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文档简介
1、模拟电子技术基础第1章常用半导体器件1.1 选择合适答案填入空内。(l)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.增大B.不变(A)。C.减小(3)工作在放大区的某三极管,如果当 的0约为(C )。IB从12 uA增大到22 uA时,IC从lmA变为2mA ,那么它A.83B.91C.100(4)当场效应管的漏极直流电流 Id从2mA变为4mA时,它的低频跨导gmW( A )。A.增大;B.不变;C.减小1.2电路如图P1.2所示,已知ui 10sint (V),试画出Ui与Uo的波形
2、。设二极管导通电-37压可忽略不计。图 P1.2解:Ui与Uo的波形如解图Pl.2所示。1.3电路如图P1.3所示,已知ui5sint (V),二极管导通电压 UD=0.7V。试画出Ui与Uo的波形图,并标出幅值。图 P1.31.4电路如图P1.4所示,二极管导通电压解图P1.3Ud=0.7V,常温下UT 26mV ,电容C对交流信号可视为短路;ui为正弦波,有效值为10mVo试问二极管中流过的交流电流的有效值为多少?CIIR500 n解:二极管的直流电流ID (V Ud)/R 2.6mA其动态电阻:rDUT/ID 10图 P1.4故动态电流的有效值:1d Ui /rD 1mA1.5 现有两只
3、稳压管,稳压值分别是6V和8V,正向导通电压为 0.7V。试问: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:(1)串联相接可得 4 种:1.4V; 14V; 6.7V; 8.7V。(2)并联相接可得2种:0.7V; 6Vo1.6 已知图Pl.6所示电路中稳压管的稳定电压 UZ 6V ,最小稳定电流IZ min 5mA,最大稳定电流 I Z max 25mA。(1)分别计算UI为10V、15V、35V三种情况下输出电压 UO的值;(2)若UI 35V时负载开路,则会出现什么现象?为什么?解:(1)只有当加在稳压管两端的 0O0 +
4、电压大于其稳压值时,输出电压才为6Vo十:u110V时,uoRRLR-UI 3.3V;3D2£s加普U I15V 时,UoRLUI 5V;一R RLRUI 35V 时,Uo U I 11.7V UZ, Uo U Z 6V。R Rl-Ui UZ、”当负载开路时,IZ - 29mA IZmax 25mA ,故稳压管将被烧毁R1.7 在图Pl.7所示电路中,发光二极管导通电压 Ud =1.5V ,正向电流在 515mA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)R的取值范围是多少?解:(1)S闭合。(2) R的范围为:Rmin(V UD)/lDmax 233R
5、max(V UD)/lDmin 700图 P1.72.8 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Ro解:答案如解图Pl.8所示。放大倍数分别为a 1mA/10 A100 和 b 5mA/100A 502.9 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解图1.91.10电路如图P1.10所示,晶体管导通时 UBE0.7V , =500 试分析 VBB 为 0V、IV、3V三种情况下T的工作状态及输出电压 UO的值。解
6、:(1)当 Vbb0 时,T 截止,Uo 12V当Vbb1V时,因为I BQVbb U beq60 AI cq I bq 3mAUo Vcc IcqRc9V图 P1.10所以T处于放大状态。当 Vbb3V 时,因为 Ibq VBB UBEQ 460 A,八VccIcq Ibq 23mA? & CCU CES-CES 11.3mA,所以t处于饱和状态。Rc1.11 电路如图Pl.11所示,晶体管的3=50 ,U be 0.2V ,饱和管压降Uces 0.1V ;稳压 管的稳定电压UZ 5V ,正向导通电压 UD 0.5V。试问:当uI 0V时uO ?;当12 V)Ui5V 时 Uo ?解
