模电(第四版)习题解答打印版.pdf

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1、模拟电子技术基础第四版清华大学电子学教研组编童 诗 白 华 成 英 主 编自测题与习题解答山东大学物理与微电子学院目录第1章常用半导体器件.3第2章基本放大电路.14第3章多级放大电路.31第4章 集成运算放大电路.41第5章 放大电路的频率响应.50第6章 放大电路中的反馈.60第7章信号的运算和处理.74第8章 波形的发生和信号的转换.90第9章功率放大电路.114第10章直流电源126第 1 章常用半导体器件自测题一、判断下列说法是否正确，用“X”和“J”表示判断结果填入空内。(1)在 N 型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P型半导体。(V)(2)因为N 型半导体的多子是自

2、山电子，所以它带负电。(X )(3)P N 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。(V)(4)处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。(X )(5)结型场效应管外加的栅一源电压应使栅一源间的耗尽层承受反向电压,才能保证其RGS大的特点。(，)(6)若耗尽型N 沟道MOS管的UG S大于零，则其输入电阻会明显变小。(X)二、选择正确答案填入空内。(1)P N 结加正向电压时，空间电荷区将上一。A.变窄 B.基本不变 C.变宽(2)稳压管的稳压区是其工作在C 。A.正向导通 B.反向截止 C.反向击穿(3)当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为。A.前者反偏、后 者 也

3、反 偏 B.前者正偏、后 者 反 偏 C.前者正偏、后者也正偏(4)UGS=0-时，能够工作在恒流区的场效应管有A、C 。A.结型管 B.增强型MOS管 C.耗尽型MOS管三、写出图T 1.3 所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压。0=0.7 几图 T 1.3解：t/o i=1.3 匕%2=。匕。03=-1-3 匕 U()4=2匕 f/o 5=1.3 K,UQ(,=-2V0四、已知稳压管的稳压值%=6匕稳定电流的最小值/zm i n=5 M。求图T 1.4 所示电路中 Uo i 和 Uo 2各为多少伏。O-0-+5 000 Qo-+2kQ Q +1 0V D；2 5 2 M0 01 0V

4、DZK 2知人(b)图 T1.4解：左图中稳压管工作在击穿状态，故 为 i=6 几右图中稳压管没有击穿，故。02=5 吸五、电路如图T1.5所示，匕c=1 5 匕 1=1 00,试问：&=5 0 2 时，Uo=?(2)若 T临界饱和，则&=?解：仆 =26/,Ri,Ic=p l B=2.6mA,UO=VCC-ICR=2 V.UBE=0.7 吸cs R,1 BS=1 cs/B=28.6 4V-U.&=a_JilL=45.5AQI BS六、测得某放大电路中三个MOS管的三个电极的电位如表T 1.6 所示，它们的开启电压也在表中。试分析各管的工作状态（截止区、恒流区、可变电阻区），并填入表内。表 T

5、1.6管号UGS(th/yUs/VUG/VU工作状态T,4-513恒流区T2-4331 0截止区丁3-4605可变电阻区解：因为三只管子均有开启电压，所以它们均为增强型M O S 管。根据表中所示各极电位可判断出它们各自的工作状态，如表T1.6最后一栏所示。习题1.1选择合适答案填入空内。在本征半导体中加入（A ）元素可形成N 型半导体，加入（C）元素可形成P型半导体。A.五价 B.四价 C.三价（2）当温度升高时，二极管的反向饱和电流将（A）。A.增大 B.不变 C.减小（3）工作在放大区的某三极管，如果当1B从 1 2 ZM增大到2 2 2 时，/c 从 l a/变为2m A,那 么 它

6、的 约 为（C）。A.8 3 B.91 C.1 0 0（4）当场效应管的漏极直流电流ID从2 m A变为4 m A时,它的低频跨导gM A）。A.增大；B.不变；C.减小1.2电路如图P1.2所示，已知 =1 0 s i n y/（r）,试画出与孙的波形。设二极管导通电压可忽略不计。o-o+D%R n no6-6图 P1.2解：/与4 的波形如解图P1.2所示。1.3电路如图P1.3所示，已知/=5 s i n&（r）,二极管导通电压%=0.7几 试画出与“。的波形图，并标出幅值。图 P l.3解：波形如解图P 1.3 所示。1.4 电路如图P 1.4 所示，二极管导通电压%=0.7匕常温下U

