模拟电路课后习题答案.pdf

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1、 习 题3-2若某一放大电路的电压放大倍数为1 00倍，则其对数电压增益是多少分贝？另一放大电路的对数电压增益为8 0dB,则其电压放大倍数是多少？解：如 I Au 1=1 00,则 2 01 g I Au 1=4 0；如 2 01 g I Au 1=8 0,则 I Au =1 0000。本题的意图是了解电压放大倍数与对数电压增益之间的关系。习 题4-2在图P 4-1所示的电路中：三极管的最大功耗等于多少？流过三极管的最大集电极电流等于多少？三极管集电极和发射极之间承受的最大电压等于多少？为了在负载上得到最大输出功率P m，输入端应加上的正弦电压有效值大约等于多少？解：PC M 0.2 7%=

2、0.2 X 2.2 5 W =0.4 5 1 Vy 6 q =?A =0.7 5 ACM RL 8 幽 C E0 2%=2X6 V =1 2 M 因 为 互 补 对 称 电 路 中 无 论 哪 个 三极管导电，电路均工作在射极跟随器状态，.U V 6A“2 l,而略小于 1,故=卡。辛=。4.2 4丫。V 2 V 2 V 2本题的意图是了解OCL互补对称电路中功率三极管极限参数的估算方法。习 题4-3在图P 4-3所示互补对称电路中，已知V cc为6 V,R.为8 Q,假设三极管的饱和管压降U cE S=I V,估算电路的最大输出功率P m；估算电路中直流电源消耗的功率P v和效率n o将本题

3、的估算结果与习题4-1进行比较。解：(3-1)2B W=0.2 5 W2 x 8如忽略UC E S，则po mV cc _ 628&8 x 8W=0.5 6 2 5 WV2 62Pv -=-W=0.7 1 6 W2成 乙 2%x 802 5Pv 0.7 1 6X 3 4.9 2%如忽略UCES，则?=4=竺x 7 8.5 6%Pv 0.7 1 6可见，在同样的V C C和R L之下，O C L电路的P o m比O T L电路大得多（大约为4倍）。同时O C L电路的P V也比O T L电路大得多（也大致为4倍）。最终，两种电路得效率基本相同。此题的意图是理解OTL互补对称放大电路的P.“、和P

4、v的估算方法,并与OCL电路进行比较。习 题4-4在图P 4-3所示的电路中：估算三极管的最大功耗；估算三极管的最大集电极电流；估算三极管集电极和发射极之间承受的最大电压；为了在负载上得到最大输出功率P m，输入端应加上的正弦电压有效值等于多少？解：匕”0 2%“=0.2 x 0.5 6 2 5 W=0.1 1 2 5 WCM2 c =6 A=0 375A2RL 2X8 U（BR）CEO Yc c =6 V 因为互补对称电路中无论哪个三极管导电，电路均工作在射极跟随器状态，U cc/6/A 1,而略小于 1,故p =今 丫 出2.1 2丫。V 2 V 2 V 2本题的意图是了解OTL互补对称电

5、路中功率三极管极限参数的估算方法。习 题4-5在图P 4-1和图P 4-3所示的两个互补对称电路中，已知RL=8 Q ,假设三极管的饱和管压降UCES均 为1 V,如果要求得到最大输出功率Pom=3 W,试分别估算两个电路的直流电源V cc分别应为多大。解：对于图P 4-1的O C L电路1U2(%)2p _ T J J CC CES)ro t n _ 2 U cem 1 cm _ 2R-2R=vc c=+UCES=(7 2 x 8 x 3 +1)V 7.9 3 V对于图P 4-3的O T L电路=Vcc=2 2 RlPm n+UC E S)=2 x(2 x 8 x 3 +1)V 1 5.9

6、V可见，在同样的P om和RL时，O T L电路的V cc比O C L电路高得多。但前者只需要个直流电源，而后者需要正、负两路直流电源。本题的意图是对O T L和O C L两种电路进行比较，当要求同样的P om时所需的V”各为多少。习 题4-6分析图P4-6中的O T L电路原理，试回答：静 态 时，电容C,两端的电压应该等于多少？调整哪个电阻才能达到上述要求？设R1=1.2kQ,三极管的B=5 0,PcM=200mW,若电阻Rz或某一个二极管开路,三极管是否安全？图 P4-6解：静态时，电容C2两端的电压应等于V c c/2,即5V。应调整电阻R1达到此要求。若 电 阻Rz或某一个二极管开路

