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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)。A.增大B.不变C.减小(3)工作在放大区的某三极管,如果当IB从 12 uA 增大到 22 uA 时,IC从 lmA 变为 2mA,那么它的 约为(C)。A.83 B.91 C.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将(A)。A.增大;B.不变;C.减小1.2 电路如 图 P1.2 所示,已知10siniut(V),
2、试画出iu与ou的波形。设二极管导通电压可忽略不计。图 P1.2 解图 P1.2 解:iu与ou的波形如 解图 Pl.2 所示。1.3 电路如 图 P1.3 所示,已知tuisin5(V),二极管导通电压UD=0.7V。试画出iu与ou的波形图,并标出幅值。图 P1.3 解图 P1.3 1.4 电路如 图 P1.4 所示,二极管导通电压UD=0.7V,常温下mVUT26,电容 C 对交流信号可视为短路;iu为正弦波,有效值为10mV。试问二极管中流过的交流电流的有效值为多少?2 解:二极管的直流电流()/2.6DDIVURmA其动态电阻:/10DTDrUI图 P1.4故动态电流的有效值:/1d
3、iDIUrmA1.5 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:(1)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?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;6V。1.6 已知 图 Pl.6 所示电路中稳压管的稳定电压6ZUV,最小稳定电流min5ZImA,最大稳定电流max25ZImA。(1)分别计算IU为 10V、15V、35V 三种情况下输出电压OU的值;(2)若35IUV时负载开路,则会出现什么现象?为什么?解:(1)只有当加在稳压管两
4、端的电压大于其稳压值时,输出电压才为6V。VUI10时,VURRRUILLO3.3;VUI15时,5LOILRUUVRR;VUI35时,11.7LOIZLRUUVURR,VUUZO6。(2)当负载开路时,mAImARUUIZZIZ2529max,故稳压管将被烧毁。1.7 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?3 解:(1)S 闭合。(2)R 的范围为:minmax()/233DDRVUImaxmin()/700DDRVUI图 P1.7 1.8 现测得放
5、大电路中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。(a)(b)(a)(b)图 Pl.8解图 Pl.8 解:答案如 解图 Pl.8 所示。放大倍数分别为1/10100amAA和5/10050bmAA1.9 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锗管。图 P1.9解:如解图 1.9。4 解图 1.9 1.10 电路如 图 P1.10 所示,晶体管导通时0.7BEUV,=50。试分析BBV为 0V、1V、3V三种情况下T 的工作状态及输出电压Ou的值。解:(1
6、)当0BBV时,T 截止,12OuV。(2)当1BBVV时,因为60BBBEQBQbVUIAR3CQBQIImA9OCCCQcuVIRV图 P1.10所以 T 处于放大状态。(3)当3BBVV时,因为460BBBEQBQbVUIAR,2311.3CCCESCQBQCScVUIImAImAR?,所以 T 处于饱和状态。1.11 电路如 图 Pl.11 所示,晶体管的 =50,0.2BEUV,饱和管压降0.1CESUV;稳压管的稳 定 电 压5ZUV,正向导通电压0.5DUV。试问:当0IuV时Ou?;当5IuV时Ou?解:当0IuV时,晶体管截止,稳压管击穿,5OZuUV。5 当5IuV时,晶体
7、管饱和,0.1OuV。因为:图 P1.11480IBEBbuUIAR,24CBIImA,0ECCCCcUVIR1.12 分别判断 图 Pl.12 所示各电路中晶体管是否有可能工作在放大状态。(a)(b)(c)(d)(e)图 P1.12 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。1.13 已知放大电路中一只N 沟道场效应管三个极、的电位分别为4V、8V、12V,管子工作在恒流区。试判断它可能是哪种管子(结型管、MOS 管、增强型、耗尽型),并说明、与 G、S、D 的对应关系。解:管子可能是增强型管、耗尽型管和结型管,三个极、与 G、S、D 的
8、对应关系如 解图 Pl.13 所示。6 解图 Pl.13 1.14 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(如解图 Pl.14(a)所示),读出其与各条曲线交点的纵坐标值及GSu值,建立()DGSif u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。1.15 电路如 图 P1.15 所示,T 的输出特性如 图 Pl.14 所示,分析当Iu=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