7、T 2(m V,电容C对交流信号可视为短路；孙为正弦波，有效值为1 0 mV。试问二极管中流过的交流电流的有效值为多少？解：二极管的直流电流ID=(V-UD)/R=2.6m A其动态电阻：rDUT!I D-0。图 P 1.4故动态电流的有效值：Id=U J rD I m A1.5 现有两只稳压管，稳压值分别是6/和 8 匕 正向导通电压为0.7兀 试问:(1)若将它们串联相接，则可得到几种稳压值？各为多少？(2)若将它们并联相接，则又可得到几种稳压值？各为多少？解：串联相接可得4种：1.4 匕 1 4 H；6.7匕 8.7兀(2)并联相接可得2种:0.7匕 6 九1.6 已知图P 1.6 所示

8、电路中稳压管的稳定电压14=6%，最小稳定电流/z mi n =5m A ,最大稳定电流/z ma x =。(1)分别计算。/为 1 0 V、1 5 V、3 5 V 三种情况下输出电压。0 的值；(2)若。/=3 5%时负载开路，则会出现什么现象？为什么？U7,：.Un=U7=6V.R+h0.1（2）当负载开路时，1%=匕/=29 m 4 I z m a x =25m A ,故稳压管将被烧毁。R1.7 在图P l.7所示电路中，发光二极管导通电压UD=L5V,正向电流在5 1 5 M z时才能正常工作。试问：（1）开关S在什么位置时发光二极管才能发光？（2）7?的取值范围是多少？解：（1）S闭

9、合。（2）R的范围为：&,=（展）233co+V卜凡皿=（展 ）/所 产700C图 P1.71.8现测得放大电路中两只管子两个电极的电流如图P1.8所示。分别求另一电极的电流，标出其方向，并在圆圈中画出管子，且分别求出它们的电流放大系数。(b)(b)图 P1.8解 图 PI.8解：答案如解图P1.8所示。放大倍数分别为d=1核/104=100和 A=5柳/1004=501.9 测得放大电路中六只晶体管的直流电位如图P1.9 所示。在圆圈中画出管子,并说明它们是硅管还是错管。图 P1.9解:如解图1.9 o1.10 电路如图P1.10所示，晶体管导通时UBE，夕=50。试分析七8 为 0V、IV

10、、3 V 三种情况下T的工作状态及输出电压%的值。解：当今B=0时，T 截止，%=1 2%。(2)当%2=1%时，因为3%=60/心5kQBBAkQ+联+12VTO+包=外0=3移UO =VCC-IC QRe=V图 Pl.10所 以T处于放大状态。(3)当%8=3 P时，因为/即=嗫 B E Q =460/,Rb包=“广23*小号J L3源，所 以 处于饱和状态。1.11电 路 如 图P l.ll所 示，晶 体 管 的 夕=50,|t/fiJ =0.2K,饱和管压降K|=0-1,Z;稳压管的稳定电压4=5%,正向导通电压UD=0.5%。试问：当U =0K 时 Up=?；当 4 =5V 时 =?

11、解：当 为 二0%时，晶体管截止，稳压管击穿,UQ U=5 P o当句=5%时，晶体管饱和，uo=0.1/o因为：小 卜!(=480/,g=万闯=24初，展 凡 0Kh1.12分别判断图P1.12所示各电路中晶体管是否有可能工作在放大状态。6V 12K,管子工作在恒流区。试判断它可能是哪种管子（结型管、M O S管、增强型、耗尽型），并说明、与 G、S、D 的对应关系。解：管子可能是增强型管、耗尽型管和结型管，三个 极 、与 G、S、D的对应关系如解图P1.13所示。解图Pl.131.14 已知场效应管的输出特性曲线如图P1.14所示，画出它在恒流区的转移特性曲线。图 P1.14解 图P1.1

12、4(b)解：在场效应管的恒流区作横坐标的垂线(如解 图P1.14(a)所示)，读出其与各条曲线 交 点 的 纵 坐 标 值 及 值，建立io=/(GS)坐标系，描点，连线，即可得到转移特性曲线,如解图P1.14(b)所示。1.15电路如图P1.15所示，7的输出特性如图P1.14所示,分析当为=4，、8、12三种情况下场效应管分别工作在什么区域。解：根据图P L 1 4所 示7的输出特性可知，其开启电压为5V,根据图P1.15所示电路可知GS=1/1。当尸4忆时，GS小于开启电压，故7截止。当/=8/时，设T工作在恒流区，根据输出特性可知 iD 0.6m A ,管压降 uDS VD D-iDR

13、/因此，%。=G S 一 。s仪一2%，小于开启电压，说明假设成立，即7工作在恒流区。当为=1 2 V时-，由于匕刈=1 2%，必然使T工作在可变电阻区。1.16分别判断图P1.16所示各电路中的场效应管是否有可能工作在恒流区。图 P1.16解：(a)可能,(b)不能,(c)不能,(d)可能。补 充 1.电路如补图P l(a)、(b)所示，稳压管的稳定电压U z =3%,R 的取值合适,U,的波形如图(c)所示。试 分 别 画 出 和“0 2 的波形。补图P 1解：波形如下图所示补充2.在温度2 0 时某晶体管的/8。=2 4 试问温度是6 0 时的ICBO=?解:=【CB O 20 x 24

