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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12uA增大到22uA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gm(A)。A.增大;B.不变;C.减小1.2电路如图P1.2所示,已知Q10sint(V),试画出Ui与uo的波形。设二极管导通电1.3电路如

2、图P1.3所示,已知ui5sin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UT26mV,电容C对交流信号可视为短路;U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?压可忽略不计。图P1.2解:q与Uo的波形如解图Pl.2所示。t(V),二极管导通电压UD=0.7V。试画出U与Uo的波形图,并标出幅值。解:二极管的直流电流ID(VUd)/R2.6mA其动态电阻:rDUt/ID10图pi.4故动态电流的有效值:IdUi/rD1mA2.2 现有两只稳压管,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

3、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;6Vo2.3 已知图Pl.6所示电路中稳压管的稳定电压UZ6V,最小稳定电流IZmin5mA,最大稳定电流IZmax25mA。(1)分别计算U1为10V、15V、35V三种情况下输出电压UO的值;(2)若UI35V时负载开路,则会出现什么现象?解:(1)只有当加在稳压管两端的电压大于其稳压值时,输出电压才为6VoUi10V时,UoRLUi3.3V;RRLUi15V时,UoRLU5V;RRLUi35V时,UoRLU11

4、1.7VIRRl-U|UZ(2)当负载开路时,IZ-29mAIZmaxR1.7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?为什么?03ff-+knD/2&5001>|aO<kV-JZ,UoUZ6Vo25mA,故稳压管将被烧毁。o+K1(+5V)I2可)解:(1)S闭合。(2)R的范围为:Rmin(VUD)/lDmax233Rmax(VUD)/lDmin700图P1.7IGIuA(a)(b)(a)1.8现测得放大电路中两只管子两个电极的电流如图P1.8

5、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图Pl.8解图Pl.8解:答案如解图Pl.8所示。放大倍数分别为a1mA/10A100和b5mA/100A501.9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,炉50。试分析VBB为0V、1V、3V三种情况下T的工作状态及输出电压UO的值。解:当Vbb0时,T截止,Uo12V当VBB1V时,因为VBBUBEQBQ60AIcqIbq3mAUoVccIcqRc9V图

6、P1.10所以T处于放大状态。当Vbb3V时,因为IbqVBBUBEQ460A,ICQIBQ23mA?ICSVCCUCES11.3mA,所以t处于饱和状态Rc2 电路如图Pl.11所示,晶体管的3=50,UBE0.2V,饱和管压降UCES0.1V;稳压管的稳定电压UZ5V,正向导通电压UD0.5V。试问:当口10V时Uo?;当U,5V时uO?解:当Ui0V时,晶体管截止,稳压管击穿,-C01UUuOUZ5VO当uI5V时,晶体管饱和,uO0.1V。因为:图P1.11Ib|UIdUbE480A,|Ic|Ib24mA,UecV”I。凡0Rb2 分别判断图Pl.12所示各电路中晶体管是否有可能工作在

7、放大状态。(a)(b)(c)(d)(e)图P1.12、的电位分别为4V、8V、12V,MOS管、增强型、耗尽型),并说明、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。2 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的对应关系。、与G、S、D的对应关解:管子可能是增强型管、耗尽型管和结型管,三个极系如解图Pl.13所示。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(

8、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。4.1 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、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Id0.6mA,管压降UdsVddIdRd10V因此,ugdugsuds2V,小于开启电压,图Pl.15说明假

9、设成立,即T工作在恒流区。当U1=12V时,由于VDD12V,必然使T工作在可变电阻区。4.2 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。图P1.16解:(a)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UZ3V,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。(c)12.1213.13补图P1解:波形如下图所示补充2.在温度20oc时某晶体管的1cBO2A,试问温度是60oc时的ICBO?解:IcBO60ICBO202422432A。补充3.有两只晶体管,一只的3=200,ICEO200A

10、;另一只的炉100,ICEO10A,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,ICEO10A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UcesUbe,若管子饱和,则VccUbeRbRcRc所以,Rb-100时,管子饱和。Rc第2章基本放大电路习题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与基极之间加Rbo(c)将Vbb反接,且在输入端串联一个电阻。(d)在Vb

