1、模拟电子技术答案第2章【2-1】 填空： 1本征半导体是 ，其载流子是 和 。两种载流子的浓度 。 2在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于 ，而少数载流子的浓度则与 有很大关系。 3漂移电流是 在 作用下形成的。 4二极管的最主要特征是 ，与此有关的两个主要参数是 和 。 5稳压管是利用了二极管的 特征，而制造的特殊二极管。它工作在 。描述稳压管的主要参数有四种，它们分别是 、 、 、和 。6某稳压管具有正的电压温度系数，那么当温度升高时，稳压管的稳压值将 。 1. 完全纯净的半导体，自由电子，空穴，相等。2. 杂质浓度，温度。3. 少数载流子，(内)电场力。4. 单向导电性，正向导通压
2、降UF和反向饱和电流IS。5. 反向击穿特性曲线陡直，反向击穿区，稳定电压（UZ），工作电流（IEmin），最大管耗（PZmax）和动态电阻（rZ）6. 增大;【2-2】试分析图2.10.1电路，计算电位器调节端对地的输出电压范围。 图2.10.1 题2-2电路图解：二极管的正向特性曲线，当电流较大时，比较陡直，也具有一定的稳压特性。此题就是利用二极管的正向特性来获得比较稳定的低的直流电压值。可以从其他电源转换而来，例如图中的12V直流电源，比通过电阻降压要好。两个二极管正偏工作，a、b二点间的电压为1.4V。330W的电位器跨接在a、b二点之间，a点是+0.7V，b点是-0.7V。Uo对地电
3、压的调节范围-0.7V+0.7V，电位器的中点是0V。【2-3】电路如图2.10.2所示，二极管均为理想二极管，电压U为220V市电，L1、L2和L3为3个灯泡，请分析哪个灯泡最亮。 图2.10.2 题2-3电路图 解 根据题意，电压U为220V交流市电，故该电路的分析应该从正半周和负半周两个方面进行。在正半周，D2导通，L2被短路，D1和D3截止，L1和L3各分得电压110V；在负半周，D1和D3导通，L1和L3被短路，L2上承受220V电压；故L2灯最亮。【2-4】在图2.10.3电路中，U1和U2分别为大小合适的电源，U10、U20时，VD1、VD3导通，VD2、VD4截止，uO为正；当
4、u2RD，要求：1. 画出该放大电路的中频微变等效电路；2. 写出、Ri和Ro的表达式；3. 定性说明当Rs增大时，、Ri和Ro是否变化，如何变化？ 4. 若CS开路，、Ri和Ro是否变化，如何变化？写出变换后的表达式。解： 此题的场效应管是增强型的，所以要用增强型的转移特性曲线方程式 由以上三个式子可求出电路的静态工作点。 1. 略 2. 电压增益 Au=gm（Rd/ RL） 对转移特性曲线方程求导数，可得 输入电阻 输出电阻 3. Rs的增大，会使UGS有所下降，静态工作点的ID下降，gm有所减小，Au有所下降，对Ri和Ro没有什么影响。4. Cs开路，对静态工作点没有影响，但电压增益下降
5、。Cs开路，对Ri和Ro没有什么影响。【4-7】在图4.7.5所示电路中，已知UGS=2V，管子参数IDSS4mA，UpUGS(off)=4V。设电容在交流通路中可视为短路。1. 求电流IDQ和电阻RS。2. 画出中频微变等效电路，用已求得的有关数值计算Au，Ri和Ro（设rDS的影响可以忽略不计）。3. 为显著提高Au，最简单的措施是什么？ 图4.7.5 题4-7电路图 图4.7.6 题4-8电路图解： 场效应管是耗尽型，漏极电流可由下式算出 为显著提高|Au|，应在RS两端并联旁路电容。【4-8】场效应管放大电路如图4.7.6所示，其中Rg1=300，Rg2=120，Rg3=10，Rs=R
6、d=10，CS的容量足够大，VDD16V，设FET的饱和电流，夹断电压Up=UGS(off) = 2V，求静态工作点，然后用中频微变等效电路法求电路的电压放大倍数。若CS开路再求电压放大倍数。解 1. 求静态工作点该放大电路采用耗尽型场效应三极管，分压偏置电路。由于栅极回路无静态电流，所以Rg3中无电流。所以，Rg1和Rg2分压点的电位与栅极电位相等，这种分压偏置可以提高放大电路的输入电阻。由电路得： 上述方程组代入数据得两组解： 第一组：ID=0.46mA UGS= -0.6V 第二组：ID2=0.78mA UGS= -3.8VUp 第二组数据不合理，故工作点为：ID=0.46mA ，UGS