7、:当uI0V时,晶体管截止,稳压管击穿,uOUZ 5VO当Ui5V时,晶体管饱和,Uo0.1V 。因为:图pi.11Ib| Ui UBE 480 A,Ic Ib 24mA, Uec VccIc & 0Rb1.12 分别判断图Pl.12所示各电路中晶体管是否有可能工作在放大状态。(d)(e)图 P1.12解:(a)可能;(b)可能;(c)不能;(d)不能,T的发射结会因电流过大而损坏。(e)可能。、的电位分别为 4V、8V、12V , MOS管、增强型、耗尽型),并说明、1.13 已知放大电路中一只 N沟道场效应管三个极 管子工作在恒流区。试判断它可能是哪种管子(结型管、 、与G、S、D
8、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Pl.13所示。谷 门 . I A 0I*11 I I® I解图Pl.131.14 已知场效应管的输出特性曲线如 图Pl.14所示,画出它在恒流区的转移特性曲线。图 Pl.14(a)(b)解图Pl.14解:在场效应管的恒流区作横坐标的垂线(如解图Pl.14 (a)所示),读出其与各条曲线交点的纵坐标值及Ugs值,建立iDf(UGs)坐标系,描点,连线,即可得到转移特性曲线,如解图Pl.14 (b)所示。1.15 电路如图P1.15所示,T的输出特性如 图Pl.14所示,分析当Ui =4V、8V、
9、12V三种情况下场效应管分别工作在什么区域。解:根据图P1.14所示T的输出特性可知,其开启电压为 5V ,根据图Pl.15所示电路可知UGSUI 。当UI=4V时,UGS小于开启电压,故 T截止。当Ui =8V时,设T工作在恒流区,根据输出特性可知 iD 0.6mA,管压降 uDS VDD iDRd 10V ,因此,Ugd Ugs Uds2V ,小于开启电压,说明假设成立,即 T工作在恒流区。图 Pl.15当Ui =12V时,由于Vdd12V ,必然使T工作在可变电阻区。1.16 分别判断图Pl.16所示各电路中的场效应管是否有可能工作在恒流区。(a)(b)(c)(d)图 P1.16解:(a
10、)可能,(b)不能,(c)不能,(d)可能。补充1.电路如补图P1(a)、(b)所示,稳压管的稳定电压 UZ 3V , R的取值合适,UI的波形如图(c)所示。试分别画出 uO1和uO2的波形。M,悔Di AQO O(a)(b)补图P1解:波形如下图所示of !*跖巧|! Im,八八 一 0补充2.在温度20oc时某晶体管的1cBO _4 _ _4 一一斛 :ICBO60 I CBO20 2 2 2 32o ,赭八“二 Kx(c) c 110 |I|iI I 1 | 1111T/ 072 A,试问温度是60oC时的I CBO ?A。补充3.有两只晶体管,一只的3=200 , ICEO 200
11、A;另一只的炉100 , ICEO 10 A, CEOCEO其它参数大致相同。你认为应选用哪只管子?为什么?解:选用3=100 , ICEO 10 A的管子,因其B适中,ICEO较小,因而温度稳定性较另一只管子好。补充4.电路如补图P4所示,试问0大于多少时晶体管饱和?解:取Uces U BE ,若管子饱和,则VCCU beVCCRbRcubeB,即 RbRc所以,Rb- 100时,管子饱和。Rc第2章基本放大电路2.1分别改正图P2.1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。图 P2.1解:(a)将-Vcc 改为+Vcc。(b)在+Vcc与基极之
12、间加 Rbo(c)将Vbb反接,且在输入端串联一个电阻。(d)在Vbb支路加Rb,在-Vcc与集电极之间加 Rc2.2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。(a)(a)(b)图 P2.2解:将电容开路、变压器线圈短路即为直流通路,图略(b)(c)(d)(c)(d)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Q、A、RD Ro的表达式。解:图 (a): I BQ , I CQ I BQ , U ceqVcc(1)1 bqRc 0RR2(1)R3A&quo
13、t;R3, Rrbe / Ri, RoR2/ R3rbepR2 .、一 ,图(b): IBQ (VccU beq )/ R2 / R3(1)R,ICQ I bq ,R2R3U ceq VccI cq R4I eq Ri °-R4, RrbeR1/,RoR4 o12.4 电路如图P2.4 (a)所示,图(b)是晶体管的输出特性,静态时 U beq 0.7V。利用图解法分别求出RL和Rl 3k 时的静态工作点和最大不失真输出电压Uom (有效值)解:空载时:ibq20 A , I CQ 2mA,U CEQ 6V ;最大不失真输出电压峰值约为5.3V ,有效值约为3.75V 。带载时:Ib
