模电作业题答案 黄丽亚_杨恒新_机械工业出版社(汇总).ppt

1,模电作业题答案,电子科学与工程学院,2,+,6V,D,R100,图1.3,(1)流过二极管的直流电流,1.3,(2)二极管的直流电阻,二极管的交流电阻,3,+,10V,D,RL100,图1.4,1.4,E,4,+,10V,D,RL100,图1.4,1.4,E,(4)将电源电压反接时，流过负载电阻的电流,5,(5)增加E，其他参数不变，,+,10V,D,RL100,图1.4,1.4,E,故二极管的交流电阻下降,6,1.6,(a)设V1、V2截止，则,V2正偏电压高，优先导通。再设V1截止，则,假设不成立；,假设成立。,7,1.6,(b)设V1、V2截止，则,V1导通。再设V2截止，则,假设不成立；,假设成立。,8,1.6,(c)设V1、V2截止，则,V1优先导通。再设V2截止，则,假设不成立；,假设不成立。,9,1.7,(a)设V截止，则,即,当,时，V导通，则,此时,10,1.7,11,1.7,(b)设V截止，则,即,当,时，V导通，则,此时,12,1.7,13,1.9,u1、u2中至少有一个为3V，则uo3-0.72.3V。u1、u2均为0时，uo-0.7V。,14,1.9,15,1.10,当ui5V时，Vz击穿，uo5V。当ui-0.7V时，Vz正向导通，uo-0.7V。当-0.7Vui5V时，Vz截止，uoui。,16,1.11(1),17,1.11(2),1.11(3),19,NPN,PNP,2.1,0.7V,8V,0V,(a),-0.7V,-8V,0V,(b),4V,1V,3.7V,(c),4V,4.3V,9V,(d),题图2.1,20,2.1,0.7V,8V,0V,(a),-0.7V,-8V,0V,(b),4V,1V,3.7V,(c),4V,4.3V,9V,(d),题图2.1,NPN,PNP,先确定基极，再确定发射极，最后确定集电极,根据发射结电压确定材料,21,2.1,0.7V,8V,0V,(a),-0.7V,-8V,0V,(b),4V,1V,3.7V,(c),4V,4.3V,9V,(d),题图2.1,硅NPN,硅PNP,锗PNP,锗NPN,题图（a）,题图（b）,题图（c）,题图（d）,22,2.3,(b)e结反偏，c结反偏，截止状态,(c)e结正偏，c结正偏，饱和状态,(d)e结开路，晶体管损坏,(a)e结正偏，c结反偏，放大状态,23,2.6,24,2.7,12V,-2V,(a),1k,20k,C1,(a),设管子截止，则有,故假设成立,管子处于截止状态,25,2.7,T,RB470k,RC2k,RE1k,(b),15V,(b),设管子截止，,因,故发射结导通，假设管子处于放大状态,故假设成立，管子处于放大状态。,26,2.7,T,RB100k,RC2k,RE1k,(c),15V,(c),设管子截止，,故发射结导通，假设管子处于放大状态,因,故假设不成立，管子处于饱和状态。,27,2.9,28,(2)当RB1开路时，IBQ=0，管子截止，UC=0,当RB2开路时，设管子处于放大状态，则有,2.9,故管子处于饱和状态,故，管子处于饱和状态,或,C结正偏,29,2.9,(3)当RB2开路时，设管子处于放大状态,解得,假设成立，故,30,2.18,C1,RB500k,RC2k,C2,T,uo,CE,RE1k,ui,UCC,31,2,4,6,8,10,12,2,1,3,4,5,6,10A,20A,30A,40A,50A,60A,uCE/V,iCE/mA,0,2.18,32,2.18,(1)输出特性理想化，,(2)先求工作点,直流负载线,取两点,可得直流负载线如图2.18（b）中线，工作点Q,交流负载线的斜率为,可得图2.18（b）中线（交流负载线）,33,2.18,(3)此时直流负载线不变，仍如图2.14(b)中线，而交流负载,如图2.18(b)中线。,线的斜率为,34,2.18,(4)为得最大,工作点应选在交流负载线中点。