7、= -0.6V 2. 用微变等效电路求电压放大倍数放大器的微变等效电路如图2-13（b）； 图2-13(b) 2-13题的中频微变等效电路 图2-13(c) 无CS的微变等效电路 对转移特性曲线方程式求导数，可得 Au=6.9 3. CS开路时的电压放大倍数CS开路实际上就是电路出现电流串联负反馈，电压增益下降。如果没有学习反馈，仍然可以用微变等效电路法求解。放大器微变等效电路如图2-13(c)。 因为rdRd、Rs 故 于是 第五章【5-1】填空1. 为了放大从热电偶取得的反映温度变化的微弱信号，放大电路应采用 耦合方式。2. 为了使放大电路的信号与负载间有良好的匹配，以使输出功率尽可能加大
8、，放大电路应采用 耦合方式。3. 若两个放大电路的空载放大倍数分别为20和30，则将它们级连成两级放大电路，则其放大倍数为 （a. 600，b. 大于600，c. 小于600）4. 在三级放大电路中，已知|Au1|=50，|Au2|=80，|Au3|=25，则其总电压放大倍数|Au|= ，折合为 dB。5. 在多级放大电路中，后级的输入电阻是前级的 ；而前级的输出电阻则也可视为后级的 。6功率放大电路的主要作用是 。 7甲类、乙类、甲乙类放大电路的是依据晶体管的 大小来区分的，其中甲类放大 ；乙类放大 ；甲乙类放大 。 8乙类推挽功率放大电路的 较高，这种电路会产生特有的失真现象称 ；为消除之
9、，常采用 。9一个输出功率为10W的扩音机电路，若用乙类推挽功率放大，则应选至少为 W的功率管 个。10理想集成运算放大器的放大倍数Au ，输入电阻Ri ，输出电阻Ro 。11通用型集成运算放大器的输入级大多采用 电路，输出级大多采用 电路。1. 直接2. 变压器3. c 小于6004. 105，1005. 负载，后级的信号源，信号源内阻6. 向负载提供足够大的功率；7. 导通角，导通角为360，导通角为180，大于180而小于360；8. 效率，交越失真，甲乙类工作状态；9. 2，2。10. ，011. 差分放大，互补功率输出【5-2】电路如图5.12.1所示 1写出及Ri，Ro的表达式，设
10、1、2、rbe1、rbe2及电路中各电阻均为已知。2设输入一正弦信号时，输出电压波形出现了顶部失真。若原因是第一级的Q点不合适，问第一级产生了什么失真？如何消除？若原因是第二级Q点不合适，问第二级产生了什么失真？又如何消除？ 解： 1 2输出电压波形出现了顶部失真。若原因是第一级的Q点不合适，第一级产生了截止失真，可以通过减小Rb12或增加Rb11的方法消除；若原因是第二级Q点不合适，第二级产生了饱和失真。可以通过增加Rb2的方法消除。【5-3】 某差分放大电路如图5.12.2所示，设对管的=50，rbb=300,UBE=0.7V，RW的影响可以忽略不计，试估算： 1VT1，VT2的静态工作点
11、。 2差模电压放大倍数Aud。 3仿真验证上述结果。 图5.12.1 题5-2电路图 图5.12.2 题5-3电路图解：1静态工作点计算，令 2 【5-4】在图5.12.3所示的差分放大电路中，已知两个对称晶体管的=50，rbe=1.2k。 1画出共模、差模半边电路的交流通路。 2求差模电压放大倍数。3求单端输出和双端输出时的共模抑制比KCMR。解： 1. 在共模交流通路中，电阻R开路，故其半边电路的射极仅接有电阻Re；在差模交流通路中，电阻R的中点电压不变，相当于地，故其半边电路的发射极电阻为Re和R/2的并联。图3-5 （a）共模 （b）差模23双端输出条件下：， ， 单端输出条件下： ，
12、 【5-5】分析图5.12.4中的电路，在三种可能的答案（a：增大；b：减小；c：不变）中选择正确者填空，设元件参数改变所引起的工作点改变不致于造成放大管处于截止或饱和状态。1若电阻Re增大，则差模电压放大倍数 ，共模电压放大倍数 。 2若电阻R增大，则差模电压放大倍数 ；共模电压放大倍数 。3若两个RC增大同样的数量，则差模电压放大倍数 ；共模电压放大倍数 。图5.12.3题5-4电路图 图5.12.4题5-5电路图解：提示：增加，导致减少，增加，故减少，切记不要简单的从的表达式中无确定增加不变。1. b，b； 2. c，a； 3. a，a。【5-6】 在图5.12.5所示的放大电路中，各晶