14、q 20 A,Icq 2mA,UcEQ 3V ;最大不失真输出电压峰值约为2.3V ,有效值约为1.63V 。如解图P2.4所示。解图P2.4图 P2.52.5 在图P2.5所示电路中,已知晶体管的3=80, rbe =1kQ,U& 20mV ,静态时U BEQ0.7V,U CEQ 4V , I BQ 20A。判断下列结论是否正确,在括号内打“声口 "x表示。AuAu420 10 380 5200 (>)Au120 k 20400 (>)Au0.780 2.55.71(>)200 J3k1k(>)(6) R10.7 , k 35k(>)0.02(
15、>)(8) R1k (J(9) Ro 5k(10) Ro 2.5k(>)(11)U&S20mV (12)U&S 60mV (42.6电路如图P2.6所示,已知晶体管 3=120, Ube=0.7V,饱和管压降Uces=0.5V。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;Rbi短路;(3)Rbi开路;(4)Rb2开路;(5)Rb2短路;(6)Rc短路;图 P2.6图 P2.7IB 1.32mA,解:(i)IBVCC-UE UBE 174 163 11 A,ICMRb1UcVccIcRc8.3V Rb1 短路,Ic Ib 0, U
16、C 15VRb1开路,临界饱和基极电流I bs VCC一U-CES23.7 A ,Rc实际基极电流Ib Vcc U be 174 AoRb2由于 Ib I bs,管子饱和,:U C UCES0.5V。Rb2开路,无基极电流,U C Vcc 15VRb2短路,发射结将烧毁, U c可能为15V(6) Rc短路,UCVcc15V2.7电路如图P2.7所示,晶体管的3=80 , rbb100 。分别计算RL和RL 3k 时的Q点、& R和Ro。解:在空载和带负载情况下,电路的静态电流、rbe均相等,它们分别为:I BQVCCU BEQU BEQRs22 AIcq Ibq 1.76mArber
17、bb'(1)26mVI EQ1.3k空载时,静态管压降、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻分别为:UCEQ VccIcqRc 6.2V ; A -308rbeRRb / rberbe 1.3k;AUsb A 93rbeRsRo Rc 5kRL 3k 时,静态管压降、电压放大倍数分别为:U CEQ RVcc IcQ(Rc/RL) 2.3VRl RcA(Rc/ 3115AusrbeAu34.7rberbe RsRRb / rbe rbe 1.3kRo Rc 5k 。2.8 若将图P2.7所示电H中的NPN管换成PNP管,其它参数不变,则为使电路正常放大电源 应作如何变化?Q点、属、R和Ro变
18、化吗?如变化,则如何变化?若输出电压波形底部失真,则说明电路产生了什么失真,如何消除?解:由正电源改为负电源;Q点、启、R和Ro不会变化;输出电压波形底部失真对应输入信号正半周失真,对 PNP管而言,管子进入截止区,即产生了截止失真;减小Rbo2.9 已知图P2.9所示电路中,晶体管 =100, rbe=1.4kQ。(1)现已测得静态管压降 UCEQ=6V,估算Rb;(2)若测得Ui和Uo的有效值分别为1mV和100mV,则负载电阻Rl为多少?解:(1)ICVCC U CERCVCC U be20 A565k&U由Au-(Rc/Rl)100,图 P2.9可得:RL 2.625k2.10
19、 在图P2.9所示电路中,设静态时Icq 2mA ,晶体管饱和管压降UCES 0.6V。试问:当负载电阻RL和Rl 3k时,电路的最大不失真输出电压各为多少伏?解:由于 Icq 2mA ,所以 U ceq Vcc I cqRc 6V。空载时,输入信号增大到一定幅值,电路首先出现饱和失真。故U CEQ U CES_Uom索-3.82VRL 3k 时,当输入信号增大到一定幅值,电路首先出现截止失真。故ICQ RlUom2.12V2.11 电路如图P2.11所示,晶体管=100, rbb =100Q。(1)求电路的Q点、Au、Ri和Ro ;若改用 作200的晶体管,则Q点如何变化?(3)若电容Ce开
