模拟电路第十章-综合测试题及参考答案

PAGEPAGE291第10章综合测试题及参考答案10.1综合测试题一1、（30分，每空2分）（1）硅半导体三极管三个电极相对于“地”的电压如图10.1.1所示，由此可判断该管的工作状态为图10.1.2图10.1.2－4－2－4－2iD/mA0vGS/VT－6.2V－9V－6V图图10.1.1（2）图10.1.2所示为某MOSFET的转移特性，试判断该管属于何种导电沟道？增强型管还是耗尽型管？并确定开启电压VT或夹断电压VP的值。（3）某放大电路在负载开路时的输出电压为6V，当接入2kΩ负载电阻后，输出电压降为4V，这表明该放大电路的输出电阻为。（4）设图10.1.3所示电路中硅稳压管DZ1和DZ2的稳定电压分别为5V和8V，正向压降均为0.7V，则电路的输出电压VO=图10.1.4图10.1.4+VO－+VI－R15kΩ7805R2321+12V－+VO－DZ1DZ21kΩ图图10.1.3（5）由三端集成稳压器W7805组成的电路如图10.1.4所示，当R2=5kΩ时，电路的输出电压VO=。（6）设计一个输出功率为20W的扩音机电路，若用乙类OCL互补对称功放电路，则应选PCM至少为W的功率管两个。（2分）（7）当电路的闭环增益为40dB时，基本放大器的增益变化10%，反馈放大器的闭环增益相应变化1%，则此时电路的开环增益为dB。（8）图10.1.5所示电路中，T1、T2、T3管特性相同，VBE1=VBE2=VBE3=0.7V，β1=β2=β3且很大，试确定IREF=，IC2=，V1－V2=。RB2RB2RCC1RERB1RL+VCCC2+vo－+vi－图10.1.6T3IREF+15VV2T2T1R110kΩV1R25kΩIC2图图10.1.5（9）放大电路如图10.1.6所示，若将一个6800pF的电容错接在b、c极之间，则其中频电压增益的绝对值│Avm│将，fL将，fH将。2、（12分）放大电路如图10.1.7所示。设各电容均足够大，三极管的参数β1，β2，rbe1，rbe2，rce2已知，并且VBE=（1）指出T1，T2各起什么作用？（2）估算静态工作点电流ICQ1。（3）写出中频时电压放大倍数Av，输入电阻Ri和输出电阻Ro的表达式。3、（8分）判断图10.1.8所示电路中级间交流反馈的极性和组态。如是负反馈，则计算在深度负反馈下的反馈系数和闭环电压增益Avf=Vo/Vi，设各三极管的参数β，rRR350ΩVBBRoRiR112kΩ+vi－R52kΩR422kΩC2C1R2200ΩT2RL+vo－+VCCT1+12VCC3+vo－R8+vi－C2C1C5C4R3R2R4R1T2T3R7R6R5+VCCT1图10.1.图10.1.8反馈放大器图10.1.7放大器电路4、（10分）在图10.1.9所示的放大电路中，已知三极管的参数如下：β=100，VBE=0.7V，rbe1=rbe2=43.7kΩ，稳压管DZ的稳压值VZvvoAv= vi1－vi2（1）电压放大倍数的值；（2）运算放大器A的共模输入电压VIC的值；共模输出电压VOC的值。5、（8分）一种增益可调的差动放大电路如图10.1.10所示，设AR2R2R2R2/kR2vi2R1R1vi1R2vo_+∞A图10.1.9放大电路vi2vi1Rf=1MΩT2T1DZRB6.6kΩRB6.6kΩRB31kΩRE350kΩ－15VRP1MΩRC100kΩT3+15Vvo_+∞ARC100kΩ图图10.1.10运算放大器电路6、（8分）由理想运放组成的电路如图10.1.11所示，设vi=VMcosωt，β＞＞1，试求输出电流ioR2R21kΩR11kΩR71kΩR51kΩR61kΩRtR2.86kΩR3=10kΩVo+VCC+15V_+∞A1_+∞A3_+∞A2R410kΩVR1ioviR2T6T5T4T3T2T15R+VCC_+∞AR5RR－VEE图10.1.11运算放大器电路图图10.1.12测温电路7、（12分）图10.1.12所示是用热敏电阻Rt作检测元件的测温电路。设Rt每度变化1Ω，在0oC时Rt=1kΩ，三极管的β＞＞1，VBE=0.7V（1）试问电压计的表头每伏对应几度？（2）设集成运放的A1，A2共模抑制比为无穷大，A3的共模抑制比KCMR=100dB，试估算由此引进的测量误差是多少度？8、（12分）锯齿波发生器如图10.1.13所示。设图中A1，A2为理想运放（1）画出vo1，vo2的波形，要求时间坐标对应，标明电压幅值；（2）求锯齿波的周期T（回程时间不计）；（3）如何调节锯齿波频率。图图10.1.13锯齿波发生器R1vo1R310kΩDR4100ΩVR3VR510kΩ±6VR210kΩvo2_+∞A1_+∞A2C=1μFVT－1V参考答案1、（1）放大（2）P沟道增强型VGS(th)=－4V（3）1kΩ（4）5V（5）10V（6）4（7）60（8）1.43mA1.43mA7.85V（9）不变不变减小2、（1）T1管组成共集电极放大电路起电流放大作用。T2和R4，R5，R3构成恒流源电路，做T1管的射极恒流源，起深度负反馈作用。（2）ICQ1≈IEQ1=ICQ2≈IEQ2=6mAβ2β2R3RL′=RL∥rce21+R3+rbe2+(R4∥R5)(1+β1)RL′Av= R1+rbe1+(1+β1)RL′（3）其中RR1+rbe1Ro=rce2∥1+β1Ri=R1+rbe1+(1+β1)RL′3、从输出端反馈到输入端的反馈网络由T2，R3组成，构成的是电压串联负反馈。VVo11rbeAvf=≈== ViFvVf/VoβR3vo2/V6t－6T10t12vo1/V04、（vo2/V6t－6T10t12vo1/V0（2）VIC=9VVOC=02(1+k)R2vo=(vi2－vi1) R15、VMio=－cosωt 5R16、7、（1）20oC（2）1%oC8、（1）如图10.1.14VmT=T1=－R5C=120ms VT图10.1.