模拟电子技术例题习题课件

1、,V1=6V,V2=12V,D,S,R,【例】电路如图所示，UD=0.7V，试估算开关断开和闭合输出电压UO 。,【解】： 当开关断开时，二极管因加正向电压而导通，故输出电压为： UO=VI-UD6V-0.7V=5.3V,当开关闭合时，二极管因外加反向电压而截止，故输出电压为： UO=V2=12V,第1章 常用半导体器件,1,PPT学习交流,三极管工作状态的判断,【例】：测量某NPN型BJT各电极对地的电压值如下，试判别管子工作在什么区域？ （1） VC 6V VB 0.7V VE 0V （2） VC 6V VB 4V VE 3.6V （3） VC 3.6V VB 4V VE 3.4V,【解】

2、：,原则：,对NPN管而言，放大时VC VB VE 对PNP管而言，放大时VC VB VE,（1）放大区 （2）截止区 （3）饱和区,2,PPT学习交流,【例】某放大电路中BJT三个电极的电流如图所示。 IA-2mA,IB-0.04mA,IC+2.04mA,试判断管脚、管型。,【解】：电流判断法。 电流的正方向 IE=IB+ IC,A,B,C,IA,IB,IC,C为发射极 B为基极 A为集电极。 管型为NPN管。,管脚、管型的判断法也可采用万用表电阻法。参考实验。,3,PPT学习交流,【解】,1.3 电路如图P1.3所示，已知ui5sint (V)，二极管导通电压UD0.7V。试画出ui与uO

3、的波形，并标出幅值。,上半周，当ui3.7V时，uo=3.7V,同理，下半周， 当ui-3.7V时，uo=ui 当ui-3.7V时，uo=-3.7V,4,PPT学习交流,【解】,1.4 电路如图P1.4所示，二极管导通电压UD0.7V，常温下UT26mV，电容C对交流信号可视为短路；ui为正弦波，有效值为10mV。 试问二极管中流过的交流电流有效值为多少？,二极管的直流电流 ID（VUD）/R2.6mA 其动态电阻 rDUT/ID10 故动态电流有效值 IdUi/rD1mA,5,PPT学习交流,【解】,1.5 现有两只稳压管，它们的稳定电压分别为6V和8V，正向导通电压为0.7V。试问： （1

4、）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？,（1）两只稳压管串联时可得 1.4V、6.7V、8.7V和14V等四种稳压值。 （2）两只稳压管并联时可得 0.7V和6V等两种稳压值。,6,PPT学习交流,1.6 已知图P1.6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UI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?为什么？,（1）当UI10V时，若UOUZ6V，则 IR=(10-6)V/1K =4mA

5、IDZ=-8mAIZmin，所以稳压管未击穿。故,【解】限流电阻R上的电流IR: IR=IDZ+IL IL=UZ/RL=6V/500 =12mA,7,PPT学习交流,1.6 已知图P1.6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UI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?为什么？,（1）当UI15V时，若UOUZ6V，则 IR=(15-6)V/1K =9mA IDZ=-3mAIZmin，所以稳压管未击穿。故,当UI35V时，若UOUZ6V，则 IR=(35-6

6、)V/1K =29mA IDZ=17mA， IZMAXIDZIZMIN，所以UOUZ6V,（2）当UI35V时，若空载，则有 IDZ= IR=(35-6)V/1K =29mA，IDZIZMAX 稳压管将因功耗过大而损坏。,8,PPT学习交流,【解】,1.8 现测得放大电路中这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，标出其实际方向，并在圆圈中画出管子，且分别求它们的电流放大系数。,（a）,（b）,9,PPT学习交流,【解】,1.10 电路如图P1.10所示，晶体管导通时UBE0.7V，=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。,（1）当

7、VBB0时，T截止，uO12V。 （2）当VBB1V时，因为,ICQ=IBQ=5060A=3mA。 uo=VCC-ICQRC=9V 所以T处于放大状态,10,PPT学习交流,【解】,1.10 电路如图P1.10所示，晶体管导通时UBE0.7V，=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。,（3）当VBB3V时，因为,ICQ=IBQ=50460A=23mA。 uo=VCC-ICQRCUBE 所以T处于饱和状态,11,PPT学习交流,放大电路没有输入信号时的工作状态称为静态。,1. 静态工作点 (Quiescent Point),静 态工作点Q（直流值）：UBE