9、启电压为5V,根据 图 Pl.15 所示电路可知GSIuu。当Iu=4V 时,GSu小于开启电压,故T 截止。当Iu=8V 时,设 T 工作在恒流区,根据输出特性可知0.6DimA,管压降10DSDDDduVi RV,7 因此,2GDGSDSuuuV,小于开启电压,说明假设成立,即T 工作在恒流区。图 Pl.15当Iu=12V 时,由于12DDVV,必然使 T 工作在可变电阻区。l.16 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。(a)(b)(c)(d)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
10、示,稳压管的稳定电压3ZUV,R 的取值合适,Iu的波形如图(c)所示。试分别画出1Ou和2Ou的波形。(a)(b)(c)补图 P1 解:波形如下图所示8 补充 2.在温度 20oC 时某晶体管的2,CBOIA试问温度是60oC 时的CBOI?解:44602022232CBOCBOIIA。补充 3.有两只晶体管,一只的=200,200CEOIA;另一只的=100,10CEOIA,其它参数大致相同。你认为应选用哪只管子?为什么?解:选用 =100,10CEOIA的管子,因其 适中,CEOI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 大于多少时晶体管饱和?解:取C
11、ESBEUU,若管子饱和,则CCBECCBEbcVUVURR,即bcRR所以,100bcRR时,管子饱和。补图 P49 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。(a)(b)(c)(d)图 P2.1 解:(a)将-VCC改为+VCC。(b)在+VCC与基极之间加Rb。(c)将 VBB反接,且在输入端串联一个电阻。(d)在 VBB支路加 Rb,在-VCC与集电极之间加Rc。2.2 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。(a)(b)(c)(d)图
12、P2.2 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;10(a)(b)(c)(d)解图 P2.2 2.3 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uioQARR&、和的表达式。解:图(a):123(1)CCBEQBQVUIRRR,CQBQII,(1)CEQCCBQcUVIR。23/ubeRRAr&,1/ibeRrR,23/oRRR图(b):223123()/(1)BQCCBEQRIVURRRRR,CQBQII,41CEQCCCQEQUVIRIR。4ubeRAr&,1/1beirRR,4oRR。2.4
13、电路如 图 P2.4(a)所示,图(b)是晶体管的输出特性,静态时0.7BEQUV。利用图解法分别求出LR和3LRk时的静态工作点和最大不失真输出电压omU(有效值)。11(a)(b)图 P2.4 解:空载时:20,2,6BQCQCEQIA ImA UV;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:20,2,3BQCQCEQIA ImA UV;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 P2.5 2.5在 图P2.5 所 示 电 路 中,已 知 晶 体 管 的=80,ber=1k,20iUmV&,静 态 时0.7
14、BEQUV,4CEQUV,20BQIA。判断下列结论是否正确,在括号内打“”和“”表示。(1)3420020 10uA&()(2)45.710.7uA&()(3)80 54001uA&()(4)80 2.52001uA&()(5)20120iRkk()(6)0.7350.02iRkk()(7)3iRk()(8)1iRk()12(9)5ORk()(10)2.5ORk()(11)20SUmV&()(12)60SUmV&()2.6 电路如 图 P2.6 所示,已知晶体管=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
15、情况;(2)Rb1短路;(3)Rb1开路;(4)Rb2开路;(5)Rb2短路;(6)RC短路;图 P2.6 图 P2.7解:(1)2117416311CCBEBEBbbVUUIARR,1.32CBIImA,8.3CCCCcUVI RV。(2)Rb1短路,0BCII,15CUV。(3)Rb1开路,临界饱和基极电流23.7CCCESBScVUIAR,实际基极电流2174CCBEBbVUIAR。由于BBSII,管子饱和,VUUCESC5.0。(4)Rb2开路,无基极电流,15CCCUVV。(5)Rb2短路,发射结将烧毁,CU可能为15V。13(6)RC短路,15CCCUVV。2.7 电路如 图 P2
16、.7 所示,晶体管的=80,100bbr。分别计算LR和3LRk时的 Q 点、uA&、iR和oR。解:在空载和带负载情况下,电路的静态电流、ber均相等,它们分别为:22CCBEQBEQBQbsVUUIARR1.76CQBQIImA26(1)1.3bebbEQmVrrkI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:6.2CEQCCCQcUVIRV;308cubeRAr&/1.3ibbebeRRrrk;93beusubesrAArR&5ocRRk3LRk时,静态管压降、电压放大倍数分别为:(/)2.3LCEQCCCQcLLcRUVIRRVRR(/)115cLubeRRAr&34.