14、=2 x 24=3 2/。补 充 3.有两只晶体管，一 只 的 =2 0 0 ,ICE0=2 0 0/；另 一 只 的 夕 =1 0 0 ,ICE0=10 1 A,其它参数大致相同。你认为应选用哪只管子？为什么？解：选 用 后 1 0 0,/CEO=1 Z的管子，因其尸适中,LEO较小，因而温度稳定性较另一只管子好。补充4.电路如补图P 4 所示，试问夕大于多少时晶体管饱和？解：取。底5=。麻，若管子饱和，则.”二组=组二%即凡=。&b c所以,2 0=100时，管子饱和。R补图P4第 2 章基本放大电路自测题在括号内用 和“X”表明下列说法是否正确。1 .只有电路既放大电流又放大电压，才称其

15、有放大作用。（X）2 .可以说任何放大电路都有功率放大作用。（4）3 .放大电路中输出的电流和电压都是有源元件提供的。（x）4 .电路中各电量的交流成分是交流信号源提供的。（x）5 .放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作。（4）6 .由于放大的对象是变化量，所以当输入直流信号时、任何放大电路的输出都毫无变化。（X）7 .只要是共射放大电路，输出电压的底部失真都是饱和失真。（x）试分析图T 2.2 各电路是否能放大正弦交流信号,简述理山。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。(d)(e)图 T2.2解：图(a)不能。-B B将输入信号短路。图(b)可以。图(c)不能。输入信号与基极偏置是并

16、联关系而非串联关系。图(d)不能。晶体管基极回路因无限流电阻而烧毁。图(e)不能。输入信号被电容C2 短路。图不能。输出始终为零。图(g)可能。图(h)不合理。因为G-S 间电压将大于零。图(i)不能。因为T截止。三.在图T 2.3 所示电路中，已知匕工=1 2%,晶体管=1 0 0,尺=1 0 0 左。填空：要求先填文字表达式后填得数。当D =or时，测 得/硬=0-7 修，若要基极电流/磴=2 0，则瓦 和时 之和凡=(WCC-SBQ)左。-(5 6 5 )左 0；而若测得UCE(2 =6%，则&=(H e -UCEQ)/0 1BQ)2(3)左。(2)若测得输入电压有效值q=5 相玄时，输

17、出电压有效值U：=0.6 P,则电压放大倍数4=(-UJ Ui)(-1 2 0)o若负载电阻与值与此相等，则带上图 T2.3负载后输出电压有效值U =(U o)=(0.3)V oRL+RC四、已知图T 2.3 所示电路中心c =1 2 匕 6=3 。，静态管压降么做=6 匕 并在输出 端 加 负 载 电 阻 其 阻 值 为 3 人。选择一个合适的答案填入空内。(1)该电路的最大不失真输出电压有效值。所,。(A )；A.2 V B.3 V C.6V(2)当，=mV时，若在不失真的条件下，减小Rw，则输出电压的幅值将(C )；A.减小 B.不变 C.增大(3)在 心=1 加P时，将 扁 调到输出电

18、压最大且刚好不失真，若此时增大输入电压,则输出电压波形将(B )；A.顶部失真 B.底部失真 C.为正弦波(4)若发现电路出现饱和失真，则为消除失真，可将(B )。A.R w减小 B.R,减小 C.乂 减小五、现有直接耦合基本放大电路如下：A.共射电路 B.共集电路 C.共基电路D.共源电路 E.共漏电路它们的电路分别如图2.2.1、2.5.1(a)、2.5.4 (a),2.6.2 和 2.6.9(a)所示；设图中 与，且/磔、/也均相等。选择正确答案填入空内，只需填A、B、(1)输入电阻最小的电路是(C ),最 大 的 是(D、E )；(2)输出电阻最小的电路是(B )；(3)有电压放大作用

19、的电路是(A、C、D )；(4)有电流放大作用的电路是(A、B,D、E )；(5)高频特性最好的电路是(C )；(6)输入电压与输出电压同相的电路是(B、C、E )；反相的电路是(A、D )。六、未画完的场效应管放大电路如图T 2.6所示，试将合适的场效应管接入电路，使之能够正常放大。要求给出两种方案。解：根据电路接法，可分别采用耗尽型N 沟道和P 沟道MOS管，如解图T 2.6所/JS O:,“_ 日 IEd-6图 T2.6 解图T2.6习题2.1 分别改正图P 2.1所示各电路中的错误，使它们有可能放大正弦波信号。要求保留电路原来的共射接法和耦合方式。(c)(d)图 P2.1解：(a)将-

