《模拟电子技术基础》习题答案

1 第 1 章习题 及答案 在 图题 示的各电路图中 E 5V， ，二极管的正向压降可忽略不计，试分别画出输出电压 E+-+-+-+a )( b )( c )( d )图题 ：（ a）图：当E 时，E，当， 。 （ c）图：当，io 。 （ d）图：当E 时，io ；当。试求电流 2 12 ： A 路电流源电路入图题 示 ，已知所有晶体管的特性均相同， 求 为多少。 0T 1c c(+ 15 V )R 6 1： A 105么叫耦合？常见的耦合方式有那些？ 解：在放大电路中，耦合是指各级间的连接方式，常用的耦合方式有三种：阻容耦合、变压器耦合和直接耦合。 级直接耦合放大电路的主要问题是什么？如何克服？ 解：多极直接耦合放大电路的主要问题有两个，一是级间直流电位匹配问题，可以通过提高后射极电位的方法来实现 ，或者采取直流电平移动电路来实现；二是零点漂移问题，解决的办法有三种：引入直流负反馈来稳定静态工作点、采用温敏元件补偿放大管的温漂、采用差分放大电路作为输入级。 13 容耦合放大电路如图题 知 ， 07V，试指出每级各是什么组态的电路，并计算电路的输入电阻 -kR 0+kR kR kR 0+2C 3C+T 2T F10+102kR 0kR )15( VU +：图中所示电路的第一级为共集电 路，第二级为共射放大电路。放大电路的输入阻抗为第一级共集电路的输入阻抗。在求解注意考虑第二级输入电阻2求先进行静态计算，以确定1 6 01(25)1()(1111 14 ()()1()(2620022212222212221111 I E ) 1 0 0 01(200)()(26)1(20022 1+ 2 )k 于是可求得 1+ 1 )(=k 什么共模抑制比越大，电路的抗干扰能力越强？ 解：共模抑制比是用来衡量差分放大电路对差模信号 的放大能力和对共模信号的抑制能力的指标，由其定义 以看出，共模抑制比越大，则电路对共模信号的抑制能力的越强。而伴随信号加到输入的干扰信号都是共模信号，这时，共模抑制比越大，就越能抑制干扰信号，抗干扰能力就越强。 差动放大电路中一管输入电压 3求下列不同情况下的共模分量和差模分量。 （ 1） 3（ 2） （ 3） 5（ 4） ： （ 1） 03 2） 60 3） 4 4） 815 动放大电路如图题 示。 （ 1） 若 100001 ， 2 ，则0 （ 2） 若 20， ，则0 + b R b U i 2U i 1. . ：（ 1）0u 2）0u 动放大电路如图题 示。知： 2， 0， 200动头位于其中点， E ， 5021 ， （ 1） 估算电路的静态工作点； （ 2） 求电路的 （ 3） 计算电路的 差模输入电阻 16 + ui E ：（ 1）求静态工作点： 111 221 111 （ 2） 40)( cc （ 3） ， 20k 路如图题 示，各晶体管的 均为 80， 330基极电流均可忽略， 动端处于中间位置，试求： (1) 静态工作点。 (2) 电压放大倍数 (3) 输入电阻 (4) 不失真的最大输入信号 17 +R k1R 1T 2004R 3- 0 V+ 1 0 ：（ 1）忽略各晶体管的基极电流，可近似计算如下 020)10(10U 221 4 U ， Q 4C Q 4 m ， ， Q 13C Q 1 ， E Q 3 Q 5)10( 33 ，、 Q 1010 33 。 18 （ 2） 026)1(3 0 011， (30033， ( 733 ， 2/ 33 1 。 (211511 = ， 9 9 2 281)1( )1(7372 ， 5 （ 3） 21)1(2 15 = 12 ， 1182/81 1 733 。 （ 4） C E | 。 恒流源的差动放大电路如图题 示。 2， ， ， ， 5021 ， 0 ， ， 。 19 （ 1） 估算电路的静态工作点和 （ 2） 计算差模放大倍数 （ 3） 计算差模输入电阻 + c u i ： (1)电流源的电流 即 2121 C 121 151221 (2) 50) 5 什么说集成运放的输入偏置电流 小越好？为了减小输入偏置电流，通常可采取那些措施？ 解：输入偏置电流的大小，在外接电阻确定以后，主要取决于运放差分输入级 性能，当它的 值太小时，将引起偏置电流增加，从使用角度看，偏置电流越小，由于信号源内阻变化引起的输出电压变 化也越小。 20 第 4 章习题及答案 什么是反馈？负反馈可以分为哪几种组态？ 解： 反馈 就 是指把输出回路的电量（电压或电流）的一部分或者全部以某种形式反送给输入回路，从而影响输入 电量 的过程。 负反馈可以分为电压串联负反馈，电压并联负反馈，电流串联负反馈，电流并联负反馈四种组态。 图题 电路中哪些元件构成了反馈通路？并判断是正反馈还是负反馈。 +iR +-u oU c c( a )R 1+_ _A 1 A 2u iu o( f )+-+u T 2U c cu i( e )T 3+-+-u R 2R 3TU c c+-u o( d )+i+-u oU c b )u iR e 1R fR e 2T 1T 2R c 1R c 2U c c+-u o( c ) 21 图题 ：（ a）图： 反馈 （ b）图： （ c）图： （ d）图： 3 构成负反馈通路。 （ e）图： （ f）图： R 构成反馈通路，为正反馈。 在图 题 含有负反馈的电路为什么类型的负反馈？ 解：（ a）电压串联负反馈，（ b）电压并联负反馈（ c）电流并联负反馈 （ d）电压串联负反馈 （ e）电流串联负反馈 试用集成运放设计一电路，能够实现输入电阻高、输出电流稳定的放大电路。 解：依题意需要引入电流串联负反馈。如图解 示。 +-+ 图题 示的电路中，应该将 （ 1）电压串联负反馈 （ 2）电流并联负反馈 （ 3）电压并联负反馈 （ 4）电流串联负反馈 +-R u R 2c cu E 22 图题 ：（ 1） h 和 j 相连， g 和 f 相连， a 和 c 相连， b 和 d 相连。 （ 2） h 和 i 相连， g 和 e 相连， d 和 b 相连， a 和 c 相连 （ 3） h 和 j 相连， g 和 f 相连， a 和 d 相连， c 和 b 相连 （ 4） h 和 i 相连， g 和 e 相连， a 和 d 相连， c 和 b 相连 在图 题 示的反馈 放大电路框图中， 21 1000， 21 输入电压 输出电压反馈电压 d . Xi d ：12122210 1 2V，1 馈放大电路如图题 示。 （ 1）若电路满足深度负反馈，求其闭环放大倍数 （ 2）若 0，这时的电路为什么电路，闭环放大倍数为多少？ +-+ u T 2U c cu 图题 23 解：（ 1）电压串联负反馈。R 1111 （ 2） 0，则 1构成了电压跟随器。 满足深度负反馈的情况下 ，试计算图题 （ a），（ b），（ d）的闭环增益。 解：（ a） 1 b）A (d ) 321 路如图题 示，满足深度负反馈条件，试计算它的互阻增益 性分析一下该电路在引入负反馈后输入电阻和输出电阻的变化情况。 +Rf ii fi ：该图为电压并联负反馈。由于满足深度负反馈条件，可以直接利用虚短虚断来处 理。 uR ，故互阻增益为： 由于是电压并联负反馈电路，引入负反馈后，输入电阻降低，输出电阻降低。 知反馈放大电路的频率特性如图题 示，试判断哪个电路会产生自激振荡？ 