图10.1.14（3）可调节偏移支路VT、R5的参数，也可以调整R2、R3的大小。10.2综合测试题二1、（40分，每空2分，只填写答案的字母标号）选择填空（1）共模抑制比KCMR是之比（a.差模输入信号与共模输入信号；b.输出量中差模成分与共模成分；c.差模放大倍数与共模放大倍数（绝对值）；d.交流放大倍数与直流放大倍数（绝对值））。KCMR越大，表明电路（a.放大倍数越稳定；b.交流放大倍数越大；c.抑制温漂能力越强；d.输入信号中差模成分越大）。（2）在放大电路中，为了稳定静态工作点，可以引入；若要稳定放大倍数，应入；某些场合为了提高放大倍数，可适当引入；希望展宽频带，可以引入；如要改变输入或输出电阻，可以引入；为了抑制温漂，可以引入。（a.直流负反馈；b.交流负反馈；c.交流正反馈；d.直流负反馈和交流负反馈）（3）比例运算电路的输入电流基本上等于流过反馈电阻上的电流，而比例运算电路的输入电流几乎等于零。（a.同相；b.反相）反相比例放大电路的输入电阻较，同相比例放大电路的输入电阻较。（a.高；b.低）在进行反相比例放大时，集成运放两个输入端的共模信号VIC≈；若同相输入端接VI，则由集成运放组成的比例放大电路的共模信号VIC≈。（4）一个实际的正弦波振荡电路绝大多数属于（a.负反馈；b.正反馈）电路，它主要由（a.放大电路和反馈网络；b.放大电路、反馈网络和稳频网络；c.放大电路、反馈网络和选频网络）组成。为了保证振荡幅值稳定且波形好，常常还需要（a.屏蔽；b.延迟；c.稳幅；d.微调）环节。5、多级放大电路放大倍数的波特图是（a.各级波特图的叠加；b.各级波特图的乘积；c.各级波特图中通频带最窄者）。具有相同参数的两级放大电路在组成它的各个单管的截止频率处，幅值下降（a.3dB；b.6dB；c.20dB），直接耦合式多级放大电路与阻容耦合式（或变压器耦合式）多级放大电路相比，低频响应（a.差；b.好；c.差不多）。2、（60分，应有必要的运算过程）计算题voAvd= vi1－vi2（1）（15分）某差动放大电如图10.2.1所示，已知RB=300kΩ，RC=10kΩ，Rs=20kΩ，Ro=10kΩ，+VCC=+12V，－VEE=－12V，voAvd= vi1－vi2①T1、T2的静态工作点；②差模电压放大倍数－－VEE+vi2－+vi1－RW+vo－T2T1RoRBRC+VCCRCRBRsRs图10.2.1差分放大器电路（2）（20分）设图10.2+2V+2V－VO2_+∞A20kΩ10kΩ（b）+2V－VO1_+∞A20kΩ10kΩ（（a）1010kΩ+1V－+2V－VO4_+∞A20kΩ+2V－VO3_+∞A20kΩ（（d）（（c）图图10.2.2运算放大器电路（3）（5分）某负反馈放大电路，其A=104，反馈系数kf=0.01，如果由于参数变化（受环境温度影响）时A变化了±10%（即A可能低到9000或高到11000），求Af的相对变化量为多少？（4）（10分）有一个由三级同样的放大电路组成的多级放大电路，为保证总的上限频率为0.5MHz，下限频率为100Hz，问每级单独的上限频率、下限频率应当是多少？（5）（10分）有一个两级共射放大电路，每一级的上限截止频率都是2MHz，下限截止频率都是50Hz，若将f=1kHz的理想方波电压加到输入端上，求输出电压的上升时间和倾斜率。参考答案1、（40分）（1）cc（2）abcbbd（3）baba0VI（4）bcc（5）abb2、（60分）（1）（15分）①ICQ1=ICQ2≈0.6mA②Avd≈－22（2）（20分）VO1=6VVO2=6VVO3=2VVO4=4V（3）（5分）±0.099%（4）（10分）fH1=fH2=fH3≈1MHzfL1=fL2=fL3≈50Hz（5）（10分）tr≈0.27μsδ≈4.88%10.3综合测试题三1、（44分，每空2分）填空（1）双极型晶体管iC与vBE的关系式为；相应的因果关系vBE与iC的关系式为。（2）结型和耗尽型MOS管的iD与vGS的关系式为iD=；（3）晶体管和场效应管的跨导gm的定义分别为gm(BJT)=；gm(FET)=。在同样的电流条件下，晶体管的跨导比场效应管的跨导。因为晶体管的iC与vBE成关系，而场效应管的iD与vGS成关系。（4）运算放大器的主要指标有Av、KCMR、Ri、VIO、IIO、IB、BWG、SR等。如果信号的频率很宽或变化速度很快，在选择运算放大器的型号时，应特别注意运放的、两个指标。而当信号是频率较低、变化缓慢和十分微弱的电流时，应特别注意运放的、两个指标。（5）由晶体管和MOS管组成的电流源电路分别如图10.3.1（a）、（((W/L)2(W/L)1R2=；“宽长比”之比A==。（（a）R2R11kΩT2T1IR=1mAI0=0.25mA（（b）T1T2I0=0.25mAIR=1mA图图10.3.1电流源电路（6）功率放大电路如图10.3.2所示，设T1和T2的特性完全对称，vi为正弦电压，VCC=10V，RL=16Ω。试完成下列各题：①该电路属于OTL还是OCL？②负载上获得的最大输出功率Pom=；③静态时，电容C2两端的电压是多少？；④动态时，若输出波形产生交越失真，应调整哪一个电阻？如何调？。TT2图10.3.2功率放大电路R2+vo－+vi－+VCCC2RLR1T1C1R3RW2R2R2R22ICVCCR1β==IBVORCD1D2DD4RL+D1～220VCv2D2D3+VO－图图10.3.3整流滤波电路（7）整流滤波电路如图10.3.3所示。设图中变压器副边电压的有效值足RLC＞＞（3～5）T/2。输出电压的平均值VO=，接入滤波电容C后与未接C时相比较，输出直流电压是增大还是减小？整流管的导通角是增大还是减小？2、（26分）一个在有噪声和干扰的背景下，利用相关检测原理来检测“压力”的框图如图10.3.激激励源Vo压力传感器放大器相关器(相乘器)低通滤波器整形移相器(延时器)图图10.3.4“压力”检测电路原理框图（1）（4分）若图10.3.4中压力传感器的激励源由正弦波振荡器和功率放大器组成，其电路如图10.3.5所示。