17、7beusubesrAArR&/1.3ibbebeRRrrk5ocRRk。2.8 若将 图 P2.7 所示电路中的NPN 管换成 PNP 管,其它参数不变,则为使电路正常放大电源14 应作如何变化?Q 点、uA&、iR和oR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、uA&、iR和oR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Rb。2.9 已知 图 P2.9 所示电路中,晶体管=100,ber=1.4k。(1)现已测得静态管压降UCEQ=6V,估算 R
18、b;(2)若测得iU和oU的有效值分别为1mV 和 100mV,则负载电阻RL为多少?解:(1)mARUVIcCECCC2,AIICB20/,kIUVRBBECCb565。(2)由(/)100ocLuibeURRAUr&,可得:2.625LRk。图 P2.9 2.10 在图 P2.9 所示电路中,设静态时2CQImA,晶体管饱和管压降0.6CESUV。试问:当负载电阻LR和3LRk时,电路的最大不失真输出电压各为多少伏?解:由于2CQImA,所以6CEQCCCQcUVIRV。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3.822CEQCESomUUUV3LRk时,当输入信号增大到一
19、定幅值,电路首先出现截止失真。故2.122CQLomIRUV2.11 电路如 图 P2.11所示,晶体管=100,bbr=100。15(1)求电路的 Q 点、uA、iR和oR;(2)若改用 =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:1122bBQCCbbRUVVRR1BQBEQEQfeUUImARR101EQBQIIAe(R)5.7CEQCCEQcfUVIRRV图 P2.11动态分析:26(1)2.73bebbEQmVrrkI(/)7.7(1)cLubefRRArR&12/(1)3.7ibbbefRRRrRk
20、5ocRRk(2)=200 时,1122bBQCCbbRUVVRR(不变);1BQBEQEQfeUUImARR(不变);51EQBQIIA(减小);e(R)5.7CEQCCEQcfUVIRRV(不变)。(3)Ce开路时,(/)/1.92(1)()cLcLubeefefRRRRArRRRR&(减小);12/(1)()4.1ibbbeefRRRrRRk(增大);16 5ocRRk(不变)。2.12 电路如 图 P2.12 所示,晶体管的=80,ber=1k。(1)求出 Q 点;(2)分别求出 RL=和 RL=3k 时电路的uA&、iR和oR。解:(1)求解 Q 点:32.3(1)CCBEQBQbe
21、VUIARR(1)2.61EQBQIImA7.17CEQCCEQeUVIRV(2)求解放大倍数和输入、输出电阻:RL=时;(1)0.996(1)eubeeRArR&图 P2.12/(1)110ibbeeRRrRkRL=3k时;(1)(/)0.992(1)(/)eLubeeLRRArRR&/(1)(/)76ibbeeLRRrRRk输出电阻:/371sbbeoeRRrRR2.13 电路如 图 P2.13 所示,晶体管的=60,100bbr。(1)求解 Q 点、uA、iR和oR(2)设 Us=10mV(有效值),问?iU,?oU若 C3开路,则?iU,?oU解:(1)Q 点:17 31(1)CCBE
22、QBQbeVUIARR1.86CQBQIImA图 P2.13()4.56CEQCCEQceUVIRRVuA、iR和oR的分析:26(1)952bebbEQmVrrI,(/)95cLubeRRAr&/952ibbeRRr,3ocRRk。(2)设 Us=10mV(有效值),则3.2iissiRUUmVRR;304ouiUAUmV&若 C3开路,则:/(1)51.3ibbeeRRrRk,/1.5cLueRRAR&9.6iissiRUUmVRR,14.4ouiUAUmV&。2.14 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。要求保留电路的共漏接法。(a)(b)18(c)(d
23、)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。(a)(b)(c)(d)解图 P2.14 2.15 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uA、iR和oR。19(a)(b)(c)图 P2.15 解:(1)在转移特性中作直线GSDsui R,与转移特性的交点即为Q 点;读出坐标值,得出1,2DQGSQImA UV。如 解图 P2.15(a)所示。(a)(b)解图 P2.