11、b支路加Rb,在-Vcc与集电极之间加Rc。6.1 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P2.26.2 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、尺、R和Ro的表达式。解:图(a):|BQ,ICQBQ,UCEQVCC(1)lBQRc。RR2(1)R3A即LR3,R/Ri,RoR2/R3rbepR2.、一,图(b):IbQ(VccUBEQ)/R2/R3(1)Ri51CQ1BQ,R2R3UceqVccIcqR4Ie

12、qRi。感一R4,RR"/,RoR。be16.3 电路如图P2.4(a)所示,图(b)是晶体管的输出特性,静态时UBEQ0.7V。利用图解法分别求出Rl和Rl3k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:|bq20A,ICQ2mA,UCEQ6V;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:Ibq20A,Icq2mA,UcEQ3V;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P2.5UBEQ6.4 在图P2.5所示电路中,已知晶体管的3=80,rbe=1kQ,U&20mV,静态时0.7V

13、,Uceq4V,Ibq20A。判断下列结论是否正确,在括号内打“闻"X示AuAuR420108051200400。(520k1k(>)20点5.71(>)0.7AU802.5200710.7,(6)Rk35k(>)0.02(8)R1k(7)R3k(>)(9)Ro5k(Y)(10)Ro2.5k。(ii)负20mV()(12)及60mV(2.6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

14、)Rb2短路;(6)Rc短路;图P2.6图P2.7IB1.32mA,解:(1)IBVCC-U17416311A,1cRb2%UcVccIcRc8.3VoRb1短路,IcIb0,Uc15VRb1开路,临界饱和基极电流IbsVCCUces23.7A,Rc实际基极电流IbVCC-UBE174AoRb2由于IbIbs,管子饱和,:UcUces0.5VRb2开路,无基极电流,UcVcc15VRb2短路,发射结将烧毁,UC可能为15V(6)Rc短路,UCVCC15V2.7电路如图P2.7所示,晶体管的0=80,rbb'100。分别计算RL和3k时的Q点、Au、R和Ro。解:在空载和带负载情况下,电

15、路的静态电流、rbe均相等,它们分别为:IBQVCCUBEQUBEQ22ARRsICQIbq1.76mArbe1)答1.3k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:UceqVccIcqRc6.2V;A-Rrbe308RRb/rberbe1.3k密一rbeCs-rbeRsA93RoRc5kRl3k时,静态管压降、电压放大倍数分别为:UCEQRlRlRcVccIcq(Rc/Rl)2.3VAu(RcRl)115扁34.7rbeRRb/rberbe1.3kRoRc5k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、其、Ri和R

16、o变化吗?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、离、Ri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Rbo已知图P2.9所示电路中,晶体管炉100,rbe=1.4kQo(1)现已测得静态管压降UCEQ=6V,估算Rb;(2)若测得5和Uo的有效值分别为1mV和100mV,则负载电阻Rl为多少?解:(1)IcRbVccUCERCVCCUbeIb(2)由AUo2mA,Ib565ko(Rc/Rl)Ui图P2.9可得:RL2.625k在图P2.9所示电路中,设静

17、态时Icq2mA,晶体管饱和管压降Uces0.6V。试问:当负载电阻Rl和Rl3k时,电路的最大不失真输出电压各为多少伏?解:由于Icq2mA,所以UceqVccIcqRc6V。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UCEQUCES_Uom石3.82VRl3k时,当输入信号增大到一定幅值,电路首先出现截止失真。故ICQRlUom-2-2.12V电路如图P2.11所示,晶体管炉100,rbb=100Q(1)求电路的Q点、A/R和Ro;若改用作200的晶体管,则Q点如何变化?(3)若电容Ce开路,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:UBQ-VCC-V

