电子电路与系统基础上

1、电子电路电子电路与系统基础习题课第十讲1、第八周作业讲解2、CMOS反相器李国清华大学电子工程习题课第十讲大第七周作业（第8题）讲解习题课第十讲大第七周作业（第8题）讲解第八周作业讲解CMOS反相器2线性阻性网络典型应用二端口网络连接关系分第7作业RiRv2v并串fR1v同相电压放大器反馈网络输出点和放大网络输入点不同：串反馈网络线性阻性网络典型应用二端口网络连接关系分第7作业RiRv2v并串fR1v同相电压放大器反馈网络输出点和放大网络输入点不同：串反馈网络输入点和放大网络输出点相同：并串并连接h3并并连接并并连接y反相电压放大电路vi并并反馈网络输出点和放大网络输入点相同：并反馈商量输入点

2、和放大网络输出点相同：并i4并并连接并并连接y反相电压放大电路vi并并反馈网络输出点和放大网络输入点相同：并反馈商量输入点和放大网络输出点相同：并i4串串连接z相加iA vv0 evRLvv串串v反馈网络输出点和放大网络输入点不同：串反馈网络输入点和放大网络输出点不同：串5串串连接z相加iA vv0 evRLvv串串v反馈网络输出点和放大网络输入点不同：串反馈网络输入点和放大网络输出点不同：串5并串连接g相加iiRinRLL串并R1i反馈网络输出点和放大网络输入点相同：并反馈网络输入点和放大网络输出点不同：串6并串连接g相加iiRinRLL串并R1i反馈网络输出点和放大网络输入点相同：并反馈网

3、络输入点和放大网络输出点不同：串6二端口网络连接（选作作业确认并二端口网络连接（选作作业确认并画出两个二端口网络的连接关系获得两个二端口网络的合适参量，根据网络连接关系求总网络参量串串连接z相加，则求z参量，再求逆，考察Av0时，四种连接关系接近哪种理想受控源？ 串串连接z相加，z求逆获得y，考察是否接近理想 7以并串连接为例：反馈网络iiRinRLL串并R1反馈输出点和放大输入点相同：并联反馈输入点和放大输出点不同：串8以并串连接为例：反馈网络iiRinRLL串并R1反馈输出点和放大输入点相同：并联反馈输入点和放大输出点不同：串8g12v1g并串连接g相加v i g 222 2 10R R1

4、RgF g122o ARout RRR2 121RvA Lv0 i2=-串并R1 9g12v1g并串连接g相加v i g 222 2 10R R1RgF g122o ARout RRR2 121RvA Lv0 i2=-串并R1 9Rout+i2= -并i =-G0inggR AFAFR12out R1 |R2G10 R 2 12 R |1开环电流放大器理想电流反馈网络检测输出电流，形成反馈电流，稳定输出电流Rout+i2= -并i =-G0inggR AFAFR12out R1 |R2G10 R 2 12 R |1开环电流放大器理想电流反馈网络检测输出电流，形成反馈电流，稳定输出电流Rout+

5、i网络并串负反馈放大网络Ri2=-1并串连接g相加：开环放大与理想反馈开环放大开环放大：电压放大器模型i2=-g2理想电流反馈网络开环放大：电流放大器模型Rout+i网络并串负反馈放大网络Ri2=-1并串连接g相加：开环放大与理想反馈开环放大开环放大：电压放大器模型i2=-g2理想电流反馈网络开环放大：电流放大器模型开环放大与理想反馈1G0inggR AFAFR12out R1 |R2 1g0 0in R 12Aiorout0 R1 |R2 开环放大与理想反馈1G0inggR AFAFR12out R1 |R2 1g0 0in R 12Aiorout0 R1 |R2 1 g000gR 12gr

6、rrout 0out Av0 R1 |R2in v1r R 运算放大器输出电阻几乎完全由反馈in121hA r gout RRv 12rout R1 |R2 R1 | 0 Aio Avringout Av0ringout F ioi并串负反馈：流控流源0 gin闭环放大器的输入环的1/(1+T)倍，闭环串联而增大为开环的（1+T）倍，更igggrr0out in r0inh 理想流控流源gT Fout iogFrF1inii并串负反馈：流控流源0 gin闭环放大器的输入环的1/(1+T)倍，闭环串联而增大为开环的（1+T）倍，更igggrr0out in r0inh 理想流控流源gT Fout