24、21在输出特性中作直流负载线()DSDDDdsuViRR,与2GSQUV的那条输出特性曲线的交点为Q 点,3DSQUV。如 解图 P2.21(b)所示。20(2)首先画出交流等效电路(图略),然后进行动态分析。()21/DSDmUDSSDQGSGS offigIImV VuU5umdAg R&;1igRRM;5odRRk2.16 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。求解电路的Q 点和uA&。(a)(b)图 P2.16 解:(1)求 Q 点:根据电路图可知,3GSQGGUVV。从转移特性查得,当3GSQUV时的漏极电流:1DQImA因此管压降5DSQDDDQdUV
25、IRV。(2)求电压放大倍数:()22/mDQDOGS thgIImA VU,20umdAg R&2.17 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,则可采取哪些措施?(2)若想增大uA&,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 R1、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 R1、RS。(2)若想增大uA&,就要增大漏极静态电流以增大mg,故可增大R2或减小 R1、RS。21 2.18 图 P2.18 中的哪些接法可以构成复合管?标出它
26、们等效管的类型(如NPN 型、PNP 型、N 沟道结型)及管脚(b、e、c、d、g、s)。(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)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。(f)构成 PNP 型管,上端为发射极,中端为基极,下端为集电极。(g)构成 NPN 型管,上端为集电极,中端为基极,下端为发射极。22 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。(a)(b)(c)(d)(e)(f
27、)图 P3.1 解:(a)共射,共基(b)共射,共射(c)共射,共射(d)共集,共基(e)共源,共集(f)共基,共集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uA、iR23 和oR的表达式。(a)(b)(c)(d)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uA、iR和oR的表达式分别为:(a):122232311223/(1)(1)(1)beubebeRrRRARrrR&;11ibeRRr;2232/1beorRRR(b):123224112322(1)(/)()(1)(/)beubebebeRRrRAr
28、RRrr&111232/(1)(/)ibebeRRrRRr;4oRR24(c):1222231122/(1)(1)bedubebedRrrRArRrr&11ibeRRr;3oRR(d):2846722(/)()umbebeRAgRRRrr&123/iRRRR;8oRR(a)(b)(c)(d)解图 P3.2 3.3 基本放大电路如 图 P3.3(a)、(b)所示,图(a)虚线框内为电路,图(b)虚线框内为电路。25 由电路、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;(2)哪些电路的输出电阻较小;(3)哪
29、个电路的电压放大倍数最大。(a)(b)(c)(d)(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。3.4 电路如图 P3.l(a)(b)所示,晶体管的 均为 150,ber均为2k,Q 点合适。求解uA&、iR和oR。解:在图(a)所示电路中2121111beuberAr&;2322225ubeRAr&;26 12225uuuAAA&121/1.35ibeRRRrk;33oRRk。在图(b)所示电路中11211(/)136beubeRrAr&;242275ubeRAr&121020
30、0uuuAAA&5231(/)/2ibeRRRRrk;41oRRk3.5 电路如 图 P3.l(c)、(e)所示,晶体管的 均为 200,ber均为3k。场效应管的gm为 15mS;Q 点合适。求解uA&、iR和oR。解:在图(c)所示电路中13211(/)125beubeRrAr&;2422133.3ubeRAr&1216666.7uuuAAA&;11/3ibeRRrk;42oRRk在图(e)所示电路中1242/(1)30umbemAgRrRg R&424(1)1(1)ubeRArR&1230uuuAAA&;110MiRR;24/251beorRRR3.6 图 P3.6 所示电路参数理想对称
31、,晶体管的均为 100,100bbr,0.7BEQUV。试求 Rw的滑动端在中点时T1管和 T2管的发射极静态电流EQI以及动态参数Ad和 Ri。27 图 P3.6 图 P3.7 解:Rw 滑动端在中点时T1管和 T2管的发射极静态电流EQI分析如下:22WBEQEQEQeEERUIIRV0.51722EEBEQEQWeVUImARR动态参数 Ad和 Ri分析如下:26(1)5.18bebbEQmVrrkI98(1)/2cdbeWRArR2(1)20.5ibeWRrRk3.7 电路如 图 P3.7 所示,T1和 T2两管的均为 140,ber均为 4k。试问:若输入直流信号mVuI201,mV
32、uI102,则电路的共模输入电压?Icu差模输入电压?Idu输出动态电压?ou解:电路的共模输入电压ICu、差模输入电压Idu、差模放大倍数dA和动态电压Ou分别28 为:12152IIICuuumV;1210IdIIuuumV1752cdbeRAr;1.75OdIduA uV3.8 电路如 图 P3.8 所示,Tl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。图 P3.8 图 P3.9解:差模放大倍数和输入电阻分别为:200dmdAg R;iR。3.9 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1和 2,b-e 间动态