20、2改为+%c。(b)在+匕c 与基极之间加区。(c)将/B反接，且在输入端串联一个电阻。(d)在MB B支路加&，在-匕c与集电极之间加凡。2.2画出图P2.2所示各电路的直流通路和交流通路。设所有电容对交流信号均可视为短路。解：将电容开路、变压器线圈短路即为直流通路，图略。图 P2.2所示各电路的交流通路如解图P2.2所示；(c)(d)解 图 P2.22.3 分 别 判 断 图 P2.2(a)、(b)所 示 两 电 路 各 属 哪 种 放 大 电 路，并写出。、,、%和 4的表达式。解：图 ：&=R 需 火,ICQWQ，U CEQ=L c-(1+BYBQRC Au=-/3,R.=rh eI

21、I Rx,R,=R2/R3rb e图(b)：/82=(VC U眸)/&+(1 +，)火，/须=照，U CEQ=CC-1 CQR&-1 EQR1 4=%，&=4/占，(=凡。rb e 1+02.4 电路如图P2.4(a)所示，图(b)是晶体管的输出特性，静态时UB=0-7。利用图解法分别求出&=8和&=3 K l时的静态工作点和最大不失真输出电压(有效值)。解：空载时：IB Q=20/JA,IC Q=2 m A,UCEQ6人最大不失真输出电压峰值约为5.3 V ,有效值约为3.75 V。带载时：/也=20/JA,ICQ=2m A,UC EQ-3 V；2.5在 图 P2.5所示电路中,已知晶体管的

22、4 =8 0,瞑=1Q匕=2 0 机厂,静态时UB EO=0.7K ,UCEO=4 忆3o=20。判断下列结论是否正确，在括号内打 W”和“X”表示。.4 40 x10-3=-2 00(X)(3)4=-4 0 0 (x)20 4=k Q.=k Q.(x)4 4=-而=-5.71(x)(4)4=-誓 20 0 N)0 7 R =k Q =3 5k Q(x)0.0 2(7)R产 34。(x)(8)&h 1AQ (4)(9)7?、=5 m (4)(10)凡=2.5左。(x)(11)7S 2 Q m V(x)(12)(75 6 0 m T (4)2.6电路如图P2.6所示，已知晶体管夕=120,如尸0

23、.7匕 饱和管压降UCES=0.5兀在下列情况下，用直流电压表测量晶体管的集电极电位，应分别为多少？(1)正常情况；(2)7?”短路；(3)R i 开路；(4)尺2开 路;(5闲 2短路；&短路;解=空 二 组-媪=174-163=1 =%=L3 2%/，42 R”工 8 32。(2)7?b i 短路,/c=/f f=0,/.Uc=5V o(3)/?”开路，临界饱和基极电流4 s =%P；CES x 23.7/,实际基极电流IB=%UBE=17 4 A A。Rb 2由于4 小,管子饱和,；.Uc=UCES=0.5K (4)&2开路,无基极电流,U c =15 P。(5)&2短路，发射结将烧毁，

24、U c 可能为1 5%。(6)R c 短路，U 1 0 0 0,输出电阻凡 0,则应如何调节凡2的值才能使%=0?若静态。=0 匕 则 上 2=?，电压放大倍数为多少？解：(1)管的集电极电流人3 =(力 UB EQi)/REi=0.3 m A静态时7 管和公管的发射极电流/般=IE 2=0 A 5 m A若静态时外 0,则应减小凡2。当为=0时0=0,管的集电极电流/024=%/4 =-6m 4。凡2的电流及其阻值分别为:KC 2=IC 2-IB 4=1C2-=O.147mj,C Z 6 4 C Z 凡2电压放大倍数求解过程如下:R j 5 盅;10kQ。+嚷(+12V)2 6 m V%=分

25、+(1 +0-Ok。1EQ2Q +0D 4 3.7VT|0kQ丁-1。-限(-6V)图 T3 32 6 m Vk =%+(l+0-j =8.9 0/044川必除4+(l+)凡4 2Tbe2亡18.34,2-1 8.3/4+(1+)凡4 =4,I4,2 B-335习题3.1 判断图P3.1所示各两级放大电路中方和 卫管分别组成哪种基本接法的放大电路。设图中所有电容对于交流信号均可视为短路。解:(a)共射,共基(d)共集，共基(b)共射，共射(e)共源，共集(c)共射，共射共基，共集3.2 设图P3.2所示各电路的静态工作点均合适，分别画出它们的交流等效电路,解：(1)图示各电路的交流等效电路如解