若振荡器的输出峰峰值VPP=2V，那么要求功放输出vo的最大峰峰值VOPP=12V，试确定电阻（2）（6分）若图10.3.4中压力放大器电路如图10.3vvo1Av2==？ vi1－vi2①A2组成何种功能的电路？其增益vvoAv3= vo1②A3组成何种功能的电路？其最大增益和最小增益各为多少？R3R3R7R8R9R4R6R5vovi2vi1321S(开关)R3R4_+∞A2_+∞A34图10.3.6放大器电路R1=1kΩ100ΩR210μF－15V+15VT1100kΩvo_+∞A1T2振荡器图10.3.5压力传感器的激励源（3）（8分）若图10.3.4中移相器电路如图10.3.7所示，试推导其传输函数A(jR10R10viRR10vo_+∞A4CA(ω)0ωφ(ω)0ω图图10.3.7移相器电路（4）（8分）图10.3.4中相关器电路如图10.3.8（器电路，试分析：①当场效应管开关T3的VG为高电平时（T3导通时），电路的增益Av为多少？②当场效应管T3截止时（VG＜VGS(off)），电路的增益Av为多少？③分别画出如图10.3.8（b）、（平均值。10k（10k（b）VGS(off)voVGvi0t0t0tVGS(off)（c）voVGvi0t0t0t20k20k10kvivo_+∞A5低通VGT3（（a）图图10.3.8相敏检测器电路3、（8分）反馈放大器电路如图10.3（1）判断该电路属于何种反馈类型的电路？vvoAvf==? vi（2）估算闭环增益（3）输入电阻Ri=？10μ10μFT1R51kR6180R31.5MR243k+R42k200μFR147k+VCCT2+vo－+vi－图10.3.9反馈放大器RB=1kvoT2RC2k+15VIo=2mA+vi－T1RB1kRC2k－15VCLβ=100图图10.3.10差分放大器4、（10分）差分放大器电路如图10.3（1）输出端的直流电平VOQ=？vvoAv==? vi（2）放大倍数500kΩR47kΩR4500kΩC330pFR500kΩR47kΩR4500kΩC330pFR47kΩR147kΩ∞AC330pFR5DvoC10.1μFTYabR222kΩR31kΩ5、（12分）一正弦波振荡电路如图10.3.11所示，设运放是理想器件，试问：（1）为满足相位平衡，图中运放A的a、b两个输入端中哪个是同相端，哪个是反相端？（2）电路的振荡频率f0是多少？（3）电路中R4、D、C1和T的作用是什么？（4）假设vo幅值减小，电路是如何自动稳幅的？图图10.3.11正弦波振荡电路参考答案iCiCvBE=VTlnISiC=ISevBEVT1、（1）vGSivGSiD=IDSS(1－)2VGS(off)（2）iiCgm(BJT)=vBEQiDgm(FET)=vGSQ（3）大指数平方律。（4）BWGSRRiIIO（5）R2=4kΩA=1/4（6）①OTL②Pom≈0.78W③5V④R2调大（7）12V增大减小RR2Avf=1+=6 R12、（1）因为，所以R2=5R1=5kΩ。RR4Av2= R3（2）①A2组成差分放大电路，R6R6Av3min=－ R5R6+R7+R8+R9Av3max=－ R5②A3组成增益可变的反相放大器，11－jωRCA(jω)= 1+jωRC（3）其幅频特性及相频特性如图10.3(a)v(a)vo0t(b)0tVav=0Vav=2Vom/πA(ω)/dB0ωφ(ω)0ωω=1/RC－90o－180o图10.图10.3.13图10.3.12（4）①Av=－1；②Av=+1；③如图10.3.13所示。3、（1）电压串联负反馈；（2）Avf≈1；（3）Ri≈1.5MΩ+(47kΩ∥47kΩ)。4、（1）VOQ=15－ICQRC=15－(Io/2)RC=15－1×2=13V262626rbe≈(1+β)=(1+100)×=2.626kΩ ICQ11βRC1100×2Av=－=≈28 2RB+rbe21+2.626（2）（3）因为输出电阻RC=2kΩ，所以由CL引入的高频下降的上限频率为111fH==≈796kHz2πRCCL2×3.14×2×103×100×10－125、（1）a是同相端，b是反相端（2）f0≈10kHz（3）R4为隔离电阻，用来减小二极管的负载效应；D和C1组成整流滤波电路，将vo转换为直流电压，作为场效应管的栅极控制电压。场效应管T工作在可变电阻区，当vo幅值变化时，在VGS的控制下，使漏源电阻RGS改变，从而达到稳幅和减小非线性失真的目的。（4）Vom↓→VGS↓→ID↑→RGS↓→│Av│↑→Vom↑10.4综合测试题四1、（36分，每空2分）填空题：（1）双极型晶体管(BJT)工作在放大区的偏置条件是。增强型N沟道MOS管工作在放大区的偏置条件是。（2）射极跟随器具有，，等三个特点。（3）差分放大器的基本功能是。（4）在信号源内阻小，负载电阻大的场合，欲改善放大器的性能，应采用反馈。（5）在阻容耦合放大器中，若要降低下限频率，应将耦合电容的值。（6）为消除基本共发射极放大器产生的饱和失真，应将静态工作电流。（7）乙类推挽放大器的主要失真是，要消除此失真，应改用。（8）理想运算放大器工作在线性放大区时具有和特性。（9）在集成运放内部电路中，恒流源主要用来和。（10）桥式整流和半波整流电路相比，在变压器副边电压相同的条件下，电路的输出电压平均值高了一倍；若输出电流相同，就每个整流二极管而言，则电路的整流平均电流大了一倍；采用电路，脉动系数可以下降很多。2、（20分）分析与计算（1）（10分）基本放大器电路如图10.4.1所示，C1，C2，CE均可视为中频交流短路，已知管子的β=100，rbb′=200Ω，VBE=0.6V，RE=2.4kΩ，I1≈I2=10图10.