8、Q、IBQ、 ICQ 和UCEQ,ICQ= IBQ,第2章 基本放大电路,12,PPT学习交流,2. 常见的两种共射放大电路,(1) 直接耦合放大电路,已知 Ib2=Ib1+IBQ Ube=UBEQ,Ube,ICQ IBQ,UCEQ = VCC ICQ RC,（ RL ）,13,PPT学习交流,(2). 阻容耦合放大电路,14,PPT学习交流,当VCCUBEQ时，,已知：VCC12V， Rb600k， Rc3k ， 100。 Q,阻容耦合单管共射放大电路的直流通路和交流通路,（20uA，2mA，6V）,15,PPT学习交流,讨论,1. 在什么参数、如何变化时Q1 Q2 Q3 Q4？ 2. 从输

9、出电压上看，哪个Q点下最易产生截止失真？哪个Q点下最易产生饱和失真？哪个Q点下Uom最大？ 3. 设计放大电路时，应根据什么选择VCC？,16,PPT学习交流,分析,1. 在什么参数、如何变化时Q1 Q2 Q3 Q4？,Q1Q2: Q1和Q2在同一输出特性曲线上，即IBQ相同，Rb、VBB不变，Q1和Q2不在同一条负载线上，说明RC变化，由于负载线变陡， Q1Q2 的原因是RC减小。,Q2Q3: Q2和Q3在同一负载线上，即RC 不变，Q2和Q3不在同一条输出特性曲线上，说明 Rb、VBB变化，Q2Q3 的原因是Rb减小或VBB增大。,Q3Q4: Q3和Q4负载线平行，说明RC无变化，由于负载

10、线变陡， Q3Q4 的原因是VCC增大。,17,PPT学习交流,讨论,1. 在什么参数、如何变化时Q1 Q2 Q3 Q4？ 2. 从输出电压上看，哪个Q点下最易产生截止失真？哪个Q点下最易产生饱和失真？哪个Q点下Uom最大？ 3. 设计放大电路时，应根据什么选择VCC？,18,PPT学习交流,分析,1. 在什么参数、如何变化时Q1 Q2 Q3 Q4？,Q1Q2: Q1和Q2在同一输出特性曲线上，即IBQ相同，Rb、VBB不变，Q1和Q2不在同一条负载线上，说明RC变化，由于负载线变陡， Q1Q2 的原因是RC减小。,Q2Q3: Q2和Q3在同一负载线上，即RC 不变，Q2和Q3不在同一条输出特

11、性曲线上，说明 Rb、VBB变化，Q2Q3 的原因是Rb减小或VBB增大。,Q3Q4: Q3和Q4负载线平行，说明RC无变化，由于负载线变陡， Q3Q4 的原因是VCC增大。,19,PPT学习交流,基本共射放大电路的直流通路和交流通路,VBB越大，UBEQ取不同的值所引起的IBQ的误差越小。,20,PPT学习交流,简化的h参数等效电路交流等效模型,同样，rce（1/h22）很大，约为100k。故一般可忽略它们的影响，得到简化电路, ib 是受控源 ，且为电流控制电流源(CCCS)。 电流方向与ib的方向是关联的。 rbe为动态电阻,b,e,c,21,PPT学习交流,动态电阻 rbe 的近似表达

12、式,利用PN结的电流方程可求得,在输入特性曲线上，Q点越高，rbe越小！,22,PPT学习交流,共射放大电路动态参数的分析,电路动态参数的分析就是求解电路电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。,23,PPT学习交流,阻容耦合共射放大电路的动态分析,24,PPT学习交流,根据,则电压增益为,求电压放大倍数（电压增益）,25,PPT学习交流,求输入电阻,求输出电阻,令,26,PPT学习交流,当信号源有内阻时：,27,PPT学习交流,讨论：阻容耦合共射放大电路的静态分析和动态分析,28,PPT学习交流,【例】给出下列电路的交流等效电路，并求RL为有效值时对应的动态参数（Au、Ri和Ro给出表达式）。,【

