效值。(3)ID（AV）1=ID（AV）2=1/2IL(4)当D1导通，D2截止时，加在D2上的反向电压为V21+V22；同理D2导通，D1截止时，加在D1上的反向电压为V21+V22，因次级线圈抽头为中心抽头，V21=V22，所以整流二极管的最大反向电压。题图题所示为桥式整流电路。(1)分别标出VO1和VO2对地的极性；(2)当V21=V22=20V(有效值)时，输出电压平均值VO（AV）1和VO（AV）2各为多少?(3)当V21=18V,V22=22V时，画出VO1、VO2的波形，并求出VO1和VO2各为多少?解：(1)V01上“+”下“-”，V02上“+”下“-”(2)VO（AV）1=VO（AV）2=0.9V21=18(V)(3)VO（AV）1=VO（AV）2=1/2×0.9(V21+V22)=18(V)Vo1,Vo2(V)0234t题桥式整流滤波电路如图题所示。已知v2=20sint(V),在下述不同情况下，说明输出直流电压平均值VO(AV)各为多少伏?(1)电容C因虚焊未接上；(2)有电容C，但RL=(负载RL开路)；(3)整流桥中有一个二极管因虚焊而开路，有电容C，RL=；(4)有电容C，RL。解：(1)C未接上，VO(AV)=0.9V2=0.9×20=18(V)(2)RL开路，VO(AV)=2028.3(V)(3)有一个二极管开路，则半个周期整流桥导通，电容C充电至V2，所以VO(AV)=V228.3(V)(4)VO(AV)=1.2V2=24(V)题整流稳压电路如图题所示。设V2=18V(有效值)，C=100F，DZ的稳压值为5V，IL在10mA至30mA之间变化。如果考虑到电网电压变化时，V2变化±10%，试问：(1)要使IZ不小于5mA，所需R值应不大于多少?(2)按以上选定的R值，计算IZ最大值为多少?解：当电网电压变化±10%时，VImax=1.2V2(1+10%)=23.76(V)VImin=1.2V2(1-10%)=19.44(V)(1)当要求Iz5mA时，（取390）(2)题串联型稳压电路如图题所示，设A为理想运算放大器，求：(1)流过稳压管的电流IZ；(2)输出电压VO；(3)将R3改为03k可变电阻时的最小输出电压VO（min）及最大输出电压VO（max）。解：(1)(2)运放同相端电压和反相端电压近似相等。(3)R3=0k时，Vomin=8VR3=3k时，代入式得Vo=32(V),可见此时T管VCE=VI-Vo0，T已进入饱和,要使T处于线性放大状态，Vomax=20V(忽略T饱和压降)。题串联型稳压电路如图题所示。设A为理想运算放大器，其最大输出电流为1mA，最大输出电压范围为020V。(1)在图中标明运放A的同相输入端(+)和反相输入端(-)；(2)估算在稳压条件下，当调节Rw时，负载RL上所能得到的最大输出电流IO（max）和最高输出电压VO（max），以及调整管T的最大集电极功耗PCM。解：(1)上“+”下“-”。(2)运放最大输出电流1mA，作为T的基极电流，Iomax=·1mA=100(mA)运放最大输出电压20V，所以Vomax=20-VBE=20-0.7=19.3(V)当Rw滑动触头置于最上端时，输出电压Vo最小，Vomin=6VPCM=Iomax·VCEmax=Iomax·(24V-6V)=1.8(W)题串联型稳压电路如图题所示，设VBE2=0.7V,稳压管Vz=6.3V，R2=350。(1)若要求VO的调节范围为1020V，则R1及Rw应选多大?(2)若要求调整管T1的压降VCE1不小于4V，则变压器次级电压V2(有效值)至少应选多大?(设滤波电容C足够大)。解：(1)VB2=Vz+VBE2=6.3+0.7=7(V)当Rw滑动触头置于最上端时，当Rw滑动触头置于最下端时，得：，RW=350(2)VI=Vo+VCE120+4=24(V)VI=1.2V2V220(V)题利用三端集成稳压器W7800接成输出电压可调的电路，如图题3.4.16所示。试写出VO与VO的关系。解：运放同相端电压反相端电压运放输出电压为题三端稳压器W7815和W7915组成的直流稳压电路如图题所示，已知变压器副边电压v21=v22=20sint(V)。(1)在图中标明电容的极性；(2)确定VO1、VO2的值；(3)当负载RL1、RL2上电流IL1、IL2均为1A时，估算三端稳压器上的功耗PCM值。