13、体管的均为50，UBE=0.7V，rbe1=rbe2=3k，rbe4=rbe5=1.6k，静态时电位器RW的滑动端调至中点，测得输出电压Uo=+3V，试计算： 1各级静态工作点：IC1、UC1、IC2、UC2、IC4、UC4、IC5、UC5（其中电压均为对地值）以及Re的阻值。 2总的电压放大倍数（设共模抑制比极大）。图5.12.5题5-6电路图解：1静态工作点计算： =20 A= 0.52 mA 2.6 V因为 所以, 3.9 k2. 在不考虑共模输出的条件下，第一级差分电路单端输入，双端输出。定义的参考方向端为 + 。 9.83第二级为双端输入，单端输出 46.88 460.8 【5-7】
14、在图5.12.6功放电路中，已知VCC=12V，RL=8。ui为正弦电压，求： 1在UCES=0的情况下，负载上可能得到的最大输出功率； 2每个管子的管耗PCM至少应为多少？3每个管子的耐压至少应为多少？ 解：1. POmax=VCC2/2RL=9W； 2. PCM0.2Pomax=1.8W，| UBRCEO |2VCC=24V。【5-8】电路如图5.12.7所示，已知VT1，VT2的饱和压降为2V，A为理想运算放大器且输出电压幅度足够大，且能提供足够的驱动电流。ui为正弦输入电压。 1计算负载上所能得到的最大不失真功率； 2求输出最大时输入电压幅度值Uim；3说明二极管VD1，VD2在电路中
15、的作用。 图5.12.6 题5-7电路图 图5.12.7 题5-8电路图解： 1. Uom=VCC-UCE（sat）RL/（Re+RL）=12.48V Pomax=3.2W； 2. Au- RF/R1= -12，故Uim=Uom/| Au |=1.04V； 3. 为T1、T2提供一定的静态偏置电压，以克服输出信号的交越失真。【5-9】单电源乙类互补OTL电路如图5.12.8所示，已知VCC=12V，RL=8，Ui为正弦电压。1. 求UCES=0的情况下，电路的负载上可能得到的最大输出功率Pom是多少？2. 如何选择图中晶体管？3. 在负载电阻不变的情况下，如果要求Pom=9W，试问VCC至少应
16、该多大？图5.12.8 例5-9电路图解 1. 求最大输出功率Pom、效率和管耗PT最大输出功率Pom为: 2. 晶体管必须满足的条件最大集电极电流 反向击穿电压 最大管耗3. 由，可求得【5-10】OTL互补对称式功率放大电路如图5.12.9所示，试分析与计算1. 该电路VT1、VT2管的工作方式为哪种类型？2. 静态时VT1管射极电位UE是多少？负载电流IL是多少？3. 电位器RW的作用？4. 若电容C足够大，VCC=15V，晶体管饱和压降UCES=1V，RL=8，则负载RL上得到的最大不失真输出功率Pom为多大？图5.12.9 例5-10电路图解1. 功率放大电路按其晶体管导通时间的不同
17、，可分为甲类、乙类、甲乙类、丙类和丁类。该电路中在输入信号周期内，管子导通时间大于半个周期而小于整个周期，属于甲乙类工作方式。2. 二级管VD1、VD2产生的压降为VT1、VT2管提供一个适当的静态偏压，使VT1、VT2管处于微导通状态。由于电路对称，静态时没有输出电压。动态时，由于电路工作在甲乙类，即使输入信号很小（VD1、VD2的交流电阻也小），基本上可以线性地进行放大，有效地消除了交越失真。3. 静态时，VT1管射极电位。由于电容C的隔直作用，负载RL上没有电流，即IL=0。4. 调解电位器RW，使VT1、VT2管基极间有一个合适的电流ID和压降UB1B2，电流ID通常远大于IB1、IB
18、2，而压降UB1B2确保VT1和VT2管在静态时处于微导通状态。另外调节电位器RW可以使电容C2两端的电压为。5. 电路的最大不失真输出功率Pom为代入所有参数，得。第六章【6-1】在图6.11.1所示的电路中，A均为理想运算放大器，其中的图(e)电路，已知运放的最大输出电压大于UZ，且电路处于线性放大状态，试写出各电路的输出与输入的关系式。(a) (b)(c) (d) (e)图6.11.1题6-1电路图解： 图（a）：uO=-2uI； 图（b）： ； 图（c）：uO=-uI+2uI =uI； 图（d）：； 图（e）： 故得。【6-2】电路如图6.11.2(a)所示。1. 写出电路的名称。2.