20、路,则将引起电路的哪些动态参数发生变化?如何变化?解:(1)静态分析:U BQRb1Vcc2VRb1%2SkdI EQU BQ U BEQ 1mAIFRfReI BQI EQ110 ARt1卬300QwHV2V)"IMl5kQTc;U CEQVCCIeq(Rc RfRe)5.7V图 P2.11动态分析:rbb'(1)26mVIEQ2.73kAuRo(RJ/Rl)rbe(1)RfRbi / Rb2 / rbe(1Rc 5kcRb10=200 时,UBQ 切一Rb1Rb2I EQ7.7)Rf 3.7kVcc2V(不变);U BQ U BEQ1mA (不变);RfReI BQ-IE
21、Q-5 A (减小);1Uceq VccIeq(RcRfRe)5.7V(不变)。Ce开路时,点 %e (1(Rc/Rl)(ReRf)Rc/RlReRf1.92 (减小);RiRb1 / Rb2 / rbe(1)(ReRf)4.1k(增大);Ro Rc 5k (不变)。2.12电路如图P2.12所示,晶体管的3=80,%e =1k Q。求出Q点;(2)分别求出RL=8和RL=3kQ时电路的Au、R和Ro解:(1)求解Q点:I BQVCC U BEQ& (1 )Re32.3 AIeq (1 )Ibq 2.61mAUCEQ VccIeqRc7.17V(2)求解放大倍数和输入、输出电阻:RL=
22、ocfl 寸;Au(1)Rerbe (1)Re0.996图 P2.12RiRb/ rbe (1)Re 110k&(1)(Re/ Rl)RL=3kQ 时;A -L-0.992rbe (1)(Re/RL)RRb / rbe (1)(R/Rl) 76k输出电阻:RoRe/Rs/Rb rbe3712.13电路如图P2.13所示,晶体管的3=60 , rbb,100求解Q点、Au、Ri和Ro设Us = 10mV (有效值),问Ui ?,Uo若C3开路,则Ui解:(1) Q点:BQVCCU BEQR (1 次31 A图 P2.13Icq Ibq 1.86mAU CEQVCCIeq(Rc Re) 4
23、.56VRi和Ro的分析:rbe rbb, (1)26mV952I EQA&(R/Rl)95R Rb / %952,Ro& 3k。(2)设Us = 10mV (有效值),则Ui RUs3.2mV;UoAu Ui304mVRs Ri若C3开路,则:RiRb / rbe (1)Re 51.3k, ARc / RL 1.5ReUi RiUs 9.6mV ,Uo A Ui 14.4mVRs RiP2.14所示各电路中的错误,使它们有可能放大正弦波电压。要求保留电路的共2.14改正图 漏接法。图 P2.14解:(a)源极加电阻Rs ;(b)漏极加电阻Rd;(c)输入端加耦合电容;(d)在
24、Rg支路加-Vgg, +Vdd改为-Vdd改正电路如解图P2.14所示。(a)(b)(2)利用等效电路法求解ArRi和Ro。(a)解图P2.142.15已知图P2.21 (a)所示电路中场效应管的转移特性和输出特性分别如图(b)、(c)所示。(1)利用图解法求解Q点;(c)(d)°IIM 此(b)(c)图 P2.15解:(1)在转移特性中作直线uGSiDRs,与转移特性的交点即为 Q点;读出坐标值,得出(a)IDQ 1mA,UGSQ 2V 。如解图 P2.i5(a)所示。(b)解图P2.21在输出特性中作直流负载线 uDS VDD iD(Rd Rs),与Ugsq 2V的那条输出特性曲
25、线的交点为Q点,U DSQ 3V。如解图P2.21(b)所示。(2)首先画出交流等效电路(图略),然后进行动态分析。gmiD U2Ji I 1mV/vmU dsDSS DQuGSUGS(off)AgmRd5;RiRg1M ; RoRd5k2.16已知图P2.16(a)所示电路中场效应管的转移特性如图(b)所示。求解电路的Q点和A o(a)(b)图 P2.16解:(1)求Q点:根据电路图可知,UGSQ VGG3V o从转移特性查得,当UGSQ 3V时的漏极电流:IDQ 1mA因此管压降U DSQ Vdd I DQRd5V 0(2)求电压放大倍数:2,gmJI DQ I DO 2mA/V ,AUg
26、m Rd20UGS(th) '2.17 电路如图P2.17所示。(1)若输出电压波形底部失真,则可采取哪些措施?若输出电压波形顶部失真,则可采取哪些措施?(2)若想增大A&,则可采取哪些措施?解:(1)输出电压波形底部失真,类似于 NPN型三极管的饱和失真,应降低 Q,故可减小R2或增大Ri、Rs;若输出电压波形顶部失真,则与上述相反,故可增大R2或减小Ri、Rso(2)若想增大 & ,就要增大漏极静态电流以增大gm ,故可增大R2或减小Ri、Rs。2.18 图P2.18中的哪些接法可以构成复合管?标出它们等效管的类型(如 NPN型、PNP型、N沟道结型(a)图 P2.