26、图P 3.2所示。(2)各电路的4,、凡和尺的表达式分别为：._ 1&%+(1+尸 2)&+(a)：A-；K+%+()&火,=4+%；1 +02小、j _+(1+自)(4&/k)(叫：A d-(-)%+(1+4)(&/4/h)%4=4%+。+%）（与&）；R”生 :4/吐2+(1 +2比/r/一%+飞 展2+(l +/WR,=K+%；R。=R3(d)：4=-8,”(凡凡火7演2)卜(一丝)rhe2(b)解 图P 3.23.3基本放大电路如图P 3.3(a)、(b)所示，图(a)虚线框内为电路I ,图(b)虚线框内为电路II。由电路I、II组成的多级放大电路如图(c)、(d)、(e)所示，它们均

27、正常工作。试说明图(c)、(d)、(e)所示电路中(1)哪些电路的输入电阻较大；(2)哪些电路的输出电阻较小；(3)哪个电路的电压放大倍数最大。(e)图 P3.3解：(1)图(d)、(e)所示电路的输入电阻比较大；(2)图(c)、(e)所示电路的输出电阻比较小；(3)图(e)所示电路的电压放大倍数最大。3.4电路如图P3.1(a)(b)所示，晶体管的均 为150,%均为2左 Q,Q点合适。求解4、4和4。解：在图(a)所示电路中 4,1=-H-1；4,2=-=225；A 4,=4 1-4,2*-2 2 5Ri=&R2/rM 1.35m；R。=R广 3AQ。在图(b)所示电路中脑=，&/，T 3

28、 6；4,=必=7 54=4 *1 0200Ri=(a+&)%a 2左。；Ru=R&=U Q3.5电路如图P3.1(c)、(e)所示，晶体管的 均为200,九均为弘。场效应管的gm为 1 5mS ;Q点合适。求解4、&和R,。解：在图(c)所小电路H4 =_.(4 娱2)。7 2 5；4,2=况=一1 33.3噎%Au=Au -Au l 1 6666.7 ；氏=R l rh ei 3 k Cl；R?力 产？(2)画出波特图。解：(1)变换电压放大倍数的表达式，求出4 皿、人和人,。(2)波特图如解图P5.6所示。5.7 电路如图P5.7所示。已知：晶体管的口、分、均相等，所有电容的容量均相等，

29、静态时所有电路中晶体管的发射极电流/EQ均相等。定性分析各电路，将结论填入空内。(1)低频特性最差即下限频率最高的电路是(a )。(2)低频特性最好即下限频率最低的电路是(c )。(3)高频特性最差即上限频率最低的电路是(c )。5.8在图P 5.7(b)所示电路中，若要求C,与 C 2所在回路的时间常数相等，且已知rbe=kQ,则。：。2=?若 C i 与所在回路的时间常数均为25%s,则 C 、C各为多少？下限频率/=?解：求解因 为 G(7?,+4)=。2 (4+&)将电阻值代入上式，求出：C :C2=5:1。(2)求解G、C 2的容量和下限频率G=-1 2.5“；C,=-2.5*&+凡

30、 RC+RL人I =人2 =J-b 6.4/；丁小 1.16九=10Hz2兀T5.9 在图P5.7（a）所示电路中，若Ce突然开路，则中频电压放大倍数Ausm、力/和工各产生什么变化（是增大、减小、还是基本不变）？为什么？解：将减小。因为在同样幅值的0,作用下,将减小,随之减小，必然减小。A 减小。因为少了一个影响低频特性的电容。（增大。因为c；会因电压放大倍数数值的减小而大大减小，所以虽然c；所在回路的等效电阻有所增大，但时间常数仍会减小很多，故.。增大。5.10 电路如图P5.10所示，已知Cgs=Cgd=5pF,gm=5ms,G=G=c,=IOF o试求/“、人 各约为多少，并 写 出

31、的 表 达 式。解：.0、力 和 4 s 的表达式分析如下:.R.gfL12兀R Ja 16HzCgs=Cgs+Q+g,R）CgdH72pF1 1%=2万（4/周）。2%凡。:-1 2.4-z -A x_ _16_U S f f(1+*)(1+j J)1 6 l.lx lO65.1 1 在图5.4.7(a)所示电路中，已知R&=2 M。，自=此=1 0 攵。，C=1 0 尸；场效应管的。占侬。=。占3“=4 2*尸，Jg,r”fl=4 mS。试画出电路的波特图，并标出有关数据。解：4 =-g国 产 20,20 1 g l4“卜 26dBC C +d +g M C.p Fh-X 0.796Hz2