7、 iogFrF1iniih1F grrgrgginin in in F 0rini11r单向化条件 1 h 11 Aio1 Aio ifrrAvr R1R 数值12R Avrin121F iR 12R1 T Ai0Fi 222R2R1R 数值12R Avrin121F iR 12R1 T Ai0Fi 222R21R2 222223900 Rr19.999955101 R21R1FirinA1自行确认满足单向化条件四种负反馈连接，四种理想受控iF并并负反馈串串负反馈vO线性电反馈网iF串并负反馈并串负反馈四种负反馈连接，四种理想受控iF并并负反馈串串负反馈vO线性电反馈网iF串并负反馈并串负反馈

8、反馈网络反馈网络反馈网络非线性电路分段线性化分析第8作业1：直流电阻和交流电阻假设某二极管伏安特性在很大范围非线性电路分段线性化分析第8作业1：直流电阻和交流电阻假设某二极管伏安特性在很大范围内都满足指数律关系该二极管的反向饱和电流IS0为给出直流电流为0.1mA，1mA，10mA时对应的直流电压，以及该直流工作点上的直流电阻和微分电阻分析直流电阻和微分电阻的变化规律eS0D1eiIe1DS0DSqv10ISiD DTIS非线性电阻的特征：电阻阻值和工作点有关DvI eiIe1DS0DSqv10ISiD DTIS非线性电阻的特征：电阻阻值和工作点有关DvI S0 ev TiD ISdDvrd

9、ID微分电阻很小，小信号的电压波动导致较大的电流波动VD R二极管导通恒压源模型，但二极管本质是耗能的非线性电阻dIIDD1iO fvD 交直流分析eS0DvD VD0 iD ID0 fvD 交直流分析eS0DvD VD0 iD ID0 Taylor展开 fvD fvac fVD0 f VD fVD0 fVD0 ID0高阶项影响可忽略不计很 frd fVD0ID0直流分析：非线性分析只要交流信号足够小 f交流小信号线性分析rd直流非线性分析和交流小信号线性分析可以分开分别进行微分电阻vDifferential 微分电Incremental 增量电Dynamic动态电SmallSignal rd

10、微分电阻vDifferential 微分电Incremental 增量电Dynamic动态电SmallSignal rdDi I0 vV0vV0 rd iI0 iactvV0vactV0rdiactvact动态电rdiO交直流功率fivDDrdPD pD vDiD VD0 vac交直流功率fivDDrdPD pD vDiD VD0 vacID0iacVD0ID0VD0ID0VD0ID0vacID0 VD0iac vacID0 VD0iac PDC ri I2 I于表述交流压流的线性转换关系Ir直流电阻可用于表述直流功率大小，在分析中具有重要的地位作业2：二极管一阶模型的应用采用一阶模型，分析如

11、下电路，给出输出电阻上的电压D100sintmV 作业2：二极管一阶模型的应用采用一阶模型，分析如下电路，给出输出电阻上的电压D100sintmV vVRL LLiDRL vvS 100sintmV电压在1.9V-2.1V之间波动，二极管均导通第一步，确认二极管的导通、截止状态！第二步，用折线模型替代iDRL vvS 100sintmV电压在1.9V-2.1V之间波动，二极管均导通第一步，确认二极管的导通、截止状态！第二步，用折线模型替代VL V0 VD0 1300 100sintmV VL0 vLtvSV0 L0.7V拓展分析：交直流分析DvD V0 vstVL0 vltV vt拓展分析：交

12、直流分析DvD V0 vstVL0 vltV vtvt0slVD0 vd t假设vd(t)足够 vd tffv t fi DDd0drdI0 fVD0tvd tidrdDf 直流分ISTffL0 fI0 RL V000V 0.7 20IV0 vT 0I00I IISS TIV 0I SI0IV0 0 Df 直流分ISTffL0 fI0 RL V000V 0.7 20IV0 vT 0I00I IISS TIV 0I SI0IV0 0 IS I夫vT 0ISIV0 vT 0IS I0V VRLD交流分 V0 VL0 vstvltVD0 vd tD交流分 V0 VL0 vstvltVD0 vd tv