解：(1)上“+”下“-”；(2)VO1=+15VVO2=-15V(3)三端稳压器输入电压VI=1.2V2=1.2×20=24(V),输出电压VO=15V所以加在稳压器上的电压为VI-VO=9V功耗PCM=9V×1A=9(W)题图题是由LM317组成的输出电压可调的三端稳压电路。已知当LM317上3-1之间的电压V31=VREF=1.2V时，流过R1的最小电流IR（min）为(510)mA，调整端1输出的电流Iadj<<IR（min），且要求VI-VO2V。(1)求R1的大小；(2)当R1=210，R2=3k时，求输出电压V0;(3)当V0=37V,R1=210时，R2=?电路的最小输入电压VI（min）=?(4)调节R2从0变化到6.2k时，求输出电压的调节范围。解：(1)IR1=V31/R1当IR1=5mA时，R1=240当IR1=10mA时，R1=120(2)Vo=(R1+R2)/R1×V31=18.3(V)(3)Vo=(R1+R2)/R1×V31,Vo=37V,R1=210代入得R2=6.3(k)因为要求VI-Vo2VVI39(V)(4)R2=0时，Vo=1.2(V)R2=6.2k时，VO=(R1+R2)/R1×V31=36.6(V),VO=(1.2-36.6)V题可调恒流源电路如图题所示。(1)当V31=VREF=1.2V，R从0.8120改变时，恒流电流IO的变化范围如何?(假设Iadj0)；(2)将RL用待充电电池代替，若用50mA进行恒流充电，充电电压VZ=1.5，求电阻RL=?解：(1)Io=V31/R=1.2V/RR=0.8，Iomax=1.5(A)R=120，Iomin=10(mA)Io=10mA1.5A(2)RL=1.5V/50mA=30()题指出图题中各电路有无错误，并改正之。图题3.4.20解：(a)D1、D4方向接反，稳压管Dz方向接反。(b)整流电路输出应接滤波电容，稳压器输入也应接电容(如500f+0.33f)(c)稳压器79L05接错，可参考教材上图。以下为PSPICE练习题：题3.4.21乙类互补对称功放电路如图题所示，已知VCC=12V，RL=16，vi为正弦电压，试用PSPICE程序分别画出PE、PO、PT1随Vom变化的曲线，求出负载上可能得到的最大功率Pom及最大管耗PT1m。解：进入Schematics编辑电路图，vi采用1KHz的正弦电压源，设置DCSweep分析功能，进入Probe界面，在probe/Plot/XAxisSettings状态栏中，将AxisVariable修改为Vo，同时设定Vo的变化范围，然后在Probe主菜单中，选Trace/Add项，键入输出功率值：V(out)*I(RL)/2即可得Po随Vo变化的曲线，键入2VCC*I(RL)/得PE随Vo变化的曲线，键入(V(Q1c)-V(Q1e)*IC(Q1)/2得PT1随Vo变化的曲线。最大功率Pom=3.6952(W)，最大管耗PT1m题功率输出级电路如图题所示。(1)先将图中两个二极管D1、D2短路，用PSPICE程序模拟该电路的交越失真。(2)将两个二极管D1、D2接入，用PSPICE程序仿真分析电路输入端和输出端的电压和电流波形。解：进入Schematics编辑电路图，vi采用1KHz正弦波，设置瞬态分析，将D1、D21、D2电压波形电流波形题整流滤波电路如图题所示。设变压器付边电压幅值为17V，频率为50Hz，二极管用1N4148，电容C=100F。试绘出RL=1k、500和250时输出电压vO及电流iL波形。解：进入Schematics编辑电路图，v1采用50Hz，幅值17V的正弦波，设置瞬态分析，RL=1kL=500L=250L越小(即IL越大)，输出波动越大。RL=1kRL=500RL=250题串联型稳压电路如图题所示，运放用LM741，三极管用QbreakN，稳压管用1N961A。用PSPICE程序仿真分析：(1)RL=50时，VI从0V变化到40V时输出电压波形；(2)VI=40V时，负载RL从20变化到100时输出电压波形。解：进入Schematics编辑电路图，VI采用直流电源，设置直流分析，RL=50，VIRL变化时，RL的VALUE设为RLVALUE，设置参量PARAMETERS的NAME1=RLVALUE,VALUE1=50,设置参量分析Parametric:GlobalParameterRLVALUE专心-专注-专业