13、解】交流等效电路,29,PPT学习交流,Re / RL,令,30,PPT学习交流,求输入电阻Ri,31,PPT学习交流,电路等效为：,（1+）ReL,32,PPT学习交流,求输出电阻Ro,令Us=0，保留Rs，在输出端加Uo，产生Io 。,33,PPT学习交流,求输出电阻Ro,34,PPT学习交流,2.6 电路如图P2.6所示，已知晶体管120，UBE=0.7V，饱和管压降UCES0.5V。在下列情况下，用直流电压表测晶体管的集电极电位，应分别为多少？ （1）正常情况 （2）Rb1短路 （3）Rb1开路 （4）Rb2开路 （5）Rb2短路 （6）RC短路,【解】,对NPN管而言， 放大时 UC

14、 UB UE 饱和时 UCUON 截止时 uBEUON,35,PPT学习交流,（1）正常情况,IC/B12011.6=1.39mA,集电极电位 UCVCC-RCIB15-5.11.397.9V,（2）Rb1短路 由于UB0V，T截止，UC15V。,UB,UC,36,PPT学习交流,（3）Rb1开路从电压方面分析, T管饱和 UCUCES0.5V,UB,基极电流IB,UC,集电极电流IC,IC=IB1200.17=20.4mA,UCE=VCC-ICRC0UBE,37,PPT学习交流,（3）Rb1开路从电流方面分析 临界饱和基极电流IBS, IBIBS，T管饱和 UCUCES0.5V,UB,实际基

15、极电流IB,UC,38,PPT学习交流,（5）Rb2短路 UB=VCC=15V,T管饱和 UCUCES0.5V,UB,（4）Rb2开路 由于UB0V，T截止，UC15V。,（6）RC短路 由于集电极直接接直流电源 ，UC15V。,UC,39,PPT学习交流,2.7 电路如图P2.7所示，晶体管的80，=100。分别计算RL和RL3k时的Q点、AU、Ri 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,空载和带负载时，UCEQ不等,40,PPT学习交流,空载（RL）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=VCC-ICRC =15-5

16、1.766.2V,41,PPT学习交流,RL3k时，静态管压降、电压放大倍数等分别为,42,PPT学习交流,2.11 电路如图P2.11所示，晶体管的100，rbb=100。 （1）求电路的Q点、Au、Ri和Ro； （2）若=200，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？,43,PPT学习交流,【解】这是一个典型的稳定电路 （1）静态分析： 求解次序： UBQIEQIBQUCEQ,44,PPT学习交流,（1） 动态分析：,45,PPT学习交流,（2）=200时： 求解次序不变： UBQIEQIBQUCEQ,即变化时，只有IBQ发生变化，其它参数I

17、EQ、UCEQ保持不变。,46,PPT学习交流,（3） 若电容Ce开路，其等效电路为：,Rf+Re,Ro 不变 Ri 增大 |Au| 减小,47,PPT学习交流,2.12 电路如图P2.12所示，晶体管的80，rbe=1k。 （1）求出Q点； （2）分别求出RL和RL3k时电路的Au、Ri和Ro。,48,PPT学习交流,【解】：（1）求解Q点：,（2）求动态参数： RL时,49,PPT学习交流,（2）求动态参数： RL3k时,50,PPT学习交流,2.13 电路如图P2.13所示，晶体管的60，rbb=100。 （1）求解Q点、Au、Ri 和Ro； （2）设Us10mV（有效值），问 Ui？

18、Uo？若C3开路，则 Ui？ Uo？,51,PPT学习交流,【解】：（1）求Q点：,求动态参数,52,PPT学习交流,（2）设Us10mV（有效值），则,若C3开路，则,53,PPT学习交流,【例】已知，T1和T2的均为150，UBEQ=0.7V，rbe1=4k，rbe2=2.2k，VCC=12V。试估算电路的Q点、Au、Ri和Ro。,第3章 多级放大电路,54,PPT学习交流,【解】求解Q点，由于电路采用阻容耦合方式，每级Q点独立求解。,第一级为典型Q点稳定电路（共射）,55,PPT学习交流,第二级为共集放大电路，其Q点为：,56,PPT学习交流,求动态参数,给出交流等效电路,求第一级电压放