7、，则1 B2VC-UBERI+&1 0-2 x 0.71.2 +1.2m A x 3.58m AIc.=IC 2=/3IB.=5 0 x 3.5 8?A =1 7 9 m APTi=PT2=IC iUC E i=(1 7 9 X 5)mI V =8 9 5 m I V PC M因此，三极管将被烧毁。本题的意图是理解OTL电路的工作原理,了解保证电路安全的重要措施。习 题4-7分析图P4-7中的O C L电路原理，试回答：静 态 时，负载RL中的电流应为多少？若输出电压波形出现交越失真，应调整哪个电阻？如何调整？若二极管V D或VD2的极性接反，将产生什么后果？若V D|、VD”R2三个元件中任

8、一个发生开路，将产生什么后果？静态时，负载RL中的电流应为0,如不符合要求，应调整电阻R i；若输出电压波形出现交越失真，应调整电阻R 2,增大的R 2 阻值；若二极管V D1或 V D z 的极性接反，将使功率三极管电流急剧增大，可能烧毁三极管；若 VD、V D2、R 2 三个元件中任一个开路，同样可能使功率三极管电流急剧增大，烧毁三极管。本题的意图是理解OCL电路的工作原理,了解交越失真的概念以及减小交越失真和保证电路安全的措施。习 题 4-8试分析图P 4-8中各复合管的接法是否正确。如果认为不正确，请扼要说明原因；如果接法正确，说明所组成的复合管的类型(N P N 或 P N P),指

9、出相应的电极，并列出复合管的B和 g 的表达式。图 P 4-8解(a)接法不正确。因 如 和 i B 2 的实际方向正好相反，无法形成统一的电流通路。从输入端看，在 bl 和 e 2 之间无论加上何种极性的电压，和 V T?两者之中总有一个管子的发射结将被反向偏置。(b)接法不正确。因 匕 和 i B 2 的实际方向正好相反，无法形成统一的电流通路。(c)接法正确。复合管为P N P 型。bl 是复合管的b,e l(c 2)是复合管的e,e 2 是复合管c,复合管的小 和和B分 别 为rb e=rb e l,/3=HB(d)接法不正确。因 i E l 和 i B 2 的实际方向正好相反，无法形

10、成统一的电流通路。本题的意图是了解复合管的正确接法和类型,以及复合管的8和。习 题 5-1 图 P 5-1 是集成运放BG303偏置电路的示意图，已知VC C=VE E=1 5 V,偏置电阻R=1MQ（需外接）。设各三极管的B均足够大，试估算基准电流IREF以及输入级放大管的电流Ici、1C2解：VT4、VT3、R 组成镜像电流源，流过R 的基准电流IREF 为：匕?(+/士石-U BER1 REF1521；_0.7 必=293必IC 3=&C 5 Kb.r 哒 “C3 X IREF=29.3/M)C 3 KLr 1 +B1 29 3VTh VT2 为差分对管，则和 7C1=/C 2=-/C

11、3 M 1 4.7M本题的意图是理解镜像电流源的工作原理和估算方法。习 题 5-2 图 P 5-2 是集成比较器BG307偏置电路的示意图。已知VEE=6V,R5=85 Q,R6=68 0,R7=1.7kOo设三极管的B足够大，试问VTI、VT2的静态电流3、电为多大？解：VT5、VT6为核心组成比例电流源，其基准电流IR7为：1 R70-2U BE-(一%)0-2x07+668+1700A 2.6mA/。5=肃/o6 优 1 R I=（於 x 2.6）mA 2.08/nA 5 5VT1、VT2 为差分对管，则有：Ivc i,-Iv,x 1V（J=x 2.08/?A=1,04mA本题的意图是理

12、解比例电流源的工作原理和估算方法。习题 5-6 在图 P56 中，假设三极管的 B=40,rbc=8.2kQ,VCc=VEE=15V,R,=75kQ,Re=56kQ,R=1.8kQ,Rw=lkQ,R、.的滑动端处于中点，负载电阻RL=30kQ。求静态工作点；求差模电压放大倍数；求差模输入电阻。解0-IBOR-UBEQ-2IE0Re=-VEE=IB0=LUBKQ=-15二 0.7-,滔BO BEQ EQ e 瓯 BQ R+2Q”)R,1.8+2X(1+40)X56ICQ /3IBQ=4 0 x 3.I M =12 4 M 0.12mA3.1/4 4Ucn=%r-/s(&+R,)=U 5 0.12