13、d tvstvl tidtdIrrddvtv t100sint 98.06sintmV ls500LdvLtVL0 vl t131698sintmVvL t1300100sintmV 分而误差小于欢分二极管小信号分析当二极管电流在mA量级时，微分电阻101量级，和 k量级负载电阻相比，一般可以忽略不计，此时二极管小信号电阻可抽象为0二极管小信号分析当二极管电流在mA量级时，微分电阻101量级，和 k量级负载电阻相比，一般可以忽略不计，此时二极管小信号电阻可抽象为0，二极管模型直接采用 0.7V恒压源模型进行交直流分析即可 dI当二极管电流在量级时，微分电阻在量级，和量级负载电阻相比，其影响不能

14、忽略不计，此时加流小信号分析中必须将二极管微分电阻考虑在内如BJT的BE结微分电阻rbe，小信号模型中一般都需要考虑在内如图所示为二极管开关控制的信号传输电路，这里假设电容对直流信号是开路的，对交流小信号是短路的，分别求出控制电时的输出电压 如图所示为二极管开关控制的信号传输电路，这里假设电容对直流信号是开路的，对交流小信号是短路的，分别求出控制电时的输出电压 作业3：二极管开关DCRC 0V0 100sintmV 叠加定理不适用于非线性电路，直流分析是非线性分析交流小信号在直流基础上起作用，是线性分析DC极RS RC vS0V0 100sintmV DDCC首RRCCvRvSLSCV0 VC

15、 100sintmV 100sintmV vvSSDC极RS RC vS0V0 100sintmV DDCC首RRCCvRvSLSCV0 VC 100sintmV 100sintmV vvSSDC极采R源SR控C极流流微分 负载线VC压使DCCD100sintmVV0 电子电路与系统基直流分析 50sintmV50sintmV50sintmVDC极采R源SR控C极流流微分 负载线VC压使DCCD100sintmVV0 电子电路与系统基直流分析 50sintmV50sintmV50sintmVDCR控C线路压使DDCCV0 VC DCR控C线路压使DDCCV0 VC DC输入输出vS 100si

16、ntmVRCVC0StCt的态这误实从：容流应成L 容 象t的应频分DC输入输出vS 100sintmVRCVC0StCt的态这误实从：容流应成L 容 象t的应频分不分态作业4：二极管数字门电路我们将大于3V的电压视为逻辑状态1，将小于2V的电压视为逻辑状态2-3V的电压不定义其逻辑状态D1DD3作业4：二极管数字门电路我们将大于3V的电压视为逻辑状态1，将小于2V的电压视为逻辑状态2-3V的电压不定义其逻辑状态D1DD3与门：and 其中逻辑1用同意一词表述，逻辑0用不同意一词表述（3）回答：联合国安理会一票否决制采用的是与运算还是或运算？D D312或门：or二极管：一阶模型0000050

17、150105511与门D3 D2与门：and 两个都同意方可通过D3 D1 或门：or有一个同意即可通过0000000501150101551与门D3 D2与门：and 两个都同意方可通过D3 D1 或门：or有一个同意即可通过00000005011501015511100000050105010055111转移特作业中，普通PN结二极管均用一阶模型：开关+0.7V偏作业画出如图所示电路的电压转移特性曲线DD转移特作业中，普通PN结二极管均用一阶模型：开关+0.7V偏作业画出如图所示电路的电压转移特性曲线DD二极管模型串接负载很小时，戴维南源内阻才会被考虑在内应用很少vD iDDRBO（a）（

18、b）正偏戴维南源模型多采用此模型多采用此模型vD 二极管模型串接负载很小时，戴维南源内阻才会被考虑在内应用很少vD iDDRBO（a）（b）正偏戴维南源模型多采用此模型多采用此模型vD iD vDDDOO（c）正偏恒压源模型（d）理想整流模型正O二极管分段折线正偏导通，反偏截DiD 分界判断D假设D正偏导通，则 50.7V 0iiDRV二极管分段折线正偏导通，反偏截DiD 分界判断D假设D正偏导通，则 50.7V 0iiDRVVioD反偏截止区二极管分段折线正偏导通，反偏截DVViD oi分界判断假设D正偏导通，则 30.7V 0iiDRDVo二极管分段折线正偏导通，反偏截DVViD oi分界