18、CC2VRb1Rb21EQUBQUBEQ1mARfReIEQIBQ-110A图P2.11UcEQVccIeQ(RcRfRe)5.7V动态分析:rbb'(126mV)TT2.73k(RRl)rbe(1)Rf7.7R%/Q/%(1)Rf3.7kRoRc5koc0=200时,UbqRb1Rb2Vcc2V(不变);IEQUBQUBEQ1mA(不变);IBQQ-5A(减小);QRfRe1UcEQVccIeQ(RcRfRe)5.7V(不变)。Ce开路时,AU(RcRl)rbe(1)(ReRf)Rc/RlReRf1.92(减小);R%/%/%(1)(ReRf)4.1k(增大);RoRc5k(不变)。

19、2.12电路如图P2.12所示,晶体管的3=80,rbe=1kQ。(1)求出Q点;(2)分别求出Rl=8和RL=3kQ时电路的A,、R和Ro。解:(1)求解QIBQVccUbeq32.3R(1)Re1EQ(1)Ibq2.61mAUCEQVccIeqR7.17V(2)求解放大倍数和输入、输出电阻:图P2.12RL=ocfl寸;A&rbe(1)ReRL=3kQ时;Rb/rbe(1(1)Re110k)(RRl)rbe(1)(Re/R)0.992Rb/rbe(1)(QRl)76k输出电阻:RoRe/Rs/Rb%,73712.13电路如图P2.13所示,晶体管的3=60,rbb'100求

20、解Q点、Au、R和Ro设Us=10mV(有效值),问Ui?,Uo若C3开路,则Ui?,Uo解:(1)Q点:BQVCCUBEQ)R31A图P2.13IcqIbq1.86mAUceQVccIeQ(RcRe)4.56VA/Ri和Ro的分析:%b,(1)弁,9521EQAu0R295rbeRoRc3kRRbrbe952设Us=10mV(有效值),则UiRUs3.2mV;UoAUUi304mVRsR若C3开路,则:Rc/RlRRb/rbe(1)Re51.3k,AL1.5ReUo|AUi14.4mVRUi-Us9.6mV,RsR改正图P2.14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

21、共(b)(c)(d)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Rg支路加-Vgg,+Vdd改为-Vdd改正电路如解图P2.14所示。(c)(d)解图P2.14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;(2)利用等效电路法求解Au、R和Ro。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IDQ1mA,Ugsq2V。如解图P2.15(a)所小。在输出特性中作直流负载线uDSVddiD(RdRs),与UGSQ2V的那条输出特性曲线的交点为Q

22、点,UDSQ3V。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gmDUDSJIDSsIDQ1mV/VUGSUGS(off),点gmRd5;RiRg1M;RoRd5k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。解:(1)求Q点:根据电路图可知,UGSQVGG3V。从转移特性查得,当Ugsq3V时的漏极电流:Idq1mA因此管压降UDSQVdDIDQRd5V。(2)求电压放大倍数:gm-7IdqIdo2mA/V,.其gmRd20UGS(th)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

23、采取哪些措施?(2)若想增大Au,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、Rs。(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、RsoNPN型、PNP型、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N沟道结型(a)图P2.18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

24、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Ro的表达式(a)(d)(a):ARirbeirbe2(12)R3(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ArR和Ro的表达式分别为:1R2/rbe2(1

25、2)R3(12)R3RoR3/rbe2R22(b):A(1小型“.)(当rbe1(11)(R2R3rbe2)rbe2RR1/rbe1(11)(R2R/rbe2);RoR4:AlR2/rbe2(12)rd2R3,rbe1R1rbe2(12)rdRRi%ei;Ro&(d):Agm(R4/R6/R7/rbe2)(力)rbe2RRR2R3;nuk一一c-基本放大电路如图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;(

26、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。(c)(d)iiii叫也(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。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A、R和R。解:在图(a)所示电路中rbe21122r3屏11;虎2225;rbe1rbe2感恳1阕2225RR1/R2/rbe11.35k;RR33k。在图(b)所示电路中恳1(Rl/rbe2)136;感2出75rbe1rbe2A4启210200R(R5R2/R3)/