13、 x(+75)M=5.9 4 V (对地)Vt/B(?=0-IHQR=(-3.1X 10-6 x 1.8 X 1 03)V =-5.5 8 V (对地)4。产+%)3%7 01.8 +8.2 Rd=2(R +%)=2 x (1.8 +8.2)K 2=20 A Q本题的意图是掌握长尾式差分放大电路的静态和动态分析方法。习题 5-7 在图 P5-7 中，已知三极管的 B=100,眼=10.3k Q,VCC=VEE=15V,Rc=36kQ,Re=27kQ,R=2.7kQ,RW=1OOQ,Rw的滑动端处于中点,负载电阻Ri=18k。,试估算:静态工作点；差模电压放大倍数；差模输入电阻。解:U-IBBC

14、Qf R Uo r.B(E7 O -E O (c +2R e)，=-VEcEc01 B Q/-U BEQDR+(l+)(于+2 6)15-0.7_2.7 x 103+(1+100)x 喋+2 x 27 x IO?)A x 2.6/zAICQ x 01 BQ=100 x 2.6/A=260/zA 0.26mAUCQ=/c 一/仅 凡=15-0.26x36=5.64V(对地)。即=0-/硕R=(-2.6x 10-6*2.7 x 103)V -JmV(对地)-100 x36八%2.7+103+(1+100)x-4 0100 x10-32R Rm=2R+%+(l+)寸=2x(2.7+10.3+101x

15、0.05%。=3 6 2 习 题6-1在 图P6-1所示的的各放大电路中，试说明存在哪些反馈支路，并判断哪些是负反馈，哪些是正反馈；哪些是直流反馈，哪些是交流反馈。如为交流反馈，试分析反馈的组态。假设各电路中电容的容抗可以忽略。习 题6-3在 图P6-1所示的各电路中，试说明哪些反馈能够稳定输出电压，哪些能够稳定输出电流，哪些能够提高输入电阻，哪些能够降低输出电阻。6)(b)解：（a）R s引入第一级的交直流负反馈，其中交流电流串联负反馈可稳定本级的工作电流，提高输入电阻，直流负反馈可稳定本级的静态工作点；电 和C e也引入第 级的直流负反馈，可稳定本级的静态工作点；Re3引入第二级的交直流负

16、反馈，交流电压串联负反馈可稳定输出电压，提高本级的输入电阻，降低输出电阻，而直流负反馈可稳定本级的静态工作点；RF和 CF引入级间（整体）交流电压串联正反馈，故总体来说不能稳定输出电压或输出电流。（b）R ei引入第一级的交直流负反馈，其中交流电流串联负反馈可稳定本级的工作电流，提高输入电阻，直流负反馈可稳定本级的静态工作点；和C e引入第二级的直流负反馈，可稳定本级的静态工作点；Re3引入第三级的交直流负反馈，交流电流串联负反馈可稳定输出电流，提高本级的输入电阻，提高输出电阻，而直流负反馈可稳定本级的静态工作点；RF引入级间（整体）交直流负反馈，其中交流电流串联负反馈可稳定输出电流，提高输出

17、电阻，提高输入电阻，而直流负反馈可稳定各级静态工作点。（C）R ei引入第二级的交直流负反馈，其中交流电流串联负反馈可稳定本级的工作电流，提高本级输入电阻，提高输出电阻，而直流负反馈可稳定本级的静态工作点；电 和Ce引入第二级的直流负反馈，可稳定本级的静态工作点；RF引入级间（整体）交直流负反馈，其中交流电流并联负反馈可稳定输出电流，提高输出电阻，降低输入电阻，而直流负反馈可稳定各级静态工作点。(d)R e i引入第一级的交直流负反馈，其中交流电流串联负反馈可稳定本级的工作电流，提高输入电阻，直流负反馈可稳定本级的静态工作点；RF引入级间(整体)交直流负反馈，其中交流电压并联负反馈可稳定输电压