19、 若输入信号波形如图(b)所示，试画出输出电压的波形并标明有关的电压和所对应的时间数值。设A为理想运算放大器，两个正、反串接稳压管的稳压值为5V。3. 对电路进行仿真，验证计算结果。 图6.11.2 题6-2电路图解：1. 带限幅的反相比例放大电路； 2. 当| uI |1V时，电路增益Auf=-5；当| uI |1V时，| uO|被限制在5V。波形如图4-3。图4-3 【6-3】在图6.11.3所示的增益可调的反相比例运算电路中，已知R1Rw=10k、R2=20k、UI=1V，设A为理想运放，其输出电压最大值为12V，求：1 当电位器Rw的滑动端上移到顶部极限位置时，Uo=?2 当电位器Rw
20、的滑动端处在中间位置时，Uo=?3 电路的输入电阻Ri=？图6.11.3 题6-3电路图解： 1. 2. 3. ri=R1=10k。【6-4】图6.11.4中的D为一个PN结测温敏感元件，它在20时的正向压降为0.560V，其温度系数为2mV/，设运放是理想的，其他元件参数如图所示，试回答：1 I流向何处？它为什么要用恒流源？2 第一级的电压放大倍数是多少？3 当Rw的滑动端处于中间位置时，Uo(20)=？Uo(30)=？4 Uo的数值是如何代表温度的(Uo与温度有何关系)？5 温度每变化一度，Uo变化多少伏？图6.11.4 题6-4电路图解： 1. I全部流入二极管VD。因uD=f（iD，T
21、），为使测温时uD=f（T），应使iD为常数， 此处的二极管电流I要采用恒流源提供。 2. Au1=5；3. uO1（20）=2.8V，uO1（30）=2.7V；Up= -3V；于是，uO（20）=0.2V，uO1（30）=0.3V4. uO=0.20V代表20，uO=0.30代表30，以此类推。总之，在数值上，T（）与100uO（V）相当。5. 温度每变化1，uO变化10mV。【6-5】在图6.11.5所示电路中，运放为理想的，电阻，电容C=100mF。设时，求当时的输出电压值。图6.11.5 题6-5电路图解： = 3 V此电流为电容C充电当 t = 10 s 时, = 3.67 V【6-
22、6】用理想运放组成的电路如图6.11.6所示，已知，试求的值。图6.11.6 题6-6电路图解： 【6-7】设图6.11.7中的运算放大器都是理想的，输入电压的波形如图6.11.7(b)所示，电容器上的初始电压为零，试画出uo的波形。 (a) (b)图6.11.7 题6-7电路图解： (t的单位为 s )UO=3UI1+0.1。【6-8】 用集成运算放大器实现下列运算关系要求所用的运放不多于三个，画电路图，元件要取标称值，取值范围为 1kR1M 0.1FC10F解：图4-9 【6-9】 电路如图6.11.8所示，已知UI1=1V、UI2=2V、UI3=3V、UI4=4V(均为对地电压)， R1
23、=R2=2k，R3=R4= RF=1k 求Uo。图6.11.8 题6-9电路图【6-10】 图6.11.9是利用两个运算放大器组成的具有较高输入电阻的放大电路。试求出uO与uI1、uI2的运算关系式。图6.11.9 题6-10电路图【6-11】电路如图6.11.10所示，证明：=2图6.11.10 题6-11电路图解：令 , 电路等效为图412.由虚短虚断的概念,对节点A, B 分别有于是, 图4-12【6-12】图6.11.11是应用运算放大器测量电压的原理电路，共有0.5、1、5、10、50V五种量程，求、的阻值。(输出端接有满量程5V，500A的电压表。) 解： ，【6-13】图6.11
24、.12是应用运算放大器测量小电流的原理电路，求、的阻值。(输出端接的电压表同上题。) 图6.11.11 题6-12电路图 图6.11.12 题6-13电路图【6-14】电路如图6.11.13所示，其中二极管和集成运放都是理想的，。R1= 1kW、R2= 2kW、R3= 2kW、R4= 100kW。画出电路的传输特性。 图6.11.13 题6-14电路图解：当Uom =+15V时，二极管导通，稳压管击穿，运放的正反馈回路导通此时输出uo=6V。此时电路的阈值当输入电压大于4V时，运放的输出跳变为Uom = -15V，此时二极管VD1和VD2截止，R2回路不通，运放的阈值变为于是可以画出电路的传输