27、18解:(a)不能。(b)不能(c)构成NPN型管,上端为集电极,中端为基极,下端为发射极。(d)不能。(e)不能。构成PNP型管,上端为发射极,中端为基极,下端为集电极。(g)构成NPN型管,上端为集电极,中端为基极,下端为发射极。第3章多级放大电路习题3.1判断图P3.1所示各两级放大电路中T1和T2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。(f)(c)共射,共射(e)图 P3.1解:(a)共射,共基 (b)共射,共射(d)共集,共基(e)共源,共集共基,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, 并写出Au、Ri和
28、Ro的表达式(a)(d)(a): A(c)图 P3.2解:(1)图示各电路的交流等效电路如解图P3.2所示(2)各电路的ARi和Ro的表达式分别为:1 R2 rbe2(12)R3(12 )R3R1rbelrbe2(12) R3R R %e1;RoR3/rbe2R22(b): Au(11)(R2/R3/rbe2)(当rbe1(11 )( R2 R3 rbe2 )rbe2RiR/rbe1(11)(R2/R3/rbe2) ;RoR4:Au1R2/rbe2(12)rd2R3%e2(12)dRRi%e1 ;RoR3(d): A gm(R/R6R7e2)( 力)rbe2(d)解图P3.23.3 基本放大电
29、路如 图P3.3(a)、(b)所示,图(a)虚线框内为电路I ,图(b)虚线框内为电路口。 由电路I、口组成的多级放大电路如图(c)、(d)、(e)所示,它们均正常工作。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.l (a) (b)所示,晶体管的0均为150 , rbe均为2k , Q点合适。求解Au、Ri和Ro。解:在图(a
30、)所示电路中rbe2A&11-1 ; Au22R3225 ;rbe1rbe2Aaui 阕2225RR1/R2/1.35k ;RoR33k 0在图(b)所示电路中1 (Ri/2)136;即2R475rbelrbe2A & Au2 10200Ri(R5R2 / R3) / rbel 2k ;RoR41k。场效应管的gm为15mS ;3.5 电路如图P3.l (c)、(e)所示,晶体管的0均为200 , rbe均为3kQ点合适。求解密、Ri和Ro。解:在图(c)所示电路中点11 但爪外 125; A2-2R4133.3rbe1rbe2AA&1 乐2 16666.7; R R/
31、%e1 3k ;Ro R42k在图(e)所示电路中AgmR2%e (1小41gmR230(1)R4rbe (1)R4尺典1/&230; RR110M;RoR4 /rbeR22513.6 图P3.6所示电路参数理想对称,晶体管的0均为100, rbb'100, Ubeq 0.7V试求Rw的滑动端在中点时T1管和T2管的发射极静态电流I EQ以及动态参数Ad和Ri。十O-川4- VT解:Rw滑动端在中点时Ti管和T2管的发射极静态电流IEQ分析如下:U BEQ I EQ 2IeqRVeeVEE U BEQI EQ""RR 2Re 20.517mA动态参数Ad和R
32、i分析如下:rbe%b' (126mV)5.18kI EQAdRc c98 rbe (1)Rw/22rbe (1)Rw20.5k3.7电路如图P3.7所示,Ti和T2两管的0均为140, rbe均为4kQ。试问:若输入直流信号uI1 20mV , uI2 10mV ,则电路的共模输入电压uIc ?差模输入电压uId ?输出动态电压Uo解:电路的共模输入电压 u1c、差模输入电压u1d、差模放大倍数 Ad和动态电压UO分别为:UeUii ui215mV;2UiduI1 uI2 10mVAd2Rc175 ;uoAdUid1.75V解:差模放大倍数和输入电阻分别为:AdgmRd200; R3