18、，提高输出电阻，降低输入电阻，而直流负反馈可稳定各级静态工作点。(e)R e i引入第二级的交直流负反馈，其中交流电流串联负反馈可稳定本级的工作电流，提高本级输入电阻，提高输出电阻，而直流负反馈可稳定本级的静态工作点；RF引入级间(整体)交直流负反馈，其中交流电压串联负反馈可稳定输出电压，提高输出电阻，降低输入电阻，而直流负反馈可稳定各级静态工作点。(f)本电路是在射极输出器的基础上，再 从VT的发射极通过电容C 3引导回一个交流电压并联正反馈。射极输出器本身为电压串联负反馈，具有稳定输出电压，提高输入电阻，降低输出电阻的作用。但若不接电容C 3.其输入电阻因受基极偏置电阻的影响，其值只能接近

19、于R i=R b+(R l R 2)。现 由C 3引回一个电压并联正反馈，由于射极输出器的电压放大倍数接近于1,即VT发射极和基极的交流电位接近相等，则电阻R b两端的交流压降很小，故流过Rb的交流电流也很小，因而大大提高了电路的输入电阻。这种将输出电压通过电容引回到输入回路以提高输入电阻的措施为“自举此二题属于基本概念题，意图是判断分立元件放大电路中反馈的类型和作用。习 题 6-2试判断图P6-2各电路中反馈的极性和组态。习 题 6-3 在 图 P6-2所示的各电路中，试说明哪些反馈能够稳定输出电压，哪些能够稳定输出电流，哪些能够提高输入电阻，哪些能够降低输出电阻。解：(a)RF引入电压并联

20、正反馈。(b)RR引入电压并联负反馈，稳定输出电压，降低输出电阻，降低输入电阻；R F 2引入电压串联正反馈。(c)RF引入电压并联负反馈，稳定输出电压，降低输出电阻，降低输入电阻。(d)RF引入电流串联负反馈，稳定输出电流，提高输出电阻，提高输入电阻。(e)RF引入电压串联负反馈，稳定输出电压，提高输入电阻，降低输出电阻。(f)RF引入电流并联负反馈，稳定输出电流，降低输入电阻，提高输出电阻。此二题属于基本概念题，意图是判断主要山集成运放组成的放大电路中反馈的类型和作用。习 题 6-5 设图P6-2(c)中的集成运放均为理想运放，各电路均满足深负反馈条件,试分别估算它们的电压放大倍数。解：(

21、c)RF引入深度的电压并联负反馈，有 。,i _ L _ U A _UO _ RF/-1 f=-=A.f =-R2 f RF R2 RF f Uj R2(d)RF引入深度的电流串联负反馈，有U/a U,Ui，R R uRt+Rr+Re L =-i R一3 七 殳2/5 R国(e)RF引入深度的电压串联负反馈，有 A,”a色R?+Rp：_ 1 .RrRF 引入深度的电流并联负反馈，有a4i L.；f Re+RF e RC+RF Re+RF RCS R-n N _ L _ R,（R,+RF）Ri&+RF&f U,R R本题的意图是针对集成运放组成的放大电路理解深度负反馈条件下闭环放大倍数的估算方法

22、。习 题6-6如果要求当负反馈放大电路的开环放大倍数I A I变 化 25%时，其闭环放大倍数I A/I的变化不超过1%,又要求闭环放大倍数为1 0 0,问IA I 至少应选多大？这时反馈系数I FI 又应选多大？d Afd Af 1 d A 1 1%1 解：=-=/=U=J-+A/=25Af l +A F A l +A F d A 25%25AAA/f =l +AF=A=(1 +AF)A f=25 x 1 0 0 =250 01 +A Q =25 n A E =24 n 尸=250()=0.0 0 9 6 0.0 1本题的意图是理解负反馈对提高放大倍数稳定性的作用，而且提高的程度与反馈深度有

23、关。习 题 7-1 在 图 P 7-1 所 示 的 放 大 电 路 中，已 知 Rl=R2=R5=R7=R8=1 0 k Q ,R 6=R 9=R i o=2O k Q ：试问R 3 和&分别应选用多大的电阻；列 出 U。、U。2和 U。的表达式；设 U n=3 V,u j2=l V,则输出电压u=?解:&=R、g=(1 0 1 0火。=5 k Q,&=&4 =(1 0 20)2 6.6 7口0 R、1 0 1 0、-“=一 _un=TXun=un uo2-0+)M/2+=1-5M/2/IU KgR 20uo=uo-M2)=_(-M/1-1-5M/2)=2 un+3.2A7 1U “=+3M,