图10.4.2反馈放大器电路CERs+vs－Rf=2kΩRE21kΩR1=6.8kΩRE1100ΩC2RC118kΩRC210kΩVCCT2T1+vo－C1CERB2RCC1RERB1RL+12VC2+vo－+vi－I2I1图图10.4.1放大器电路①欲使静态工作点ICQ=1mA，VCEQ=6V，请确定RB1，RB2及RC的值。②设RL=3.6kΩ，计算其中频电压增益。（2）（10分）电路如图10.4.2所示，C1，C2，C①电路中有哪些级间反馈？试判断级间反馈的类型和极性。并指出是交流反馈还是直流反馈。②在深度负反馈的条件下，计算其闭环电压增益Avf的值。3、（20分）作图（1）（10分）电路及其输入vi1，vi2的波形如图10.4.3所示，两管参数相同，且rbb′≈0，β很大，I0=1.2mA，并假设KCMR→∞，温度的电压当量VT=25mV。请画出vvvi1/mV101010100123456t/s0123456vi2/mVt/s－6V+vi2－+vo－+6VT2I0+vi1－T1RC5kΩ图图10.4.3（2）（10分）电路及参数如图10.4.4（a）所示，设所有运放是理想的，DZ1,D的稳定电压为±6V，电容C的初始电压为0，输入vI的波形如图10.4.4（b）所示。画出vo1及vo的波形（要求标出关键点的坐标值）。22(b)101vi/Vt/ms－1vvo1DZ1vi2kΩRR2kΩ1kΩvo_+∞A1C=1μFDZ2_+∞A2（a）图图10.4.4运算放大器电路CCi=3.3μFRi=1.1kΩRF=5.6kΩviRP5.6kΩvoCF=4.7μF_+∞A图10.4.5运算放大器电路4、（12分）放大器电路及参数如图10.4（1）试推导其频响表达式vvo(jω)Av(jω)= vi(jω)（2）估算上、下限频率fH、fL及中频增益Avm各为多少。5、（12分）一正弦波振荡电路如图10.4.6所示，设运放是理想器件，试问：（1）为满足相位平衡，图中运放A的a、b两个输入端中哪个是同相端，哪个是反相端？（2）电路的振荡频率f0是多少？（3）为了达到稳幅的目的，Rt应具有正温度系数还是负温度系数？若R1不慎断开，输出电压vo的波形是怎样的？（4）在理想情况下，最大输出功率Pom是多少？－V－VCC－15VD1RL25ΩR3D2R2T2T1+VCC+15VC0.01μFC0.01μFR3.9kΩRtR1a∞AR3.9kΩbvo图10.4.6正弦波振荡电路参考答案1、（1）发射结正偏，集电结反偏VGS＞VGS(th)，VDS＞VGS－VGS(th)（2）输入电阻高输出电阻低电流增益大（3）放大差模信号，抑制共模信号（4）电压串联负反馈（5）增大（6）减小（7）交越失真甲乙类功放（8）虚短虚断（9）作静态偏置作有源负载（10）桥式整流半波整流桥式整流2、（1）①RB1=90kΩ，RB2=30kΩ，RC=3.6kΩββ(RC∥RL)Av=－≈－64 rbe②（2）①通过Rf的交流电压串联负反馈；通过R1的直流电流并联负反馈。RRfAvf=1+=21 RE1②vvo1/Vvo/V2601t/ms－6201t/ms－3图10.4.83、（1）如图10.4.（2）如图10.4.图图10.4.7t/s－1.2vo/V012345VVo(jω)jωRFCiAv(jω)==－Vi(jω)(1+jωRiCi)(1+jωRFCF)4、（1）（2）fH=6.05kHzfL=43.9HzAvm≈0.625、（1）a是反相端，b是同相端（2）f=4081Hz（3）Rt应具有正温度系数，vo近似为方波（4）Pom=4.5W10.5综合测试题五1、（35分，每空1分）填空（1）三极管特性曲线的安全区由参数、、决定。（2）在某放大器中，加上电流并联负反馈后，对其工作性能的影响是、、、、、。（3）在单管共射放大电路中，输出电压与输入电压的极性；在单管共集放大电路中，输出电压与输入电压的极性；在单管共基放大电路中，输出电压与输入电压的极性。（4）在差动放大电路中，共模抑制比为，在理想情况下其值为。（5）若电源变压器次级电压的有效值为V2，则单相半波整流电路的输出电压平均值为，单相全波整流电路的输出电压平均值为，单相桥式整流电路的输出电压平均值为。（6）在正弦波振荡电路中，RC振荡器用在频率较的场合，LC振荡器用在频率较的场合，而晶体振荡器用在要求频率的场合。（7）OCL功率放大电路的输出波形如图10.5.1所示，这说明电路中出现了为了改善输出波形，应如何做？vo0vo0t图10.5.1C1RBRC+VCCT+vo－+vi－C2+图图10.5.2放大器电路（8）在图10.5化？（填增大、.减小、不变或基本不变）①增大电容C1，则中频电压放大倍数│Avm│，下限频率fL，上限频率fH。②减小电阻RC，则中频电压放大倍数│Avm│，下限频率fL，上限频率fH。（9）在串联型石英晶体振荡电路中，晶体等效为；而在并联型石英晶体振荡电路中，晶体等效为。（10）某MOS场效应管的IDSS为6mA，而IDQ自漏极流出，大小为8mA，由此可判断该管为沟道型管。（11）电流源电路的特点是：输出电流，直流等效电阻，交流等效电阻。2、（65分）分析计算题（1）（15分）电路如图10.5.3所示，已知β1=β2=50，rbe1=rbe2①画出微变等效电路；②求Av1、Av2、Av；③求Ri、Ro；④前级采用射极输出器有何好处？RRL10kΩRE2510ΩRC210kΩRB2243kΩRB2182kΩ+24V+vo－+vi－T2T1RB11MΩRE127kΩ图图10.5.3放大电路（2）（10分）判断图10.5.4所示电路的反馈类型，写出闭环电压增益Av（3）（10分）写出图10.5.5所示电路中vo与v－－VEER4R3+VCCvoT2R2viR1_+∞ARR1=1MΩvoR′viR1=100kΩ_+∞AC1=1μFRR5图10.5.图10.5.4反馈放大电路图10.5.5运算放大器电路（4）（15分）图10.5.6所示为对称差动放大器，若三极管的β=β=50，VBE=0.6V，r①试确定静态工作点。②计算输出电压vo值。