33、.9 试写出图P3.9所示电路Ad和Ri的近似表达式。设Ti和T2的电流放大系数分别为在和 已 b-e间动态电阻分别为rbe1和rbe2。解:Ad和Ri的近似表达式分别为1 2(RcRL)Ad KitRi2%ei(11)卷3.10 电路如图P3.10所示,TiT5的电流放大系数分别为日伊,b-e间动态电阻分别为rbeirbe5,写出Au、R和R。的表达式。图 P3.10图 P3.11解:Au、R和®的表达式分析如下:_UO1iR2%e4 (14)&Au1cUi2%eiUO2 4&/%5 (15网2Ul2be4(14)R5UO3(15)R73二 -UI3rbe5(15
34、)R7AuUoUiaj1 Au2 Au3 ;Rirbe1rbe2;RoR7”13.11电路如图P3.11所示。已知电压放大倍数为-100 ,输入电压ui为正弦波,T2和T3管的饱 和压降U CES=1V 。试I可:(1)在不失真的情况下,输入电压最大有效值Uimax为多少伏?(2)若Ui= 10mV (有效值),则Uo=?若此时 R3开路,则Uo=?若R3短路,则Uo = ?Vcc U CES解:(1)最大不失真输出电压有效值为:Uom /7.78V故在不失真的情况下,输入电压最大有效值:UimaxUi77.8mV(2)Ui= 10mV ,则 Uo= 1V (有效值)。若R3开路,则Tl和T3
35、组成复合管,等效1 3, T3可能饱和,使得Uo 11V (直流)若R3短路,则Uo 11.3V (直流)第4章集成运算放大电路习题4.1根据下列要求,将应优先考虑使用的集成运放填入空内。已知现有集成运放的类型是: 通用型高阻型高速型低功耗型高压型大功率型高精度型(1)作低频放大器,应选用()。(2)作宽频带放大器,应选用()。(3)作幅值为1 a V以下微弱信号的量测放大器,应选用 ()。(4)作内阻为100kQ。信号源的放大器,应选用()。(5)负载需5A电流驱动的放大器,应选用()。(6)要求输出电压幅值为± 80V的放大器,应选用()。(7)宇航仪器中所用的放大器,应选用 (
36、)。4. 2已知几个集成运放的参数如 表P4.3所示,试分别说明它们各属于哪种类型的运放。表 P4.3特性指标AodridUioI IOIlB-3dBfHKcmrSR增益带宽单位dBMQmVnAnAHzdBV/。MHzA1100252006007860.5A213020.0124071200.5A3100100050.020.03860.55A41002220150966512.5解:A1为通用型运放,A2为高精度型运放,A3为高阻型运放,A4为高速型运放。IC24.3多路电流源电路如 图P4.3所示,已知所有晶体管的特性均相同,Ube均为0.7V。试求IC1、 各为多少。图 P4.3图 P4
37、.4解:因为T1、丁2、T3的特性均相同,且 Ube均相同,所以它们的基极、集电极电流均相等, 设集电极电流为Ico先求出R中电流,再求解IC1、IC2。当(1VCCU BE4 UbE0100 A3IBI R I C0 I B3 IC0 ;I C12IC -; IR3)3时,IC1 IC2 IR 100 A4.4电路如图P4.4所示,T1管的低频跨导为gm , Tl 和 T2管3IC(1"")d-s间的动态电阻分别为rds1和rds2。试求解电压放大倍数 AuuO/ UI的表达式。解:由于T2和T3所组成的镜像电流源是以 Tl为放大管的共射放大电路的有源负载,Tl和T2 管
38、d -s间的动态电阻分别为rds1和rds2,所以电压放大倍数Au的表达式为:AuuO iD(rds1 / rds2)- g m (rds1 / Qs2)。UIUI4.5 电路如图P4.5所示,Tl与T2管特性相同,它们的低频跨导为gm ; T3与T4管特性对称;T2与T4管d-s间的动态电阻分别为rds2 和 rds4。试求出电压放大倍数AuuO / (uI1uI2)的表达式。T(T0- i n图 P4.6图 P4.5解:在图示电路中:iD1i D2 iD3 i D4 ;iOiD2i D4 iD2 iD1 2 i D1n (uD1 gmI1 UI2)2;gmio(UI1 UI2)电压放大倍数