27、rbe12k;RoR1k。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、R和Roo解:在图(c)所示电路中思1但爪”125;氏2-2R4133.3rbe1rbe2A南属216666.7;RR/rbe13k;RoR42k在图(e)所示电路中k1gmR2%e(1小419mR230M0网1rbe(1)R4屈急屈230;RRi10M;RoR4/rbeR2251Ubeq0.7V3.6图P3.6所示电路参数理想对称,晶体管的0均为100,rbb'100IEQ以及动态参数Ad和Ri试求Rw的滑动端在中点时T1管和T2管的发射

28、极静态电流十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|EQ分析如下:UBEQ1EQ2IeqRVeeVEEUBEQ1EQ""r回2Re20.517mA动态参数Ad和Ri分析如下:rbe%b'(126mV)5.18k1EQAdRcc98rbe(1)Rw/22rbe(1)Rw20.5k3.7电路如图P3.7所示,T1和T2两管的0均为140,rbe均为4kQ。试问:若输入直流信号U1120mV,U1210mV,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

29、电压uO分别为:9uAi5mV;2Ad175;2rbeuIdU11uI210mVUoAdUid1.75V3.8电路如图P3.8所示,Ti和T2的低频跨导gm均为10mS。试求解差模放大倍数和输入电阻。解:差模放大倍数和输入电阻分别为:AdgmRd200;R3.9试写出图P3.9所示电路Ad和Ri的近似表达式。设Tl和T2的电流放大系数分别为在和已b-e间动态电阻分别为包和62。解:Ad和Ri的近似表达式分别为2(Rc/RL)Ad-一乙;Ri2rbe1(11)rbe2rbe1(11)rbe23.10电路如图P3.10所示,TlT5的电流放大系数分别为日伊,b-e间动态电阻分别为小1蜂5,写出Au

30、、R和Ro的表达式。图P3.10图P3.11解:Au、R和®的表达式分析如下:AuiUoiiR2%e4(14)&Ui2rbe1UO24R6/rbe5(15网2U|2rbe4(14)R5UO3(15)R73二-UI3rbe5(15)R7AuUoUiAi1Au2Au3;Rrbe1rbe2;Ro&/£3.11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UCES=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U?若此时R3开路,则Uo=?若R3短路,

31、则Uo=?VccUCES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:UimaxUAm77.8mV(2)Ui=10mV,则Uo=1V(有效值)。若R3开路,则Tl和T3组成复合管,等效13,T3可能饱和,使得UO11V(直流)若第4章集成运算放大电路R3短路,则Uo11.3V(直流)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1aV以下微弱信号的量测放大器,应选用()。(4)作

32、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()。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AodridUioIIOI|B-3dBfHKcmrSR增益带宽单位dBMQmVnAnAHzdBV/VMHzAi100252006007860.5A213020.0124071200.5A3100100050.020.03860.55A41002220150966512.5解:A1为通用型运放,A2为高精度

33、型运放,A3为高阻型运放,A4为高速型运放。4.3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、|C2各为多少。图P4.3解:因为T|、T2、T3的特性均相同,且图P4.4Ube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Ici、IC2VCCUBE4UBE01001C01B3IC03Ib3Ic(1)1c3Ir当(1)3时,IC1IC2IR100A。4.4电路如图P4.4所示,Ti管的低频跨导为gm,Tl和T2管d-s间的动态电阻分别为rdsi和rds2。试求解电压放大倍数AuuO/UI的表达式。解:由于T2和

34、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:AuuOuiip(%1/辰)uigm(rds1rds2)4.5电路如图P4.5所示,Ti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。图P4.5图P4.6解:在图示电路中:iD1iD2iD3iD4;iOiD2iD4iD2iD12iD1(uI1Ui2)iD1gm-2Io(UI1UI2):电压放大倍数:AuUo(UI1U|2

35、)iO(rds2/rds4)-gm(rds2/rds4)(U|1U12)电路如图P4.6所示,具有理想的对称性。设各管0均相同。说明电路中各晶体管的作用;(2)若输入差模电压为(u|1u|2)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。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,到右边,故输出电流变化量及电路电流放大倍数分别为:Tl和T2、T3和T4分别组成的复合管将左半部分放大管的电流变化量转换io2(1)Id;2(1)电路如图P4.7所示,Tl和T2管的特性相同,所有晶