25、特性，见图13-11(b)。图13-11(b) 电压传输特性【6-15】已知反相滞回比较器如图6.11.14(a)所示，A为理想运放，输出电压的两个极限值为，VD为理想二极管，输入三角波电压的波形如图6.11.14(b)所示，峰值10V。试画出相应的输出波形。(a) (b) 图6.11.14 题6-15电路图解： 当时，D导通，阈值电压； 当时，D截止，阈值电压。（-1.5V）输出波形见图13-12(c)。 (a) (b) (c)图13-12 题13-12电路图【8-1】判断下列说法是否正确。1.只要具有正反馈，电路就一定能产生振荡。（ ）2.只要满足正弦波振荡电路的相位平衡条件，电路就一定振
26、荡。（ ）3.凡满足振荡条件的反馈放大电路就一定能产生正弦波振荡。（ ）4.正弦波振荡电路自行起振荡的幅值条件是。（ ）5.正弦波振荡电路维持振荡的条件时。（ ）6.在反馈电路中，只要安排有LC谐振电路，就一定能产生正弦波振荡。（ ）。7.对于LC正弦波振荡电路，若已满足相位平衡条件，则反馈系数越大越容易起振。（ ）电容三点式振荡电路输出的谐波成分比电感三点式的大，因此波形较差。（ ）1. （ 否，还要看相位平衡条件。）2. （ 否，还要看幅度平衡条件。）3. （ 否，需要有选频网络。）4. （ 否，应大于1。）5. （ 是。）6. （ 否，还需要有正反馈。）7. （ 是，反馈系数决定振荡的幅
27、度条件。）8. （ 否，因电容三点式振荡电路的反馈信号从电容器上取出，反馈信号中的高次谐波分量较小，所以振荡波形相对于电感三点式振荡电路输出的波形要好一些。）【8-2】试用相位平衡条件判断图8.10.1所示电路是否能振荡？若能振荡，请求出振荡频率。若不能振荡，请修改成能振荡的电路，并写出振荡频率。 图8-10-1 题8-2电路图 图8-10-113-2(b) 题8-2电路的改接成正反馈解：用瞬时极性法判断为负反馈，不能振荡。应将图13-2改为图13-2(b)可满足相位平衡条件。忽略VT1基极回路的影响，振荡频率为【8-3】在图8.10.2所示的三个电路中，应如何进一步连接，才能成为正弦波振荡电
28、路？(a) (b) (c)图8.10.2 题8-3电路图解：图(a)，接；接；接地。图(b)，接；接；接；接地。图(c)，接；接；接地。【8-4】为了使图8.10.3中各电路能够产生正弦波振荡，请将图中j、k、m、 n、 p各点正确连接。图8.10.3 题8-4电路图解： 正确连线分别见下图中的(d)、(e)、(f)。【8-5】电路如图8.10.4所示。试用相位平衡条件判断哪些电路可能振荡？哪些电路不可能振荡?并说明理由，对于不能振荡电路，应如何改接才能振荡？图中Ce 、Cb对交流信号可认为短路。 (a) (b) (c)图8.10.4 题8-5电路图解： 图（a）电路不满足自激振荡相位条件，故
29、不能振荡。改进办法见电路图13-6(b)。图（b）电路不能振荡。因为LC并联回路在谐振时阻抗趋于无穷大，因而电路不能形成正反馈通路。将LC并联回路改为串联谐振回路，见电路图13-6(c)。图（c）电路虽满足自激振荡相位条件，但由于发射极有耦合电容，反馈量将被短接至地，因此该电路不能振荡。去掉发射极与地之间的电容Ce即可，见电路图13-6(d)。图13-6(b) 图13-6(c) 图13-6(d) 【8-6】如图8.10.5所示电路中。1. 为了能产生正弦波振荡，该电路中的集成运放的两个输入端各应该是什么输入端？2. 当这个电路能产生正弦波振荡时，它的振荡频率表达式各如何？的温度系数为正还是负？图8.10.5 题8-6电路图解1电路中的L与C组成并联谐振回路，当时，其阻抗最大，呈纯电阻特性。由于该电路有两个反馈，从电