24、2=（2 x 3 +3 x 1）V =9 V本题的意图是掌握反相输入、同相输入、差分输入比例运算电路的工作原理,估算三种比例电路的输入输出关系。习 题 7-2在图P 7-2所示电路中，写出其输出电压u o的表达式。解：本题的意图是掌握反相输入和同相输入比例电路的输入、输出关系。习 题 7 3 试证明图P 7-3中，=（1+旦）（%2R2-M/l)解：图P7-3八 R、Uo=-5 。1+（1 +不）/2=-2（1+今）/1 +（1 +与）/222 Jv 2kR R R-（1 +ZL）W/1+（1 +f）/2=（1 +ZL）（W/2-W/l）“2“2 K”本题的意图是掌握反相输入和同相输入比例电路

25、的输入、输出关系。习 题 7-4 在图P 7-4所示电路中，列出u o的表达式。_ R 4R Af-1 +n4 -(1 +/-UO-(1 +)u,十 1*y 1.1.j 习 题 7-5列出图P7-5所示电路中输出电压uo的表达式。解:uoUO =UO 2 一 401*2 6L I iR四本题的意图是掌握反相输入和同相输入比例运算电路的输入、输出关系。习 题 7-6 试设计一个比例运算放大器，实现以下运算关系：u=0.5u”请要求画出电路原理图，并估算各电阻的阻值。希望所用电阻的阻抗在20kQ至 200kC的范围内。解：上图为实现本题目要求的一种设计方案，使 A”=A,%=(-0.5)x(1)=

26、0.5,H|J it。0.5“7。本题的意图是在深入掌握各种比例运算电路性能的基础上,采用适当电路实现给定的运算关系。以上只是设计方案之一。习 题 7-7在图7.2.5所示的三运放数据放大器中，假设R1为阻值在lkQ10kQ之间可调的电位器，R2=R3=20kQ,R4=R5=33kQ,R6=R7=100kO,试估算电路的输出电压与输入电压之间的比例系数的可调范围。HO-+U一AI2U图 7.2.5一%,2=（1 +）（M/1-M/2）=（1+2,）M/&2uo=一 条（。|-“。2）=一 条（1 +）/输出电压与输入电压之间的比例系数即A“=也，/当 R 1 阻值为 1 k Q时，A“=一 3

27、2（1 +生 0）=1 24.2,3 3 1当 R 1 阻值为 1 O kQ 时，A （l +）-1 5.2o 3 3 1 0本题的意图是了解三运放数据放大器的特点,并学习估算其电压放大倍数。习 题 7-8 在图P 7.2.8 所示的T型反馈网络比例电路中，已知R|=1 M Q,R2=3 3 0 kQ,R 3=51 0 kQ,R4=l k O,试列出电路的输出输入关系，并估算输入电阻R/解：u=(i2R2+，；&)-=-伉兄+6+UM =-i2R2=_乙&=4=皆i2尺4R、RaR R R i2=ii=R2+衣3+-Uo=-也&+2 +”,2)&=-，2(&+&+_ p 3)-=-1UIN4

28、K4=&=I M。本题的意图是了解T 型反馈网络比例电路的特点,学习估算电压放大倍数和输入电阻。习 题 7-9 写出图P 7-9(a)和(b)所示运算电路的输入输出关系。U0=一(历“。1 +5U2+万 3)=一X(-1 0M“)+(“/2+5/3)=1 M/I -2“/2-5M/34 4 1 4 4(b)uo-Un +a +j)+(1 +J)X 口/3 =-4/1 +M/2+4/3本题的意图是对比例电路及求和电路进行综合训练。习 题 7-1 0 试用集成运放组成一个运算电路，要求实现以下运算关系：u。=2 un 5UI2+0.山/3解如 上 图 所 示，采 用 两 级 反 相 求 和 电 路 实 现 给 定 的 运 算 关 系，使 第 一 级：“5 (2”“+0.1M,3);第级：“0 1 =(oi +5，)2/5“/,+0.,3。本题的意图是对求和电路进行综合训练,学习用适当电路实现加法和减法的复合运算关系。