RRB=1kΩRW=200Ω+vs=10mV－+vo－T2T1RE5.6kΩRB=1kΩ－VEE－6VRC12kΩ+12VRC12kΩ图图10.5.6差动放大器电路（5）（15分）一个由理想运算放大器组成的电路如图10.5.7（a）所示，已知在tvc(0)=0V，vo4(0)=－6V，vi的波形见图10.5①指出分别由A1，A2，A3，A4组成的各单元电路的名称。②画出相对于输入电压vi的vo1，vo2，vo3，vo4的波形图（幅值和时间必须标注清楚）。（（a）vo350kΩ100kΩ10kΩ30kΩ300kΩvo1300kΩ100kΩ500kΩvi_+∞A1_+∞A2_+∞A3R1kΩ10μF_+∞A4VZ=±6Vvo2100kΩR2vo4100kΩR1－－0.110203040vi/V0t/s0.1（b）（b）图图10.5.7运算放大器电路参考答案1、（1）ICMPCMV(BR)CEO（2）使电流增益减小稳定了电流增益展宽了频带减小了非线性失真使输入电阻减小使输出电阻增大（3）相反相同相同（4）差模放大倍数与共模放大倍数之比（绝对值）∞（5）0.45V20.9V20.9V2（6）低高稳定度高（7）交越适当增大功放管的静态│VBE│（8）①不变减小不变②减小不变增加（9）电阻电感（10）P沟道耗尽（11）恒定小大2、（1）①微变等效电路如图10.5.RRE2ib1ib2+Vi－RC2∥RLβ2ib2β1ib1RE1RB2rbe21rbe1+Vo－图10.5.8RB1(1+(1+β1)RE1∥RB21∥RB22∥rbe2+(1+β2)RE2Av1=≈0.998rbe1+(1+β1)RE1∥RB21∥RB22∥rbe2+(1+β2)RE2②β2β2(RC2∥RL)Av2=－≈9.26rbe2+(1+β2)RE2Av=Av1·Av2≈－9.24Ri2=Ri2=RB21∥RB22∥rbe2+(1+β2)RE2Ri=RB1∥rbe1+(1+β1)RE1∥Ri2≈317.7kΩRo≈RC2=10kΩ④前级采用射极输出器可提高放大电路的输入电阻，从而使放大电路有良好的匹配信vo4vo4/Vvo3/Vvo2/V－0.110203040vi/V0t/s0.1－1vo1/V0t/s－1.5－30t/s0t/s－60t/s6（2）图中的反馈类型为电流并联负反馈。RR3(R4+R5)Avf= R1R4RRfVo=－(1+jωR1C1)ViR1（3）（4）①ICQ1=ICQ2≈0.48mA②vo≈652mV（5）①A1为反相输入积分运算电路；A2为同相比例放大器；A3为差动比例放大器；A4为反相输入迟滞电压比较器。②vo2=3vo1，vo3=0波形如图10.5图图10.5.910.6综合测试题六1、（44分，每空2分）填空（1）图10.6.1所示为某MOS管放大电路的外部电路，由图即可判定该管为型（2）某PNP管共发放大器在输入正弦信号时的输出电压vo波形如图10.6可认定它出现了失真。为消除此种失真，应将静态工作点电流ICQ调。C3C3VDDR3R1C1R2C2+vo－+vi－vo0t图10.图10.6.2共发放大器的输出波形图10.6.1MOS放大器（3）已知某放大器的电压增益函数为10108sAv(s)= (s+102)(s+105)故，其中频电压增益为dB，上限频率约为Hz,下限频率约为Hz。（4）电压并联负反馈适用于信号源内阻的场合，它可以稳定放大器的增益。（5）在甲类、乙类和甲乙类功率放大器中，功放管导通角最小的是类放大器。若已知某乙类放大器输出电压幅度与电源电压之比为0.8，则知其效率约为。（6）用图10.6.3。若要提高振荡频率，应调整哪些参数？如何调？。若振荡器输出波形失真，应调整哪些参数？如何调？。③③C④RCRR1R2①②⑤⑤⑥⑦⑧_+∞A图图10.6.3（7）在BJT三种基本组态放大器中，共极放大器既有电压放大作用又有电流放大作用；共极放大器只有电流放大作用，而无电压放大作用；共极放大器高频响应最好。（8）图10.6.4所示稳压电路中，设①为保证电路的正常稳压功能，集成运放输入端的极性为：②电阻R的作用是：③输出电压VO的可调范围是：④T2管的作用是：VVZ=6VRLRT1+∞A－5kΩT2DZ+－VO2kΩ0.5Ωab图图10.6.4稳压电路2、（56分）分析计算题（1）（8分）求图10.6.5（a）、（b）所示电路的输入电阻Ri（设三极管参数相同，rbb′=300Ω，β2kΩ2kΩ200ΩT1mARi100μF+50Ω50ΩT1T22mARi（b）（（a）图图10.6.5（2）（10分）已知某负反馈放大电路开环频率特性如图10.6.①写出基本放大器电压放大倍数Av的表达式。②若反馈系数Fv=0.01，判断闭环后电路是否稳定工作。如能稳定，请求出相位裕度；如产生自激，则求出在45o相位裕度下的Fv=？（3）（8分）图10.6.7中A为理想运放，输入电压vi=√2Visinωt（V），C1，C2，C3均为交流耦合电容。试求：电路中P点和Q点的静态值和变化量的有效值。图10.6.图10.6.6频率特性波特图φA(f)－90o/dec－135o/dec－45o/dec0－45o－90o－135o－180o－225o－270o0.1110102103－60dB/decAv(f)/dB0－20dB/dec806040200.1110102103f/kHzf/kHzP+VCC(+12V)voR220kΩ20kΩ100kΩR1=100kΩvi_+∞AC3C2C1Q图图10.6.7放大电路（4）（6分）图10.6.8中各运放是理想的，晶体管T1，T2的电流放大系数α=Ic/Ie≈1，推导输出电压v（5）（8分）图10.6.9所示电路中，开关S应置于a还是置于b，才能使引入的反馈为负反馈？这个负反馈属于何种组态？如果满足深度负反馈条件，电压放大倍数Avf=SbSbaviT2T1RB22kΩRB12kΩRf100kΩRE5.1kΩ－VEER2RC2+VCCvo_+∞ARC1R1R4voR2viR3T2T1R1+VCC_+∞A1_+∞A2_+∞A3图10.6.