19、大倍数，应先求其负载电阻，及第二级输入电阻Ri2。,57,PPT学习交流,求动态参数,第二级电压放大倍数接近1,将数值代入公式，其结果为0.994,则整个电路的电压放大倍数为：,计算公式,电路的输入电阻取前级的输入电阻：,Ri=1.94K,输出电阻 RO=48,58,PPT学习交流,【例】已知Rb=1k，RC=10 k，RL=5.1 k，VCC=12V，VEE=6V;晶体管的=100，rbe=2 k，UBEQ=0.7V；T1和T2的发射极静态电流均为0.5mA。 （1）Re 的取值应为多少？T1和T2管的管压降UCEQ等于多少？ （2）计算Au(Ad)、Ri和Ro； （3）若将电路改成单端输出

20、，用直流表测得输出电压uo=3V，试问输入电压ui约为多少？设共模电压可忽略不计。,59,PPT学习交流,【解】（1）根据公式,可以得到Re,求UCQ,（2）动态参数,60,PPT学习交流,（3）单端输出,直流表得到的结果包含直流（静态）量和变化量。,静态时，T1管的集电极电位为：,动态电压,差模电压放大倍数,输入电压,61,PPT学习交流,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Ro的表达式。,【解】,（a）,（a）共射共集放大电路,交流等效电路如下图所示,62,PPT学习交流,分析,63,PPT学习交流,（b）,（b）共集共射放大电路

21、,交流等效电路如下图所示,【解】,64,PPT学习交流,分析,65,PPT学习交流,3.4 电路如图P3.1（a）所示，晶体管的均为150，rbe均为2k，Q点合适。求解AU、Ri 和Ro。,【解】,给出电路交流通路,66,PPT学习交流,67,PPT学习交流,3.6 图P3.6所示电路参数理想对称，晶体管的均为100，rbb=100，UBEQ0.7V。试计算RW滑动端在中点时T1管和T2管的发射极静态电流IEQ，以及动态参数Ad和Ri。,68,PPT学习交流,3.6 图P3.6所示电路参数理想对称，晶体管的均为100，rbb=100，UBEQ0.7V。试计算RW滑动端在中点时T1管和T2管的

22、发射极静态电流IEQ，以及动态参数Ad和Ri。,【解】：RW滑动端在中点时T1管和T2管的发射极静态电流分析如下：,Ad和Ri分析如下：,69,PPT学习交流,判断图中所示各电路中是否引入了反馈，是直流反馈还是交流反馈，是正反馈还是负反馈，串联还是并联反馈。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。,直流 电压 串联 负反馈,交、直流 电压 串联 正反馈,直流 电压 并联 负反馈,交、直流 电流 并联 负反馈,第6章 放大电路中的反馈,70,PPT学习交流,课 堂 练 习,判断图中所示各电路中是否引入了反馈，是直流反馈还是交流反馈，是正反馈还是负反馈，串联还是并联反馈。设图中所有电容对交流信号均可

23、视为短路。,交、直流 电压 串联 负反馈,交、直流 电压 串联 负反馈,71,PPT学习交流,【例】在图所示所示电路中，已知R210K，R4100 K，求解在深度负反馈条件下的Auf。,反馈通路： T3 、 R4与R2,电路引入电压串联负反馈,电压放大倍数,【解】,72,PPT学习交流,【例】在图所示所示（1）判断电路中反馈的组态； （2）求出在深度负反馈条件下的Af和Auf。,(1) 反馈通路： Rf与Re1,电路引入电压串联负反馈,电压放大倍数,【解】,(2),73,PPT学习交流,【例】 如图所示，已知R110K，R2100 K，R32K，RL5 K。求解在深度负反馈条件下的Auf .,