24 1 2 01 2 0000 90 1800( b )f / a )f / 4 0- 2 0 d B / 1 0 倍 频- 6 0 d B / 1 0 倍 频8 04 0- 4 0 d B / 1 0 倍 频 90 180图题 ：找出相应的频率点如图解 示。 1 2 01 2 0000 90 1800f / af 4 0- 2 0 d B / 1 0 倍 频- 6 0 d B / 1 0 倍 频8 04 0- 4 0 d B / 1 0 倍 频 90 180( b )( a )图解 a） 会产生 自激振荡 ，电路稳定。 第 5 章习题及答案 相比例运算如图题 示，求 25 -+题 ：io 路如图题 示， 值。 +-+5 0 K 1 0 0 K 1 0 0 K R 45 0 K 3 3 K 3 3 K ： 集成运放构成的晶体管 测试电路如图题 示，假设晶体管为硅管。 （ 1）若 求晶体管各极电位。 （ 2）当电压表的读数为 200。求晶体管的 是多少？ 26 -+5 K + 1 0 K 1 0 K ：（ 1） ,5 (2) =50 了用较小电阻实现高电压放大倍数的比例运算，常用一个 T 型网络代替反馈电阻，如图题 示，求 +图题 ：电路如图题 示，当4321 时，求 27 -+-+：1(210 设计一个运算电路，满足输出和输入之间的关系为 321 2 o 。 解：电路如图解 示。 +13 1 K 1 K 3 K 图解 a）、 (b)所示的基本微分电路中， C ， R 100如果输入信号波形如图题 示，试画出输出电压波形。 28 -+a )( b )+1 01u i / 3 0 4 00（ c） 图题 ：输出电压波形如图解 示。 1 0- 1 0u o / 0- 41 03 0- 4图解 路如图题 示，求 29 +图题 ： (1 了使图题 示的电路实现除法运算： （ 1）标出集成运放的同相输入端和反相输入端。 （ 2）求出 表达式。 K u 1u 2：（ 1）上面为同相端，下面为反相端 （ 2）212路如图题 示，试证明3210 1 u 30 K u 1u 2明：设乘法器的输出为 u ，则 u oi u+ 0 所以： 021 化简可以得到3210 1u 路如图 示，双向稳压二极管为理想的，画出传输特性，并说明电路的功能， +图题 ：传输特性如图解 示，电路为一个带有限幅功能的过零比较器。 31 个比较器电路如图题 示， 6V，求门限电压值，画出传输特性。 5 K D + K 图题 ： T 215 6521 156521 传输特性如图解 示。 u o/ u i/ 图解 路如图题 a）所示，输出电压 10 。输入波 32 形如图题 b）所示，画出输出电压的波形。 1a ） （ b ） 图题 ：输出电压的波形如图解 示。 t / su o / 限比较器可以检测输入电压是否在规定的两个电压之间。某双限比较器如图题 示， 出其传输特性。 -+R-+ F 2 F 1D 2图题 ：传输特性如图解 示。 33 u iu +U 图解 图题 ，已知 3V， 入信号为 5t），试画出输出波形。 解：如图解 示。 3- 3 iu 对信号进行以下的处理，那么应该选用什么样的滤波器？ （ 1）信号频率为 1他的为干扰信号。 （ 2）低于 50 （ 3）高于 200 （ 4）抑制 50 解：（ 1）带通滤波器（ 2）低通滤波器（ 3）高通滤波器（ 4）带阻滤波器 图题 示的低通滤波电路中，试求其传递函数及截止角频率 0。 34 +：传递函数为： )( )()(1 1， 截止角频率 0 1/ 6 章 习题及 答案 析判断下列说法是否正确，对的在括号内打 “”，错的在 括号内打 “”。 （ 1）在功率放大电路中，输出功率愈大，功放管的功耗愈大。（ ） （ 2）功率放大电路的最大输出功率是指在基本不失真情况下，负载上可能获得的最大交流功率。（ ） （ 3）当 路的最大输出功率为 1W 时，功放管的集电极最大耗散功率应大于 1W。（ ） （ 4）功率放大电路与电压放大电路、电流放大电路的共同点是： 1）都是输出电压大于输入电压；（ ） 2）都是输出电流大于输入电流；（ ） 3）都是输出功率大于信号源提供的输入功率。（ ） （ 5）功率放大电路与电压放大电路 的区别是： 1）前者比后者电源电压高；（ ） 2）前者比后者电压放大倍数数值大；（ ） 3）前者比后者效率高；（ ） 解：（ 1） （ 2） （ 3） （ 4） （ 5） 知电路如图题 示， 的饱和管压降 3V， 15V， 8。选择正确答案填入空内。 35 1）电路中 2 管的作用是消除 。 A饱和失真 B截止失真 C交越失真 （ 2）静态时，晶体管发射极电位 。 A 0V B 0V C 0V （ 3）最大输出功率 。 A 28W B 18W C 9W （ 4）当输入为正弦波时，若 开路，则输出电压 。 A为正弦波 B仅有正半波 C仅有负半波 （ 5）若 焊，则 。 A可能因功耗过大烧坏 B始终饱和 C始终截止 解：（ 1） C （ 2） B （ 3） C （ 4） C （ 5） A 双电源互补对称电路如图题 示，设已知 2V， ，求： （ 1）在晶体管的饱和压降 以忽略不计的条件下，负载可能得到的最大输出功率 ； （ 2）每个管子允许的管耗 少是多少？ 36 - 图题 ：（ 1）21222o m o m o O 当U 时，输出功率最大 ： 2 21 1 1 2 92 2 8 电压供给的功率 ： 2 222 2 1 2 1 1 . 4 68C C o m C 效率 ： % 2） 0 . 2 0 . 2 9 1 . 8C M o W 图题 ，设6，要求最大输出功率 0W。在晶体管的饱和压降 求： （ 1）正、负电源 算结果取整数）； （ 2）根据所求 最小值，计算相应的 (的最小值； 37 （ 3）输出功率最大时，电源供给的功率 （ 4）每个管子允许的管耗 最小值； （ 5）当输出功率最大时的输入电压有效值。 解： （ 1） 212 ， 所以得到 2 1 7 . 8 9C C L o P V 取 18 （ 2）18 1 . 1 2 516o m C 故 1 . 1 2 5C M o A 2 3 6 C E V 0 . 2 2C M o W （ 3）22 1 2 . 8 9 （ 4） 根据射极输出器的跟随特性，求得输 出功率最大时 ： 1 2 . 72 V 算图题 示电路 的最大集电极电流、最大管压降和集电极最大功耗。 38 325T18 )( 18 )图题 ：功放管的最大集电极电流、最大管压降、最大功耗分别为 m a a a 图题 知 15V， 2管的饱和 管压降 2V，输入电压足够大。求解： （ 1）最大不失真输出电压的有效值； （ 2）负载电阻 （ 3）最大输出功率 。 39 ：（ 1）最大不失真输出电压有效值 4 （ 2）负载电流最大值 a x （ 3）最大输出功率和效率分别为 ， %64 图题 示电路中， 起短路保护作用。试问：当输出因故障而短路时，晶体管的最大集电极电流和功耗各为多少？ 解：当输出短路时，功放管的最大集电极电流和功耗分别为 m a m a x0 路如图题 示。 T( 24 )题 1）为了使得最大不失真输出电压幅值最大，静态时 的发射极电位应为多少？若不合适， 则一般应调节哪个元件参数？ （ 2）若 的饱和管压降 S 3V，输入电压足够大，则电路的最大输出功率 效率 各为多少？ （ 3） 的 U（ C E O 和 如何选择？ 解：（ 1）射极电位 2 12V；若不合适，则应调节 （ 2）最大输出功率和效率分别为 ( 2 % （ 3） 4管 U（ 选择原则分别为 4)( 41 (22 第 7 章习题及答案 择题： 1、自激振荡是电路在 _ （ b） _的情况下，产生了有规则的、持续存在的输出波形的现象。 （ a） 外加输入激励 （ b） 没有输入信号 （ c） 没有反馈信号 2、正反馈是放大电路产生自激振荡的 _（ a） _。 （ a） 必要条件 （ b）充分条件 （ c） 充要条件 3、根椐输出波形的特点，振荡器分为 _ （ c） _两 种类型。 （ a） 矩形波和锯齿波（ b） 锯齿波和正弦波（ c） 正弦波和非正弦波 4、在正弦波振荡电路中，能产生等幅振荡的幅度条件是 _（ a） _。 （ a） 1 （ b） 1 （ c） 1 5、在正弦波振荡电路中，能产生振荡的相位条件是 _（ c） _。 （ a） （ b） 12 c） 6、正弦波振荡电路的起振条件是 _（ b） _。 （ a） 1 （ b） 1 （ c） 1 7、能产生正弦波振荡的必要条件是 _（ c） _。 （ a） 1 （ b） 1 （ c） 8、正弦波振荡器通常由基本 放大电路、反馈电路、 _（ c） _组成。 （ a）稳幅电路和保护电路（ b）检波电路（ c）选频网络和稳幅电路 9、振荡电路的振荡频率，通常是由 _（ c） _决定的。 （ a） 放大倍数 （ b） 反馈系数 （ c） 选频网络参数 10、根据 _（ c） _的元器件类型不同，将正弦波振荡器分为 、和石英晶体振荡器。 （ a） 放大电路 （ b） 反馈网络 （ c） 选频网络 断题： （ 1）正弦波振荡电路在结构上就是一个没有输入信号的带选频网络的正反馈放大器。（ ） 42 （ 2）只有正反馈电路才 能产生自激振荡，负反馈电路不能产生自激振荡。（ ） （ 3）非正弦波产生电路和正弦波产生电路的振荡条件相同。（ ） （ 4）在放大电路中，只要存在正反馈，就会产生自激振荡。（ ） （ 5）如果能够满足相位平衡条件且 1能产生自激振荡。（ ） 断图题 示各电路是否可能产生正弦波振荡，简述理由。设图（ b）中 a） C 3C（ b） 图题 ：（ a）有可能产生正弦波振荡。输出电压和输入电压反相（ A 180），三级移相电路为超前网络，在信号频率为 0 到无穷大时相移为 270 0，因此存在使相移为 180（ F 180）的频率，即存在满足正弦波振荡相位条件的频率 此时 A F 0）；且在 f 有可能满足起振条件 1，故可能产生正弦波振荡。 （ b）有可能产生正弦波振荡。输出电压和输入电压反相（ A 180），三级移相电路为滞后网络，在信号频 率为 0 到无穷大时相移为 0 270， 43 因此存在使相移为 180 （ F 180）的频率，即存在满足正弦波振荡相位条件的频率 时 A F 360）；且在 f 有可能满足起振条件 1，故可能产生正弦波振荡。 路如图题 示，试判断该电路能否产生正弦波振荡，如果不能，应该如何改动？ 图题 ：不满足起振条件，不能产生振荡。改动如图解 示。 图解 路如图题 示，试求解： （ 1） （ 2）振荡频率的调节范围。 44 10 1018 1001R 1R+图题 ：（ 1）根据起振条件 22 W， 故 下限值为 2 （ 2）振荡频率的最大值和最小值分别为 5)( 21k H 121m a 别标出图题 示各电路中变压器的同名端，使之满足 正弦波振荡的相位条件。 13 0 0 F25015Fa） 45 F300T（ b） 2F00c） Fd） 图题 ：各电路中变压器的同名端如图解 示。 