图10.6.8反馈放大器电路图10.6.7理想运算放大器构成的电路（6）（16分）电路如图10.6.10所①试推导由运放A1、A2、A3构成的仪器放大器的增益表达式，并确定增益的调节范围是多少；②说明RW2的作用；③说明方框内电路实现的功能；④试推导由A5构成的滤波器的传递函数，说明该滤波器的类型，并计算其截止频率。RRW2+vo－R6=20kΩR510kΩ2kΩ+5V1500pF10kΩ43kΩ200kΩ180kΩ10kΩ50kΩ20kΩ10kΩ20kΩ5kΩ+vi－_+∞A1_+∞A3_+∞A2_+∞A443kΩ+5V_+∞A539kΩ0.33μFR4R3R2R2R1图图10.6.9运算放大器电路参考答案1、（1）N沟道耗尽型（2）截止失真大（3）6015.9kHz15.9Hz（4）大互阻（5）乙类63%（6）①—⑦，②—⑤，③—⑧，④—⑥R或C减小R1或R2减小R1或增大R2（7）发射集电基（8）①a：－b：+②与稳压管DZ组成比较器的基准电压源，起限流作用③6V～21V④限流保护2、（1）（a）11.6kΩ（b）1.65kΩ10104Av(jf)=(1+jf/10)(1+jf/100)2（2）①②不能稳定工作；Fv=1/103.5（3）P点和Q点的静态电压值均为2V；P点的有效值电压为Vi（V）；Q点的有效值电压为6Vi（V）。RR1R4vo≈viR2R3（4）（5）应置于b，电压串联，Avf=51RR42R2Av=－(1+) R3R1（6）①Av=(－73.3～－180)②RW2的主要作用是使A3运放组成的差动放大器中电阻匹配，改善差动级的共模抑制性能。理想情况下，RW2应调整为20kΩ。③方框内的电路是一个隔离放大器。采用隔离放大器可以减少共模干扰，便于电平配置等。A4组成的电路与由A5组成的电路没有电气上的联系，实现了隔离放大。④A5的传递函数为RR5+R61+sR′CA(s)=·=Avf R51+sR6Cs1+ω0′s1+ω0其中：R′=R5∥R6，Avf=(R5+R6)/R5，ω0′=1/R′C，ω0=1/R6Cωω01fH===24Hz 2π2πR6C该滤波器为低通滤波器。10.7综合测试题七1、（46分，每空2分）填空（1）PNP管接成如图10.7.1所示电路。已知三极管发射结导通压降│VBE│=0.2V，β=100,当RB=300kΩ，RC=4kΩ，－VCC=－12V时，三极管T的状态是。设三极管的临界饱和压降│VCES│=0.7V，改变电阻RB值，RB=AvpAv=1+jf/AvpAv=1+jf/f0f0=。vvsR3voR2_+∞AR1CRCRCRBVo－VCCT+VI－+VO－R2IWR1W7805图10.7图10.7.3图10.7.2图10.7.1（3）vGS=0时，能够工作在恒流区（饱和区）的场效应管有和。（4）半导体三极管放大电路温度升高时，出现信号失真的原因是。高频信号作用时，放大倍数下降的原因是。（5）由三端集成稳压器组成的电路如图10.11.3所示。当R2增大时，则输出直流电压。若IW=2mA，R1=5Ω，R2=5Ω，则VO=V。（6）在串联型石英晶体振荡电路中，晶体等效为；而在并联型石英晶体振荡电路中，晶体等效为。（7）具有放大环节的串联型稳压电路正常工作时，调整管应处于工作状态。若要求输出电压为18V，调整管压降为6V，整流电路采用电容滤波，则电源变压器次级电压有效值应选V。（8）某放大电路空载输出电压为4V，接入3kΩ负载电阻后，输出电压变为3V，该放大电路的输出电阻为。（9）设计一个输出功率为20W的扩音机电路，用乙类互补对称功率放大，则功放管的PCM应满足W。（10）已知放大电路的输入信号电压为1mV，输出电压为1V，引入负反馈后，为达到同样的输出，需加输入信号电压10mV，问：引入的反馈系数为。电路的反馈深度为。（11）正弦波振荡器产生振荡的条件是；负反馈放大器产生自激振荡的条件是。（12）若将上限频率为100kHz的输入信号放大100倍，用单级运放电路构成放大器，则运放的增益带宽积应满足条件。（13）电流源作为放大电路的有源负载，主要是为了提高，因为电流源的大。2、（15分）电路如图10.7.4所示，其中三极管β=100，rbb′=300Ω，V（1）静态工作点ICQ1，VCEQ1，ICQ2，VCEQ2的值。（2）中频电压放大倍数Av=vo/vi=?（3）电路下限截止频率fL，上限截止频率fH。（4）如果试图提高电路的下限截止频率，而手头没有多余的元器件，对电路中的元器件作怎样调整，可以实现这个目的。图图10.7.4放大电路C3RL3kΩRB3500kΩ10μFRB227kΩ+vi－10μFRE2kΩRC12kΩ100μFRB156kΩT2+vo－+15VT1RC23kΩCL4700pF10μF+C2CE+++C13、（12分）电路如图10.7.5所示，D1，D2是理想二极管，DD2D1C=0.01μF－12V+12VR410kΩR2=10kΩR1=1kΩDZ－12V±5Vvo1vo2_+∞A2_+∞A1+12VRW10kΩR3=10kΩ图图10.7.5运算放大器电路（1）vo1，vo2各输出什么波形？其各自的频率和峰峰值是多少？（2）为什么要使用稳压管DZ和电阻RW？否则会出现什么现象？（3）二极管D1，D2和电位器RW配合，起什么作用？（4）此时将电源电压由±12V变为±15V，对电路性能会产生什么影响？4、（12分）电路如图10.7.6（1）为使电路正常工作，应将开关SW掷于何处？（2）当放置正确后，求解此时的闭环电压放大倍数Av=vo/vi=?（3）判断电路中存在的反馈极性。（4）解释三极管T1，T2的作用。++VCCviR310kΩR4=40kΩR610kΩR510kΩ－VEE+－∞A1RL1kΩ－VEET2T1+VCCR110kΩ－VEE_+∞A3+VCCR2=40kΩ－VEE_+∞A2+VCCSWABvo图图10.7.6运算放大器电路5、（15分）电路如图10.7.7所示，已知稳压管的VZ=5V，IZ=10mA，三极管的β=100，VBEQ=0.7V，rbevvoAv= vi1－vi2（1）求解电压放大倍数。