32、7V(Rd+RQCfu-904Hz2叫%其波特图参考解图P 5.5。5.12 已知一个两级放大电路各级电压放大倍数分别为:4.2S =-2 4(1+/台(1+4)(1)写出该放大电路的电压放大倍数的表达式;(2)求出该电路的人和7H各约为多少；(3)画出该电路的波特图。解：(1)电压放大倍数的表达式:(2)和力/分别为:fL 50Hz；771.1V2X1O5/.fH x 643kHz解图P5.12(3)根据电压放大倍数的表达式可知，中频电压放大倍数为1()4,增益为80dB。波特图如解图P5.12所示。5.13电路如图P5.13所示。试定性分析下列问题，并简述理由。(1)哪一个电容决定电路的下

33、限频率；(2)若 力 和 0静态时发射极电流相等，且 分 和 Q 相等，则哪一级的上限频率低。00 R,+l2V,6kQ图 P5.13解：(1)决定电路下限频率的是C。，因为它所在回路的等效电阻最小。(2)因为R J!与凡 R /凡，C；2所在回路的时间常数大于 J 所在回路的时间常数，所以第二级的上限频率低。补 充 1 在图P5.7(a)所示电路中，若夕=100,%=1左 Q，C1=C2=Ce=100z/F,则下限频率_/；=?解：由于所有电容容量相同，而 G 所在回路等效电阻最小，所以下限频率决定于 Ce所在回路的时间常数。1+。,，/L127tRCea 80Hz补充2在图P 5.7(d)

34、所示电路中，已知晶体管的加=100。，%=很。，静态电流/=2mA,C*-SQOpF,Rs-2kQ,Rh-5Q0kCl,Rc=3.3 左。，C-10/z/7。试分别求出电路的.0和并画出波特图。解：求解人：人=2 万(R,+RJC 2 兀(R+rhe)C 5.3/7 z(2)求解力,和中频电压放大倍数：*=鼠-%=0.%。fn=-r -r 3 6kHz2 乃，讥(加,+凡凡)62 H%J/(%,+RJCg,x x T J m A IVAsm=JR 以(-g,“4)-7 6R,+Rs%2 01g l 4,”卜 3 7.6 的其波特图参考解图P 5.5。第6章放大电路中的反馈自测题一、已知交流负反

35、馈由四种组态：A.电压串联负反馈；B.电压并联负反馈;C.电流串联负反馈；D.电流并联负反馈。选择合适答案填入卜列空格内。1.欲得到电流-电压转换电路，应在放大电路中引入(B )o2.欲将电压信号转换成与之成比例的电流信号，应在放大电路中引入(C)。3.欲减小电路从信号源索取的电流，增大带负载能力，应在放大电路中引入(A)。4.欲从信号源获得更大的电流，并稳定输出电流，应在放大电路中引入(D)。二、判断图T6.2所示各电路中是否引入了反馈；若引入了反馈，则判断是正反馈还是负反馈；若引入了交流负反馈，则判断是哪种组态的负反馈，并求出反馈系数和深度负反馈条件下的电压放大倍数4/或 应。设图中所有电

36、容对交流信号均可视为短路。(c)(d)图 T6.2解：图所示电路中引入了电流串联负反馈。反馈系数和深度负反馈条件下的电.P ”=凡-3.4 _%_ X/?+&+&Rio 4+R 2 +&111 UF&R式中出 为电流表的等效电阻。图(b)所示电路中引入了电压并联负反馈。反馈系数和深度负反馈条件下的电压放大倍数分别为：Fiuuo R?-UO -_ UO B-U-O -“2uI ij Ry iFR1 7?,图(c)所示电路中引入了电压串联负反馈。反馈系数和深度负反馈条件下的电压放大倍数分别为：“=1 P图(d)所示电路中引入了正反馈。4 ful U j二、电路如图T 6.3 所小。图 T 6.3(

37、1)正确接入信号源和反馈，使电路的输入电阻增大，输出电阻减小;若 A 卜 区=20,则以应取多少千欧？U；解：(1)应引入电压串联负反馈，加解图T 6.3 所示。(2)因 4=1+，Rf=20,故 勺=19 0左 Q。用四、已知一个负反馈放大电路的基本放大电路的对数幅频特性如图T6.4所示，反馈网络由纯电阻组成。试问：若要求电路稳定工作，即不产生自激振荡，则反馈系数的上限值为多少分贝？简述理由。解:因为九=105H z 时，201g|4,|=40dB,e=180；为使此时201gl4户|1 ,所以：Af =500F(2)根据题目所给数据，可知:dAf 1 dA A +AF i11 +105X2

38、X10-320%0.1%6.1 2 已知一个电压串联负反馈放大电路的电压放大倍数Z d =2 0,其基本放大电路的电压放大倍数4的相对变化率为1 0%，4,/的相对变化率小于01，试问尸和4,各为多少?dA,1 dA解：由 =-，得:Ar 1 +力/AdA dA,+A F =/=1 0%/0.1%=1 00 1=（属深度负反馈）A A,所以：=0.05Af 20A T7 in（）由以上两式可得：A =一=2000F 0.056.13 已知负反馈放大电路的A =-。(1 +$)(1+符2试分析：为了使放大电路能够稳定工作(即不产生自激振荡)，反馈系数的上限值为多少？解：根据放大倍数表达式可知，放