39、:AUoio ( rds2 rds4)/、gm(rds2 rds4)(uI1 UI2)(UI1 UI 2)4.6 电路如图P4.6所示,具有理想的对称性。设各管 0均相同。(1)说明电路中各晶体管的作用;(2)若输入差模电压为(Un U12)产生的差模电流为iD ,则电路的电流放大倍数 aiO?iD解:(1)图示电路为双端输入、单端输出的差分放大电路。Ti和T2、T3和T4分别组成的复合管为放大管,T5和T6组成的镜像电流源为有源负载。(2)由于用T5和T6所构成的镜像电流源作为有源负载,将左半部分放大管的电流变化量转换到右边,故输出电流变化量及电路电流放大倍数分别为:io 2(1) iD;A
40、 上 2(1)。i D4.7 电路如图P4.7所示,Ti和T2管的特性相同,所有晶体管的 0均相同,Rci远大于二极管的正向电阻。当UI1 UI 2 0V时,Uo 0V o(1)求解电压放大倍数的表达式;(2)当有共模输入电压时,uo?简述理由。AU1Rc1/rbe32rbe3图 P4.7图 P4.8解:(1)在忽略二极管动态电阻的情况下:rbe1(2)当有共模输入电压时,Uo近似为零由于 Rc1rd, uC1uC2 ,因此 uBE30,故 uo04.8电路如图P4.8所示, 内。T1和T2管为超B管,电路具有理想的对称性。选择合适的答案填入空3 >> 2 ;反相输入端的输入电流为
41、该电路采用了( C )。A .共集-共基接法B .共集-共射接法C .共射-共基接法(2)电路所采用的上述接法是为(C )。A .增大输入电阻B .增大电流放大系数C .展宽频带(3)电路采用超B管能够(B)。A .增大输入级的耐压值B .增大放大能力C .增大带负载能力T1和T2管的静态压降约为(A )。A. 0.7V B , 1.4V C ,不可知4.9 在图P4.9所示电路中,已知 TT3管的特性完全相同,iI1 ,同相输入端的输入电流为iI2。试问: iC2 ? ;(2) iB3 ?; Auiuo /( ii 1解:(l)因为Tl和T2为镜像关系,且 B >> 2,所以:i
42、C2iC1 iI2 iB3iI1 iC2 iI1 iI 2(3)输出电压的变化量和放大倍数 分别为:uoiC3Rc3 iB3Rc图P4 .9AuiuO/( iI1 i I 2) uO / i B33Rc4.10 比较图P4.10所示两个电路,分别说明它们是如何消除交越失真和如何实现过流保护的(a)(b)图 P4.10解:在图(a)所示电H中,Di、D2使T2、T3微导通,可消除交越失真。R为电流采样电阻,D3对T2起过流保护。当T2导通时,uD3 uBE2 iOR uD1,未过流时iOR较小,因UD3小于开启电压使D3截止;过流时因Ud3大于开启电压使D3导通,为T2基极分流。D4对T4起过流
43、保护,原 因与上述相同。在图(b)所示电H中,T4、T 5使T 2、T 3微导通,可消除交越失真。R2为电流采样电阻,T 6对T 2起过流保护。当T 2导通时,uBE6 iOR2,未过流时iOR2较小,因UBE6小于开启电压使T6截止;过流时因UBE6大于开启电压使T 6导通,为T 2基极分流。T 7对T 3起过流保护,原因与上 述相同。4.11 图4.11所示电路是某集成运放电路的一部分,单电源供电。试分析:(1) 100aA电流源的作用;(2) T 4的工作区域(截止、放大、饱和) ;50 a A电流源的作用;(4) T5与R的作用。解:(1)为Ti提供静态集电极电流、为 T 2提供基极电