（2）当输入差模信号vid=vi1－vi2为幅值等于100mV的正弦波，频率适中时，计算输出功率和效率。（计算效率时，电源消耗不包含差动放大部分）（3）说明T3的作用。（4）说明D1，D2的作用。vvoC10μFR815kΩD2R31kΩRL500ΩD1T5T4T2T1DZR31kΩR6R52kΩ－15VR715kΩR25kΩT3+15VR15kΩ图10.7.7放大电路vvi1vi2vi2参考答案1、（1）饱和状态417.7kΩ（2）－R2/R11/2πR2C（3）JFETDMOS（4）静态工作点上移，出现饱和失真晶体管极间电容和分布电容的影响（5）增大10.01（6）电阻电感（7）放大20（8）1kΩ（9）≥4W（10）0.009（11）AF=1AF=－1（12）≥10MHz（13）电压增益交流等效电阻2、（1）ICQ1≈2.1mA，VCEQ1=6.6V；ICQ2=2.86mA，VCEQ2=6.42V。β(RC1∥RB3∥rbe2)β(RC2∥RL)Av=Av1Av2=－－≈6011 rbe1rbe2（2）（3）fL≈12HzfH≈22.6kHz（4）调整射极旁路电容CE，使其减小。3、（1）vo1是方波，vo2是三角波。方波的幅值是±5V，三角波的峰峰值是10V。方波和三角波的频率均方波和三角波的频率均为1f==10kHzRWC1（2）用于限制输出信号的幅值，否则将会使三角波的峰峰值过高。（3）用于调整信号的占空比。（4）电源电压的变化不会影响vo1及vo2的幅值及频率。4、（1）SW应置于A。（2）Avf=+1。（3）电压串联负反馈。（4）T1，T2组成互补输出级，为RL提供要求的输出功率。ββRL1′′Av≈≈43.8 2(R3+rbe1)5、（1）其中：RL1′=R2//R7//［rbe4+(1+β)RL)］≈3.5kΩVomVom2(0.1×47)2Po==≈0.022W 2RL2×500PoPo0.η==≈24.5% PE0.089822VomVCC2×4.7×15PE==≈0.0898W πRL3.14×500（3）T3为差分放大器提供恒流偏置。（4）D1，D2组成VBE倍增电路，用于消除功率输出级的交越失真。10.8综合测试题八1、（12分）放大电路如图10.8（1）画出该电路的H参数等效电路。（2）写出Av，Ri和Ro的表达式。+v+vi－+++C4RC2+vo－C3+VCC+R2C2RLR1RC1TC1+12V10kΩR1u1VoVREF－5V_+∞ARfAD590I图10.图10.8.2测温电路图10.8.1放大器电路2、（12分）图10.8量部分线路。AD590为两端温度传感器，它具有测温范围宽（－55oC～+150oC）,精度高（±0.1）等特性，其电流与温度的关系为I=(1μA/K)×T=(1μA/oC)×(273+t)零点电流为273μA。（1）试推导输出电压Vo与温度t的关系式（设运放是理想的）；（2）为使0oC时输出为零，100oC时输出为－10V，试选择R1和Rf，此时若温度每变化1oC，Vo变化多少？3、（10分）分析图10.8.3集成运算放大器组成的电路，试推导输出电压vvvo1CRfRvsR1voRR1Rf_+∞A1_+∞A2IIE1vovsRCRsT1T2图10.图10.8.4共集—共射组合电路图10.8.3运算放大器电路4、（12分）共集—共射组合电路如图10.8.4所示，已知三极管的β=100，rbb′=100Ω，VBE=0.7V，Cbc′=2pF，fT=400MHz。Rs=10kΩ，RC=10k5、（10分）图10.8.5所示为石英晶体振荡电路，振荡频率为f0，L1，C1的谐振频率为f0（1）画出振荡器的交流等效电路。（2）判别电路能否振荡，需要什么附加条件，属于什么类型电路。6、（12分）图10.8.6（1）判别电路中的反馈类型。R7+C2++vo－R7+C2++vo－+vi－R1R6+RLR4R3+VCCR2R5RsT1C1T2C3+C4LL1RB2CE+VCCC1RERB1TC2图10.图10.8.6反馈放大器图10.8.5振荡器电路7、（12分）两级差动放大电路如图10.8.7所示，已知三极管的β=50，VBE=0.7V，试求：（1）电路的直流工作点（ICQ1，VCEQ1，ICQ3，V（2）电路的输入电阻Ri，输出电阻Ro和电压放大倍数Av。vo1vi10kΩ－2V10kΩ10kΩD2D13kΩ10kΩ+6Vvo_+∞A1+5V_+∞A28、（10分）图vo1vi10kΩ－2V10kΩ10kΩD2D13kΩ10kΩ+6Vvo_+∞A1+5V_+∞A2++Vo－+Vs2－+Vs1－Rs100ΩT1RE250kΩRE3,410kΩT4T3RP=200ΩRs100ΩRC410kΩT2+12VRC310kΩRE150kΩ－－12V图10.图10.8.8运算放大器电路图10.8.7差动放大电路9、（10分）某功率放大器的简化电路如图10.8.9所示，已知VCC=6V，RL=4（1）说明电阻R2，R3和T3管的作用。（2）若T4，T5管导通后，饱和压降为0.5V，试计算负载上所得到的最大输出功率以及相应的输出级效率。TT2C1RLT5T4C2+vi－T1R3RB1RB2R2T3+VCCR1图图10.8.9功率放大电路++vi－hfeibibhieRLR1R2+vo－RC2图10.8.10参考答案1、（1）如图10.8hfe(R2∥RC3∥RL)Av=－ hie（2）Ri=R1∥hieRo=R2∥RC255Vo=(－I)RfR12、（1）（2）R1≈18.3kΩ，Rf=100kΩ，0.1VRfRf′′vo=－vsdt R1RC∫t0Rf′′1vo=－vs R1sRC3、或4、电路的上限频率主要由T2管组成的共发射极电路决定。