36、体管的0均相同,Rci远大于二极管的正向电阻。当uuI20V时,uO0V。(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。图P4.7图P4.8解:(1)在忽略二极管动态电阻的情况下:Au2Rc2rbelrbe3AAui入2。(2)当有共模输入电压时,Uo近似为零。由于Rcird,UciUc2,因此Ube3图P4.9选择合适的答案填入空4.8电路如图P4.8所示,Ti和T2管为超0管,电路具有理想的对称性。内。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(

37、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Tl和T2管的静态压降约为(A)。A.0.7VB,1.4VC,不可知4.9在图P4.9所示电路中,已知TlT3管的特性完全相同,3>>2;反相输入端的输入电流为iI1,同相输入端的输入电流为iI2。试问:(i)iC2?;(2)iB3?;(3)AUi解:(l)因为Tl和T2为镜像关系,且B>>2,所以:iC2iC1iI2C2CII2iB3iii认2iiiii2(3)输出电压的变化量和放大倍数分别为:UOiC3Rc3iB3RcAuiuo/(hii|2)uo/Ib33Rc比较图P4.10所示

38、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)解:在图(a)所示电H中,D|对T2起过流保护。当T2导通时,图P4.10D2使T2、T3微导通,可消除交越失真。R为电流采样电阻,D3Ud3Ube2ioRUdi,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起过流保护,原因与上述相同。在图(b)所示电H中,T4、T5使T2、T3微导通,可消除交越失真。R2为电流采样电阻,T6对T2起过流保护。当T2导通时,uBE6iOR2,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

39、启电压使T6导通,为T2基极分流。T7对T3起过流保护,原因与上述相同。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:100aA电流源的作用;(2)T4的工作区域(截止、放大、饱和);50aA电流源的作用;T5与R的作用。图4.11图P4.12解:(1)为Ti提供静态集电极电流、为T2提供基极电流,并作为Ti的有源负载。T4截止。因为:Ub4UC1UOUrUb2Ub3,uE4U。,:uB4UE4°50aA电流源为T3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,T5更多地为T3的基极分

40、流。电路如图P4.12所示,试说明各晶体管的作用。解:Ti为共射放大电路的放大管;T2和T3组成互补输出级;T4、T5、R2组成偏置电路,用于消除交越失真。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,哪个是反相输入端;(2)T3与T4的作用;(3)电流源13的作用;(4)D2与D3的作用。o-图P4.13解:(1)U|1为反相输入端,U|2为同相输入端。(2)为TI和T2管的有源负载,将TI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T6设置静态电流,且为T6的集电极有源负载,增大共射放大电

41、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)T19、T20和R8组成的电路的作用是什么?图P4.14解:(1)由T10、T11、T9、T8、T12、T13、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;T14T16构成共集-共射-共集电路;T23、T24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UB23UB24UBE20UBE19UB23UB24UBE20UBE19使T23、

42、T24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,Rirbeo填空:除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(RsRb/rbe)C1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%七/(联,Rb/Rs)C(),C将(),fH将()图P5.1图P5.25.2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

43、放大电路或基本共源放大电路。点1032f(1k)(1j存)3.2jf(1jf)(1j-fr)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。20国-20dBf卜借顿4030201001010w1J0rW1011010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。故电路照的表达式为:&10010f2点110f-f厂(1)(1-0)(1j5)(1jf)(1j)(1j5)jfjf2.51010105.4已知某电路的幅频特性如图P5.4所示,试问:(1)该电路的耦合方式;

44、(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;(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;5.5试求解:(3)当f=104Hz时,当f=105Hz时,(4)该电路的庭(1已知某电路电压放大倍数:感m45090o103,f104)3(1135°;270°。10jf,而"jw5)(2)画出波特图。1.1,35.2kHz解:(1)变换电压放大倍数的表达式,求出鹿、fL和fH。.冷f(1&