19、判断假设D正偏导通，则 30.7V 0iiDRDVoD反偏截止区D正偏导通区Vi二极管稳压器作业一个齐纳稳压电路，输入电压在V2V之间变动，齐纳二极管为1N73A，负载电阻L要求负载电流为6m- 2m才能正常工作，限流电阻的取值范围是多少？齐纳二极管采二极管稳压器作业一个齐纳稳压电路，输入电压在V2V之间变动，齐纳二极管为1N73A，负载电阻L要求负载电流为6m- 2m才能正常工作，限流电阻的取值范围是多少？齐纳二极管采用理想电压源模型，反向击穿假设为5.1V恒压当输入电压、限流电阻、负载电流都取中间值时，求所有元件上释放或消耗的功率大小I =1-z0 VS 620mA 178 184LLRS

20、20mAI =1-z0 VS 620mA 178 184LLRS20mA5981 16205.1 16 205.1545VS S8 8 RRSS81RS 81RS RS 功RSPV PR PD V RSSSL：源P 66.3 LVS 18S0.043A 效看81RS 81RS RS 功RSPV PR PD V RSSSL：源P 66.3 LVS 18S0.043A 效看极I 4313IRSL量PV VS18V 43mA 源源S I 43mA2 300 PD VZIZ 5.1V30mA纳极P V 5.1V13mAL限幅器作业分析说明图示电路为什么有这样的输出电压波形？限幅器作业分析说明图示电路为

21、什么有这样的输出电压波形？稳I I12V2I2串联：相同电稳I I12V2I2串联：相同电流下电压相加II分VVVZV I II分VVVZV I I 恒压开I VZ 0.7V 恒压ZDvStVp cos2tv tSLScosDvStVp cos2tv tSLScosp0RLLS图解法理IVZ VVZ 00路ZZt图解法理IVZ VVZ 00路ZZtVZ V ZtVZ -V -Z0tttI I VZ VZ 0tttI I VZ VZ I VZ 0.7vTH vTH tvStVp cosVZ VZ vStVp cosVZ VZ ；入弦输入输出转移特性曲线VZ RLOV 0.7RL DZ输入输出转移

22、特性曲线VZ RLOV 0.7RL DZ2V Z这个范围，则切顶（饱和）二、CMOS反相器理论课讨论了NMOS，作业做过PMOS，两者配合就是例二、CMOS反相器理论课讨论了NMOS，作业做过PMOS，两者配合就是例用分段折线电路模型分析反相特CMOS反相器图解直观理解ONMOS伏安特性曲PMOS伏安特性vSG, 输入端口并联，同受vIN激励输出端CMOS反相器图解直观理解ONMOS伏安特性曲PMOS伏安特性vSG, 输入端口并联，同受vIN激励输出端口并联，输出开路，对接关系OvSD, PMOS伏安特性曲线（反褶，平移vvv-x 1nMO.52.6V0vv-x 1nMO.52.6V012vv

23、x v v 反相特1曲00123 3V21V0V0123 Vout=Vin- x v v 反相特1曲00123 3V21V0V0123 Vout=Vin- 分段折线电路模型分析：区：NMOS截止，PMOS欧姆导vx TH v 1 分段折线电路模型分析：区：NMOS截止，PMOS欧姆导vx TH v 1 013分段折线电路模型分析：区：NMOS恒流导通，PMOS欧姆导12 SG1Mv2V x Ivr D01 TH 分段折线电路模型分析：区：NMOS恒流导通，PMOS欧姆导12 SG1Mv2V x Ivr D01 TH 1n2p v 013分段折线电路模型分析：区分界区：NMOS恒流导通，PMOS欧姆导区：NMOS恒流导通，PMOS恒流导 THVDD VDD vrn2p D01 vvOUT vIN0 1.5V0.7V vOUT下降到?V，PMOS脱离欧姆区，进入恒流区：两个恒流必须相等 vI分段折线电路模型分析：区分界区：NMOS恒流导通，PMOS欧姆导区：NMOS恒流导通，PMOS恒流导 THVDD VDD vrn2p D01 vvOUT vIN0