Rs′+rbb′+rbe′ωH≈ (Rs′+rbb′)rbe′DCbe′fH≈1.7MHz其中：rbe1′≈rbe2′≈5.3kΩD=1+ωTRL′Cbe′≈511C1Cbe′≈≈7.6pF reωTrbe+RsRs′=≈151Ω 1+βCC1图10.8.11LTC25、（1）其交流等效电路如图10.8（2）可以振荡。要求f0＜f01。组成电感三点式正弦波振荡器，且要求石英晶体也是电感特性，属于并联型石英晶体振荡器电路。6、（1）电路由R7组成级间交流电流并联负反馈。VVo－Ic2(R3∥R6∥RL)R3∥R6∥RLR7Avsf=≈≈(1+) VsIiRsR5R4（2）R4Ii≈If≈－Ic2 R4+R7其中：7、（1）IC1≈0.23mA,VCE1≈12.7V；IC3≈0.5mA,VCE1≈8.4V。RRpRi3=rbe3+(1+β)≈7.75kΩ2（2）Ri=2［rbe1+(1+β)RE1∥Ri3］≈696kΩ－βR3Av≈≈－65 Rprbe3+(1+β)2Ro=20kΩvvi+15V+5V0－2V图10.8.12vovo1t0t0t+6V8、vi1≥+5V时，vo1=+15V，vo≈0；vi1≤－2V时，vo1=+15V，vo≈0；－2V＜vi1＜+5V时，vo1=0，vo≈+6V其波形如图10.89、（1）R2，R3及T3组成VBE扩大电路，为互补管T4，T5提供直流偏置，克服交越失真。（2）Pom=0.31W，η=≈26%。10.9综合测试题九1、（8分）图10.9.1中二极管的导通压降VD(on)=0，已知VZ=3V。求：当Vi从－10V变化到+10V时，Vo及i1如何变化，画出Vo～Vi及i1～V图图10.9.2场效应管电路Io=8mARD0.8kΩ+15VT－15V++Vi－D10kΩ+Vo－DZ10kΩi1图图10.9.1二极管及稳压管电路22×104Av=(s+2×106)22、（8分）已知某放大器的开环电路增益函数为，电压负反馈因数Fv=0.02。求：（1）该放大器开环时的低频增益及3dB带宽。（2）放大器加负反馈后的低频增益及3dB带宽。3、（8分）已知图10.9.2中N沟道结型场效应管的夹断电压VGS(off)=－3.5V，IDSS=18mA。求VGS及V4、（8分）图10.9.3所示N沟道结型场效应管构成的恒流源，已知该管的VGS(off)=－3.5V，IDSS=2mA。rds（1）恒流源的电流。（2）恒流源的输出阻抗（两个电源间）。5、（8分）理想运放电路如图10.9.4所示，其中±VCC=±10V，分析该电路，画出电压传输特性vo～v20k20kΩ－VCC5kΩ－2V10kΩvi20kΩvo_+∞A+VCC1kΩ+5VT－5V图10.图10.9.4运算放大器电路图10.9.3场效应管电路6、（10分）设图10.9.5中T1，T2具有相同的参数：β=100，rbb′=0,VBE（1）直流IC1，IC2。（2）该放大器的输入阻抗Ri和输出阻抗Ro。++vO－+vs－+5V－T1T250Ω0.5kΩ+VCC+9V图图10.9.6运算放大器电路R1R1R2u1_+∞A2R2Z·Vi_+∞A12R2·Vo·Ii图图10.9.5放大器电路7、（10分）在图10.9.6所示回转器电路中，设运放是理想的，R1=R2=（1）说明Z为何种性质元件时电路可等效为模拟电感（输入阻抗Zi）；（2）计算此模拟电感为1H时元件Z的数值。8、（12分）方波发生器如图10.9.7所示，已知稳压管的VZ=5.6V，二极管D1～D4的导通压降均为0.7V，Rf=2R1，RC=10－4s（1）试画出v－和vO的波形（要求标明各自的幅值）；CDCD4RR1_+∞AR2RfvODZD1D2D3RR1R2CvoR1R2vi_+∞A1R3_+∞A2图10.图10.9.7方波发生器图10.9.8运算放大器电路9、（8分）电路如图10.9.8所示，A为理想运算放大器，求vo与v10、（20分）单电源供电的音频功率放大器电路如图10.9（1）T1～T6构成何种组态电路？（2）D1～D3的作用是什么？（3）R2、R3和R6、R7、R8的作用是什么？（4）C1、C8、CL的作用是什么？（5）T7、T8和T9～T11各等效为NPN管还是PNP管？图10.9.图10.9.9音频功率放大器+T9T1T6T5T10D1T3T4T2R1+VCCT11C1D2D3C8CLRLR5T7T8R4R3R2R7R6R8+参考答案1、如图10.93.503103.50310Vo/VVi/V10.50310i1/mAVi/V－10图图10.9.10+10－10+40vo/Vvi/V+10－10+40vo/Vvi/V－2图10.9.11（2）Avf=25；ω3dB=22Mrad/s3、VGSQ≈－1.17V；VDSQ≈7.43V；器件工作在有源区。4、（1）Io≈1mA；（2）Ro=R+(1+gmR)rds≈90kΩ5、如图10.96、（1）IC1≈0.7mA；IC2≈70mA（2）Ri≈β1β2×0.05≈500kΩrrbe1rbe2Ro≈+≈0.75kΩβ1β2β2tt2.3v－/tt2.3v－/V0vO/V0－2.37－7图10.9.12（2）Z为1μF的电容。8、（1）如图10.91111f==T2R12RCln(1+)Rf1=≈7.21kHz2×10－4×ln2（2）.ddvo(t)R2R2－vo=－vidtR1R3CR1R3C9、10、（1）T1～T6构成具有恒流源负载（T5～T6）的复合管（T1～T4）差分放大器。（2）D1～D3的作用是克服输出级的交越失真。（3）R2、R3和R6、R7的作用是提供差分放大器的偏置电压；R6、R7、R8和C8构成反馈网络。（4）C1为输入端耦合电容，其作用是“通交流，隔直流”；CL为输出端耦合电容，并为T9～T11提供电源电压；C8的作用是加强直流反馈，减弱交流反馈。（5）T7、T8等效为NPN管；T9～T11等效为PNP管。（6）R6、R7构成直流电压