46 U c c1 0/15)( c c1 0)( 0F)( 0)( DUeR 别判断图题 示各电路是否能够满足正弦波振荡的相位条件。 a） 47 0 0c cFb） 25000 Fc） F 0 0（ d） 图题 ：（ a）满足 （ b）不满足 （ c）不满足 （ d）满足 48 第 8 章习题及答案 有一个不加滤波的整流电路， 负载为 果使用 单相 半波整流方式和使用 单相 桥 式整流方式其输出电压平均值均为 两种方式下电路中流过整流二极管的平均电流 极管承受的 最大反向电压 呢？ 解：（ 1）单相半波整流I ，桥 式整流1 ， 由于负载相同，输出电压也相同，所以两种整流方式下输出电流也相同，因此流过整流二极管的平均电流 （ 2）半波整流 22M ，桥 式整流 22M ，所以 二极管承受的最大反向电压 相同。 路如图题 示，已知变压器的副边电压有效值为 22U 。 （ 1）画出二极管 电压 1输出 （ 2）如果变压器中心抽头脱落，会出现什么故障？ （ 3）如果两个二极管中的任意一个反接，会发生什么问题，如果两个二极管都反接，又会如何？ 1 2u +图题 ：（ 1）电路为全 波整流电路，波形如图解 示。 49 243222u 2222 U图解 2）如果中心抽头脱落，电路无法形成回路，也就不会有输出。 （ 3）如果两个二极管中的任意一个反接，则在 2u 的某个半周， 1D 、 2D 会同时导通，有可能烧坏二极管和变压器。如果两个二极管都反接，电路能正常工作，但输出电压极性正好反过来。 相桥式整流电路如图题 示，现 测得输出直流电压 6V，流过负载的直流电流 选择整流二极管。 1+- 图题 ： 变压器副边电压： 9整流二极管承受的最大反向电压： 可选用型号为 1整流二极管，其最大整流电流为 高反向工作电压为 100V。 50 相桥式整流电路同题 示电路，已知副边电压 6V，负载00。（ 1） 试计算二极管的平均电流 承受的最高反向电压 2）如果某个整流二极管出现断路、反接，会出现什么状况？ 解： （ 1） 2 ， ， （ 2）如果某个整流二极管出现断路则电路变成 半波整流电路。如果 反接， 会出现短路现象，烧坏变压器和 其他 二极管。 试比较电容滤波电路和电感滤波电路的特点以及适用 场合。 解：电容滤波电路输出电压的平均值较高，体积比较小，成本低，但输出电压不稳定，在负载变化时波动较大。由于电容的充放电，整流二极管导通角小，存在较大的冲击电流，容易损坏二极管。电容滤波电路适用于负载电流较小且负载变化不大的场合。 电感滤波电路输出电压较低，整流二极管导通角较大，冲击电流小，输出特性较平坦，当负载变化时，对输出电压的影响不大。但由于使用电感，体积大，成本高，制作复杂，并且存在较大的电磁干扰，电感滤波电路适用于输出电压较低、负载电流较大、负载变化大的场合。 图题 示稳压管稳 压电路中，输入电压 5V，波动范围 10%，负载变化范围 12已知稳压管稳定电压 V，最小稳定电流大稳定电流 0确定 限流电阻 R 的 取值范围 。 R O+- 图题 ： 由给定条件知： 101(101( m a xm ， m a x 51 代入式m a xm i i nm a I U 得： 682244 R 试分析图题 示电路是否可以实现稳压功能？此电路最可能会出现什么故障？ 1u 2+-+：不能，缺少限流电阻 R。 电路 是利用稳压管两端电压微小的变化来引起稳压管电流显著的变化，通过电阻 R 的电压调整作用，来维持输出电压的稳定。另外， 电阻 R 还起到限流作用，由于没有接此电阻，当输入电压较高时，稳压管会因电流过大而损坏。 试对稳压管稳压电路和串联型稳压电路做个 比较，分析一下这两种电路适用的场合。 解：稳压管稳压电路结构