45、amp;(1jf5)100jf10(1jf)(1j-fs)10105.虑m100;fL10Hz;fH105HZo(2)波特图如解图P5.5所示。解图P5.5解图P5.65.6已知两级共射放大电路的电压放大倍数200jf点m?(1j7)(1j104)(1j2.5105)fL?fH?(2)画出波特图。解:(1)变换电压放大倍数的表达式,求出高m、fL和fH。3.f10j5(1jf)(1jg(1jJ)5102.510Am103;fL5Hz;fH104Hz波特图如解图P5.6所示。电路如图P5,7所示。已知:晶体管的0、rbb'、C均相等,所有电容的容量均相等,静态时所有电路中晶体管的发射极电

46、流Ieq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)在图P5.7(b)所示电路中,若要求Ci与C2所在回路的时间常数相等,且已知rbe=lkQ,则C1:C2=?若Ci与C2所在回路的时I常数均为25ms,则Ci、C2各为多少?下限频率fL=?解:(1)求解C1:C2因为C1(RsRi)C2(RcRL)将电阻值代入上式,求出:C1:C25:1。(2)求解C1、C2的容量和下限频率C112.5F;C22.5FRsRRcRl_fL1fL26.4Hz;fL1.172fL

47、i10Hz5.9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Asm、fH和fL各产生什么变化(是增大、减小、还是基本不变)?为什么?解:Asm将减小。因为在同样幅值的L&作用下,|令将减小,|年随之减小,的必然减小。fL减小。因为少了一个影响低频特性的电容。'.,fH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5.10电路如图P5.10所示,已知CgsCgd5pF,gm5mS,C1C2Cs10Fo试求fH、fL各约为多少,并写出Ais的表达式。fH增大图P5.10解:fH、fL和A1s的表

48、达式分析如下:Asmz-R1(gmRL)gmRL12.4fL2RsCs16HzRiRsCgsCgs(1gmRL)Cgd72pF11fH1.1MHz2(Rg/Rs)Cgs2RsCgs12.4jf16(1jf)(1j161.15.11在图5.4.7(a)所示电路中,已知Rg2M,RdR10k,C10F;场效应管的CgsCgd4pF,gm4mS。试画出电路的波特图,并标出有关数据。解:AmgmR;20,20lg鹿m26dB一'_CgsCgs(1gmRL)Cgd88pF.1fL0.796Hz2(RdRl)CfH904HzRgCgs其波特图参考解图P5.5。已知一个两级放大电路各级电压放大倍数分

49、别为:25jf.&Ul2jfff'AufL和fH分别为:l&ff(1j)(1j5)52(1j)(1j5)410550105(1)写出该放大电路的电压放大倍数的表达式;求出该电路的八和fH各约为多少;画出该电路的波特图。解:(1)电压放大倍数的表达式:A瓯AU250f2fffl(1jf)(150)(1/fL50Hz;11储1.1.2105解图P5.12fH64.3kHz(3)根据电压放大倍数的表达式可知,中频电压放大倍数为104,增益为80dBo波特图如解图P5.12所示。电路如图P5.13所示。试定性分析下列问题,并简述理由。哪一个电容决定电路的下限频率;(2)若TI和

50、T2静态时发射极电流相等,且rbb'和C相等,则哪一级的上限频率低。图P5.13解:(1)决定电路下限频率的是Ce,因为它所在回路的等效电阻最小。(2)因为R2R3R4R1/Rs,C2所在回路的时常数大于C1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,若片100,rbe=1kQ,Ci=C2=Ce=100F,则下限频率fL=?解:由于所有电容容量相同,而Ce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。Re/rbeRs/Rb1rbeRs201180Hz2RCe补充2在图P5.7(d)所示电路中,已知晶体管的rbb'100rbe1k静态电流Ieq2mA,C800pF,尺2k,Rb500k,Rc3.3k,C10F。试分别求出电路的fH和fL,并画出波特图。解:(1)求解fL:fL2(RsR)C215.3Hz(Rsrbe)C(2)求解fH和中频电压放大倍数:rb'erbe%,b0.9kfH2rbe/(rbbRb/Rs)C2rb,e/(rbb,Rs)C316kHzgmIEQ-Q-77mA/VUtA

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