39、大电路高频段有三个截止频率分别为九 二1$Hz,fL2=fL i=05Hz因 为九2=九3=1九1，所以，在/=九 2=九 3 =105 H z时，回 约 为 60dB，附加相移约为-180,为了使/=%=力3时的201gM3小于0而 即不满足自激振荡的幅值条件，反馈系数201gl目的上限值应为-6 0 3 即因的上限值为1016.14以集成运放作为放大电路，引入合适的负反馈，分别达到下列目的，要求画出电路图来。(1)实现电流一电压转换电路；(2)实现电压-电流转换电路(3)实现输入电阻高、输出电压稳定的电压放大电路；(4)实现输入电阻低、输出电流稳定的电流放大电路。解:可实现题目(1)(2)

40、(3)(4)要求的参考电路分别如解图P6.14(a)(b)(c)(d)所ZjSo(d)解图P6.146.15电路如图P6.15所示。(1)试通过电阻引入合适的交流负反馈，使输入电压为转换成稳定的输出电流乙;(2)若 为=05%时，乙=。10%/，则反馈电阻&应取多少?图 P6.15解图P6.15解：(1)引入电流串联负反馈，通过电阻与将三极管的发射极与管的栅极连接起来，如解图P6.15所示。(2)首先求解F,再根据I.a 4求解当。F代入数据uF _ RRfb火+勺+4,Af.F“,RRf10+4 +1.510 x1.5,所 以 号=18.5左。5 )/6.16图 P6.16(a)所示放大电路

41、 户 的波特图如图(b)所示。(1)判断该电路是否会产生自激振荡？简述理由。(2)若电路产生了自激振荡，则应采取什么措施消振？要求在图(a)中画出来。(3)若仅有一个50pF电容，分别接在三个三极管的基极和地之间均未能消振，则将其接在何处有可能消振？为什么？(a)(b)图 P6.16解：(1)电路一定会产生自激振荡。因为在/=1。3/时，附加相移为45；在/=l()4”z 时，附加相移为-135；在/=10 5%时，附加相移为-225。因此附加相移为-180的频率在IO,%IO%之间，此时|斗0,故一定会产生自激振荡。(2)可在晶体管心的基极与地之间加消振电容。(注：方法不唯一)(3)可在晶体

42、管石的基极和集电极之间加消振电容。因为根据密勒定理，等效在基极与地之间的电容比实际电容大得多，因此容易消振。6.17试分析如图P6.17所示各电路中是否引入了正反馈(即构成自举电路)，如有，则在电路中标出，并简述正反馈起什么作用。设电路中所有电容对交流信号均可视为短路。(a)(b)图 P6.17解：图(a)所示电路中通过C2、心引入了正反馈，作用是提高输入电阻，改善跟随特性。图(b)所示电路中通过。2、必 引入了正反馈，作用是提高第二级跟随范围，增大放大倍数，使输出的正方向电压有可能高于电源电压。6.18在 图 P6.18所示电路中，已知/压放大倍数；（2）上限截止频率。为电流反馈型集成运放，

43、试问：（1）中频电图 P6.18 解图 P6.18解：画出图P6.18所示电路中集成运放的等效电路如解图P6.18所示。因 为 心很小，反相输入端电位为：将集成运放的内部电路替换为教材中图6.7.5所示电路（参阅P310P311）,可得：i j（DCUo而-1-R R,RR1U U.(R+Rr)U.%-2 =jtoCU。R,RR,R,0.TT J +jRfC、0(7?+勺)-U(一 R：-)B R _ U Rf 1即：A=，=(1+9-Ui R +ja)RfCR,.1.（1）4=1 +上；（2）上限截止频率为：f=-R2兀RC6.19测试NPN型晶体管穿透电流的电路如图P6.19所示。（1）电

44、路中引入了哪种反馈？测试晶体管穿透电流的原理是什么？（2）选择合适的R,在 Multisim环境下测试晶体管的穿透电流。解：（1）电路中引入了电压并联负反馈；图中可见，ICEO=1F=-。R（2）由于小功率管的/工。在 卜 iA 数量级，R 的选择范围应在几百k C 数量级。补 充 1.电路如补图P6.1所示，试说明电路引入的是共模负反馈，即反馈仅对共模信号起作用。补图P6.1解：若增大，则产生下列过程：UB=l tB2 T T“Cl=WC2 J （WB4=U85 一 脸=11R5（l l83 ）一 脸 UR“Cl-11C 2 伞 V说明电路对共模信号有负反馈作用。补充2.电路如补图P6.2所