24、【解】： 反馈通路： T、 R3、 R2与R1 电路引入电流串联负反馈,74,PPT学习交流,【例】估算深负反馈运放的闭环电压放大倍数。,【解】：,该电路为电压并联负反馈。,则闭环电压放大倍数为：,在深度负反馈条件下：,75,PPT学习交流,【解】该电路为电流并联负反馈，在深度负反馈条件下：,故：,闭环电压放大倍数为：,【例】估算深负反馈运放的闭环电压放大倍数。,76,PPT学习交流,判断图中所示各电路中引入了哪种组态的交流负反馈，并计算它们的反馈系数以及深度负反馈条件下的电压放大倍数 。,电路引入电流并联负反馈,课 堂 练 习,电压放大倍数,77,PPT学习交流,判断图中所示各电路中引入了哪

25、种组态的交流负反馈，并计算它们的反馈系数以及深度负反馈条件下的电压放大倍数 。,电路引入电压串联负反馈,课 堂 练 习,电压放大倍数,78,PPT学习交流,判断图中所示各电路中引入了哪种组态的交流负反馈，并计算它们的反馈系数以及深度负反馈条件下的电压放大倍数 。,电路引入电压串联负反馈,课 堂 练 习,电压放大倍数,79,PPT学习交流,【例】判断图中所示电路中引入了哪种组态的反馈，并计算它们的反馈系数以及深度负反馈条件下的电压放大倍数 。,【解】 通过R3和R7引入直流负反馈； 通过R4引入交、直流负反馈。,80,PPT学习交流,通过R4引入交、直流负反馈电流串联负反馈 。,iO,iF,iF

26、,iR9,uF,虚短：,虚断:,输出电流:,考虑交流通路下的负反馈,81,PPT学习交流,6.4-6.9 判断所示各电路中反馈组态，并求反馈系数和电压放大倍数 。,【解】,电路引入交、直流电压串联负反馈,虚短：,虚断:,由此可得:,放大倍数:,uF,82,PPT学习交流,6.4-6.9 判断所示各电路中反馈组态，并求反馈系数和电压放大倍数 。,【解】,电路引入交、直流电压并联负反馈,虚断:,由此可得:,放大倍数:,83,PPT学习交流,6.10 电路如图P6.10所示，已知集成运放的开环差模增益和差模输入电阻均近于无穷大，最大输出电压幅值为14V。填空： 电路引入了 （填入反馈组态）交流负反馈

27、，电路的输入电阻趋近于 ，电压放大倍数AufuO/uI 。设 uI1V，则uO V；若R1开路，则uO变为 V；若R1短路，则uO变为 V；若R2开路，则uO变为 V；若R2短路，则uO变为 V。,电压串联,11,11,1,14,14,1,84,PPT学习交流,6.12 已知一个电压串联负反馈放大电路的电压放大倍数Auf20，其基本放大电路的电压放大倍数Au的相对变化率为10，Auf的相对变化率小于0.1，试问F和Au各为多少？,先求解，再根据深度负反馈的特点求解。,【解】,所以,85,PPT学习交流,【例】：电路如图所示，已知R2R4，R1=R2。试问： （1）uO与uI比例系数是多少？ （

28、2）若R4开路，则比例系数 又是多少？,【解】电路为电流并联负反馈电路,虚短：,虚断:,i2,i1,M点电位:,R2R4，io=i2+iR4，可以得到,比例系数为,第7章 信号的运算和处理,86,PPT学习交流,【例】：电路如图所示，已知R2R4，R1=R2。试问： （1）uO与uI比例系数是多少？ （2）若R4开路，则比例系数 又是多少？,【解】（2）若R4开路，则 电路为电压并联负反馈电路,虚短：,虚断:,比例系数为,87,PPT学习交流,【例】：电路如图所示，已知uO=-55uI，试求R5。并说明若uI与地接反，uI与uO关系将发生什么变化？,【解】 前级构成同相比例运算电路，第二级构成反相比例运算电路。,88,PPT学习交流,可得出，R5=500k,接反，则前级为反相比例运算电路,第二级仍为反相比例运算电路，比例系数-5 因