44、流,并作为 Ti的有源负载。 T 4 截止。因为:UB4 uci uo ur UB2 UB3,UE4 UO,: UB4 UE4。4.1 50 aA电流源为T 3提供射极电流,在交流等效电路中等效为大阻值的电阻。(4)保护电路。UBE5iOR2,未过流时T5电流很小;过流时使iE550A, T 5更多地为T 3的基极分流。4.12 电路如图P4.12所示,试说明各晶体管的作用。解:为共射放大电路的放大管;T 2和T 3组成互补输出级;T 4、T 5、R2组成偏置电路,用于消除交越失真。4.13 图P4.13所示简化的高精度运放电路原理图,试分析:(1)两个输入端中哪个是同相输入端,哪个是反相输入
45、端;(2) T 3与T 4的作用;(3)电流源I3的作用;(4) D2与D 3的作用。图 P4.13解:(1) UI1为反相输入端,UI2为同相输入端。(2)为T I和T 2管的有源负载,将T1管集电极电流变化量转换到输出,使单端输出差分放大 电路的差模放大倍数近似等于双端输出时的放大倍数。(3)为T 6设置静态电流,且为 T 6的集电极有源负载,增大共射放大电路的放大能力 (4)消除交越失真。4.14通用型运放F747的内部电路如 图P4.14所示,试分析:(1)偏置电路由哪些元件组成?基准电流约为多少?(2)哪些是放大管,组成几级放大电路,每级各是什么基本电路?(3) T 19 、 T 2
46、0和R8组成的电路的作用是什么?图 P4.14解:(1)由 T10 、 T11、T 9、T 8、T 12 、T 13 、 R5 构成。(2)图示电路为三级放大电路:TlT4构成共集-共基差分放大电路;T 14 T 16构成共集-共射-共集电路;T 23、T 24构成互补输出级(3)消除交越失真。互补输出级两只管子的基极之间电压U B23 U B24 U BE20 U BE19 U B23 U B24 U BE20 U BE19使T 23、T 24处于微导通,从而消除交越失真第5章放大电路的频率响应习题5.1在图P5.1所示电路中,已知晶体管的rbb'、C、C , Ri rbeo填空:除
47、要求填写表达式的之外,其余各空填入增大、 基本不变、 减小。(1)在空载情况下,下限频率的表达式 fL ( 1 )。当RS减小时,fL2 (Rs Rb/%)Ci将();当带上负载电阻后,fL将()。.', . (2)在空载情况下,若 b-e间等效电容为C ,则上限频率的表达式1();当RS为零时,fH将();当Rb减小时,gm将2 rb'e/(rbbRb/Rs)C(),C将(),fH将()M喇浦/加图 P 5.1图 P 5.25. 2已知某电路的波特图如 图P5.2所示,t写出 点的表达式。解:设电路为基本共射放大电路或基本共源放大电路。点 10 32 f(1 k)(1 j 存
48、)3.2 jf(1 j)(1 j-f5)10105.3 已知某共射放大电路的波特图如图P5.3所示,t写出Au的表达式。201gl”J/dB-20dB|-借频403020100图 P5.3解:观察波特图可知,中频电压增益为40dB ,即中频放大倍数为-100 ;下限截止频率为1Hz和10Hz,上限截止频率为250kHz。故电路A&的表达式为:一一 -2&100 10fAu110f- f 厂(1 )(1)(1 j5)(1 jf )(1 j )(1 j 5)5 5 55 55 55 5jf jf 2.5 1010105.4 已知某电路的幅频特性如 图P5.4所示,试问:(1)该电路
49、的耦合方式;(2)该电路由几级放 大电路组成;(3)当f =104Hz时,附加相移为多少?当f=105Hz时,附加相移又约为多少? ( 4)该电路的上限频率fH为多少?解:(1)因为下限截止频率为0,所以电路为直接耦合电路;解:(1)变换电压放大倍数的表达式,求出A、fL和fH。(2)因为在高频段幅频特性为-60dB/十倍频,所以电路为三级放大电路;当 f =104Hz 时,450 31 35°;当 f =105Hz 时,90° 3270°。(4)该电路的A103(1f104)35.5已知某电路电压放大倍数:(1上限频率为fH1.1 <35.2kHz10jfW)(1 舄)试
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