45、示。试问：若以稳压管的稳定电压力作为输入电压，则当 的滑动端位置变化时，输出电压U。的调节范围为多少？补图P6.2解：。的调节范围约为4+4+&.U./&+.5R+R)&即 凡+4 +&4 +火2RLL 4&.6P%6%第7章信号的运算和处理自测题一、现有电路：A.反相比例运算电路C.积分运算电路E.加法运算电路选择一个合适的答案填入空内。(1)欲将正弦波电压移相+90,B.同相比例运算电路D.微分运算电路F.乘方运算电路应选用(C)。(2)欲将正弦波电压转换成二倍频电压，应选用(F)o(3)欲将正弦波电压叠加上一个直流量，应选用(E)。(4)欲实现/产-100的放大电路，应选用(A)。(5)

46、欲将方波电压转换成三角波电压，应选用(C)。(6)欲将方波电压转换成尖顶波波电压，应选用(D)。二、填空:(1)为了避免5 0 a电网电压的干扰进入放大器，应选用(带 阻)滤波电路。(2)已知输入信号的频率为 0k H:l 2k H:,为了防止干扰信号的混入，应选用(带通)滤波电路(3)为了获得输入电压中的低频信号，应 选 用(低 通)滤波电路。(4)为了使滤波电路的输出电阻足够小，保证负载电阻变化时滤波特性不变，应选用(有 源)滤波电路。三、已知图T7.3所示各电路中的集成运放均为理想运放，模拟乘法器的乘积系数4大于零。试分别求解各电路的运算关系。R解：图(a)所示电路为求和运算电路，图(b

47、)所示电路为开方运算电路。它们的运算表达式分别为：(a)_八 Rf、及WOl=-Rf(-1 )+(1 H-:)-u01 f R R2 RJ/R2&+4 13R)R.R.2(b)uo l=-u,=-uo=-kuoN N 4 N43习题本章习题中的集成运放均为理想运放。7.1填空：(1)(同相比例)运 算 电 路 可 实 现 的 放 大 器。(2)(反相比例)运算电路可实现4,V 0 的放大器。(3)(微 分)运算电路可将三角波电压转换成方波电压。(4)(同相求和)运算电路可实现函数丫=。1+几2+以 3,2、b 和 c 均大于零。(5)(反相求和)运算电路可实现函数丫=。匕+乩 +。X 3,2、

48、b 和 c 均小于零。(6)(乘 方)运算电路可实现函数丫 =西 2。7.2电路如图P7.2所示，集成运放输出电压的最大幅值为 1 4%填表。图 P7.2ux!V0.10.51.01.50 um/V解：uO=-(R f/R)u1=一 10/；uO2=Q+R J R)u=1 lwz o当集成运放工作到非线性区时，输出电压不是+14匕 就是T 4 几ux!V0.10.51.01.5”0-i-5-10-14U Q i/yi.i5.511147.3 设计一个比例运算电路，要求输入电阻凡=2 0 4。，比例系数为T O O。解：可采用反相比例运算电路，电路形式如图P 7.2（a）所示。R=2 0 左。；

49、Rf=2Mo o7.4 电路如图P 7.4 所示，试求其输入电阻和比例系数。解：由图可知回=因=5 0 左 Q,:，UM=_ 1/=一2%解得：uo=5 2 M-1 0 4%7.5 电路如图P 7.4 所示，集成运放输出电压的最大幅值为1 4 匕/为2%的直流信号。分别求出下列各种情况下的输出电压：&短路；夫3 短路；尺4 短路；（4）R4 断路。解：（1）&短 路 时，“0=一 冬 为=0,尺4 相当于开路（尺4 上无电流流过）。R,尺3 短路时，”,”=0,火4 对反馈网络无影响。=-u,=2u,=4V；(3)火4短路时，电路无反馈。：.uo=-w(4)R 4断路时，uo=-火2+&u,=

50、-4 孙一 8%。7.6试求图P 7.6所示各电路输出电压与输入电压的运算关系式。(c)(d)图 P 7.6解：在图示各电路中，集成运放的同相输入端和反相输入端所接总电阻均相等。各电路的运算关系式分析如下：Rf Rf Rf(a)MO =_+7TUI3=2UI-2W/2+5 /3 1 人 3Rf Rf Rf(b)uo=-WZ 1 d -U2 H w/3o&4 12&13=-1 0/1 +1 0/2 +/3Rf(c)uo-w7 1)=8(W/2-W/I)(d)Rf Rf Rf RfuCnz =r uIn I-%)/Z H rj u.-i 4 ry uf A=-2 0 w,./I-2 0/1)Z +