33、电阻分别为1ber和2ber。解:Ad和 Ri的近似表达式分别为12112(/)2(1)LcdbebeRRArr;1122(1)ibebeRrr3.10 电路如 图 P3.10 所示,Tl T5的电流放大系数分别为15,b-e间动态电阻分别为rbe1rbe5,写出 Au、Ri和 Ro的表达式。29 图 P3.10 图 P3.11 解:Au、Ri和 Ro的表达式分析如下:11244511/(1)2ObeuIbeuRrRAur24655722445/(1)(1)ObeuIbeuRrRAurR35733557(1)(1)OuIbeuRAurR123OuuuuIuAAAAu;12ibebeRrr;56
34、75/1beorRRR3.11 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。试问:(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 Uo?若此时R3开路,则 Uo?若 R3短路,则 Uo?解:(1)最大不失真输出电压有效值为:7.782CCCESomVUUV故在不失真的情况下,输入电压最大有效值:max77.8omiuUUmVA&(2)Ui=10mV,则 Uo1V(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11OUV(直流);
35、若R3短路,则11.3OUV(直流)。30 第 4 章 集成运算放大电路习题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 1V 以下微弱信号的量测放大器,应选用()。(4)作内阻为 100k。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()。4.2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
36、于哪种类型的运放。表 P4.3 特性指标AodridUIOIIOIIB-3dBfHKCMRSR 增益带宽单位dBMmV nAnA Hz dBV/VMHz A1100 2 5 200 600 7 86 0.5 A2130 2 0.01 2 40 7 120 0.5 A3100 1000 5 0.02 0.03 86 0.5 5 A4100 2 2 20 150 96 65 12.5 解:A1为通用型运放,A2为高精度型运放,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、IC2各为多少。图 P4.3
37、图 P4.4 解:因为 Tl、T2、T3的特性均相同,且UBE 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IC。先求出 R 中电流,再求解IC1、IC2。31 40100CCBEBERVUUIAR030331(1)CBRCBCCIIIIIII223CRII当(1)3时,12100CCRIIIA。4.4 电路如 图 P4.4 所示,Tl 管的低频跨导为gm,Tl和 T2管 d-s 间的动态电阻分别为rds1和 rds2。试求解电压放大倍数/uOIAuu的表达式。解:由于 T2和 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
38、 电 阻 分 别 为rds1和rds2,所 以 电 压 放 大 倍 数uA的 表 达 式 为:1212(/)(/)ODdsdsumdsdsIIuirrAgrruu。4.5 电路如 图 P4.5 所示,Tl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12/()uOIIAuuu的表达式。图 P4.5 图 P4.6 解:在图示电路中:1234DDDDiiii;242112ODDDDDiiiiii32 121()2IIDmuuig;12()OmIIiguu电压放大倍数:24241212(/)(/)(
39、)()OOdsdsumdsdsIIIIuirrAgrruuuu4.6 电路如 图 P4.6 所示,具有理想的对称性。设各管均相同。(1)说明电路中各晶体管的作用;(2)若输入差模电压为12()IIuu产生的差模电流为Di,则电路的电流放大倍数OiDiAi?解:(1)图示电路为双端输入、单端输出的差分放大电路。Tl和 T2、T3和 T4分别组成的复合管为放大管,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,将左半部分放大管的电流变化量转换到右边,故输出电流变化量及电路电流放大倍数分别为:2(1)ODii;2(1)OiDiAi。4.7 电路如 图
40、 P4.7 所示,Tl和 T2管的特性相同,所有晶体管的均相同,Rcl远大于二极管的正向电阻。当120IIuuV时,0OuV。(1)求解电压放大倍数的表达式;(2)当有共模输入电压时,?Ou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:33 3111/2becuberRAr,223cubeRAr。12uuuAAA。(2)当有共模输入电压时,Ou近似为零。由于1cdRr,12CCuu,因此30BEu,故0Ou。4.8 电路如 图 P4.8 所示,Tl和 T2管为超管,电路具有理想的对称性。选择合适的答案填入空内。(1)该电路采用了(C)。A 共集-共基接法B 共集
41、-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(3)电路采用超管能够(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(4)Tl和 T2管的静态压降约为(A)。A0.7VB 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,2;反相输入端的输入电流为1Ii,同相输入端的输入电流为2Ii。试问:(l)2?Ci;(2)3?Bi;(3)12/()?uiOIIAuii解:(l)因为 Tl和 T2为镜像关系,且 2,所以:212CCIiii(2)31212BICIIiiiii(3)输出电压
42、的变化量和放大倍数分别为:333OCcBcuiRiR图 P4.934 1233/()/uiOIIOBcAuiiuiR4.10 比较图 P4.10 所示两个电路,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)图 P4.10 解:在图(a)所示电路中,Dl、D2使 T2、T3 微导通,可消除交越失真。R 为电流采样电阻,D3对 T2起过流保护。当 T2导通时,321DBEODuui Ru,未过流时Oi R较小,因3Du小于开启电压使 D3 截止;过流时因3Du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)所示电路中,T4、T 5使 T
43、 2、T 3微导通,可消除交越失真。R2为电流采样电阻,T 6 对 T 2起过流保护。当T 2导通时,62BEOui R,未过流时2Oi R较小,因6BEu小于开启电压使T6截止;过流时因6BEu大于开启电压使T 6导通,为 T 2基极分流。T 7对 T 3起过流保护,原因与上述相同。4.11 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:(1)100A 电流源的作用;(2)T 4的工作区域(截止、放大、饱和);(3)50A 电流源的作用;(4)T5与 R 的作用。35 图 4.11 图 P4.12 解:(1)为 T l提供静态集电极电流、为T 2提供基极电流,并作为T
44、l的有源负载。(2)T 4截止。因为:4123BCORBBuuuuuu,4EOuu,44BEuu。(3)50A 电流源为 T 3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。52BEOui R,未过流时 T5电流很小;过流时使550EiA,T 5更多地为 T 3的基极分流。4.12 电路如 图 P4.12 所示,试说明各晶体管的作用。解:T l为共射放大电路的放大管;T 2和 T 3组成互补输出级;T 4、T 5、R2组成偏置电路,用于消除交越失真。4.13 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)
45、T 3与 T 4的作用;(3)电流源 I3的作用;(4)D2与 D3的作用。图 P4.1336 解:(1)uI1为反相输入端,uI2为同相输入端。(2)为 T l和 T 2管的有源负载,将 T l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 T 6设置静态电流,且为T 6的集电极有源负载,增大共射放大电路的放大能力。(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)T 19、T
46、20和 R8组成的电路的作用是什么?图 P4.14 解:(1)由 T 10、T 11、T 9、T 8、T 12、T 13、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;T 14 T 16构成共集-共射-共集电路;T 23、T 24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23242019BBBEBEUUUU23242019BBBEBEUUUU使 T 23、T 24处于微导通,从而消除交越失真。37 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bbr、C、C,ibeRr。填空:除要求填写表达式的之外,其
47、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Lf(112(/)sbbeRRrC)。当 RS减小时,Lf将();当带上负载电阻后,Lf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Hf(12/(/)b ebbbsrrRRC);当 RS为零时,Hf将();当 Rb减小时,gm将(),C将(),Hf将()。图 P 5.1 图 P 5.2 5.2 已知某电路的波特图如图 P5.2 所示,试写出uA&的表达式。解:设电路为基本共射放大电路或基本共源放大电路。55323.210(1)(1)(1)(1)101010ujfAfffjjjjf&5.3 已知某共射
48、放大电路的波特图如图 P5.3 所示,试写出uA&的表达式。38 图 P5.3 图 P5.4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uA&的表达式为:25510010110(1)(1)(1)(1)(1)(1)2.5 101010ufAfffjjfjjjfjf&5.4 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;(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Hf为多少?解:(1)因
49、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;(3)当 f=104Hz 时,00453135;当 f=105Hz 时,903270oo。(4)该电路的33410(1)10uAfj&;上限频率为5.21.1 3HHffkHz5.5 已知某电路电压放大倍数:510(1)(1)1010ujfAffjj&试求解:(1)umA&?Lf?Hf?(2)画出波特图。39 解:(1)变换电压放大倍数的表达式,求出umA&、Lf和Hf。551001010(1)(1)(1)(1)10101010ufjjfAffffjjjj&100umA&;10Lf
50、Hz;510HfHz。(2)波特图如 解图 P5.5 所示。解图 P5.5 解图 P5.6 5.6 已知两级共射放大电路的电压放大倍数45200(1)(1)(1)5102.5 10ujfAfffjjj&(1)umA&?Lf?Hf?(2)画出波特图。解:(1)变换电压放大倍数的表达式,求出umA&、Lf和Hf。34545102005(1)(1)(1)(1)(1)(1)5102.5 105102.5 10ufjjfAffffffjjjjjj&310umA&;5LfHz;410HfHz。(2)波特图如 解图 P5.6 所示。40 5.7 电路如 图 P5.7 所示。已知:晶体管的、bbr、C均相等,