,是此交流负载线之中点，即,点,此时，,调节,使,则,解得,将图2.18(b)中线平移使之与直流负载线线的交点,35,2.20,(1)要求动态范围最大，应满足,即,解得,故,36,(2)由直流负载线可知,2.20,37,2.23,RS,C,RC,V,RL,+,+,Uo,Us,+,Ui,UCC,RB,+,38,2.23,(1)计算工作点和,解得,39,2.23,(2)计算源电压放大倍数,40,2.23,(3)计算输入电阻和输出电阻,41,2.27,RS,C,V,RL,Us,+,Ui,IB,Ri,Ro,RE,UCC,Uo,42,2.27,43,2.27,44,2.27,45,2.30,46,2.30,47,2.34,V1,V2,RB,RC,RE,Ri,Ro,RL,+,Ui,Uo,UCC,+,48,+,Ui,RB,V1,V2,RE,Ri,Ri1,Ri2,Ro,RC,RL,+,Uo,2.34,49,3.1,uGS/V,iD/mA,1,2,3,1,2,UDS=10V,(a),uGS/V,iD/mA,1,2,3,1,2,UDS=10V,(b),3,4,uDS/V,iD/mA,2,4,6,5,10,15,20,4.5V,4V,3.5V,3V,2.5V,UGS=2V,(c),-2,-1,-3,-2,-1,-3,图(a)：N沟耗尽MOSFET，,N沟FET,P沟FET,NJFET,NEMOSFET,NDMOSFET,可正可负,图(b)：P沟结型FET，,图(c)：N沟增强MOSFET，,无意义,50,3.3,图(a)中，N沟增强型MOSFET，因为,所以工作在恒流区与可变电阻区,的交界处（预夹断状态）,或者,(a),(b),(c),(d),D3V,D5V,D-5V,D9V,5V,G,S2V,S0V,S0V,S0V,G-3V,51,3.3,图(b)中，N沟耗尽型MOSFET，因为,所以工作在可变电阻区,或者,(a),(b),(c),(d),D3V,D5V,D-5V,D9V,5V,G,S2V,S0V,S0V,S0V,G-3V,52,3.3,图(c)中，P沟增强型MOSFET，因为,所以工作在恒流区,或者,(a),(b),(c),(d),D3V,D5V,D-5V,D9V,5V,G,S2V,S0V,S0V,S0V,G-3V,53,3.3,(a),(b),(c),(d),D3V,D5V,D-5V,D9V,5V,G,S2V,S0V,S0V,S0V,G-3V,图(d)中，N沟结型FET，因为,所以工作在截止区,54,3.5,RD1k,T,USS(-10V),(a),UDD(+10V),T,C2,C1,+,Ui,+,Uo,(b),UDD(+12V),R21M,R11.5M,RD30K,RS6K,RG1M,RD1K,RS4K,(a),55,3.5,RD1k,T,USS(-10V),(a),UDD(+10V),T,C2,C1,+,Ui,+,Uo,(b),UDD(+12V),R21M,R11.5M,RD30K,RS6K,RG1M,RD1K,RS4K,(b),56,3.12,R1,R2,R3,R4,R5,R6,C1,C2,C3,ui,uo,Ucc,57,4.1,(1)中频增益为40dB，即100倍，fH=106Hz,fL=10Hz,时，其中f=104Hz的频率在中频段，而f=2106Hz的频率在,(2)当,高频段，可见输出信号要产生失真，即高频失真。,58,4.1,时，其中f=5Hz的频率在低频段，而f=2104Hz的频率在,(3)当,中频段，可见输出信号要产生失真，即低频失真。,59,4.3,-45,-90,/Mrad/s,0,20,40,4,40,400,0.4,60,4.4,AuI=40dB，fH=2MHz，fL=100Hz，Uopp=10V,（1）ui(t)=0.1sin(2104t)(V)（2）ui(t)=10sin(23106t)(mV)（3）ui(t)=10sin(2400t)+10sin(2106t)(mV)（4）ui(t)=10sin(210t)+10sin(25104t)(mV)（5）ui(t)=10sin(2103t)+10sin(2107t)(mV),（1）输入信号为单一频率正弦波，所以不存在频率失真问题。但由于输入信号幅度较大(为0.1V)，经100倍的放大后峰峰值为0.1210020V，已大大超过输出不失真动态范围(UOPP=10V)，故输出信号将产生严重的非线性失真(波形出现限幅状态)。,61,4.4,AuI=40dB，fH=2MHz，fL=100Hz，Uopp=10V,（1）ui(t)=0.1sin(2104t)(V)（2）ui(t)=10sin(23106t)(mV)（3）ui(t)=10sin(2400t)+10sin(2106t)(mV)（4）ui(t)=10sin(210t)+10sin(25104t)(mV)（5）ui(t)=10sin(2103t)+10sin(2107t)(mV),（2）输入信号为单一频率正弦波，虽然处于高频区，但也不存在频率失真问题。又因为信号幅度较小，为10mV,经放大后峰峰值小于1002102V，故也不出现非线性失真。,62,4.4,AuI=40dB，fH=2MHz，fL=100Hz，Uopp=10V,（1）ui(t)=0.1sin(2104t)(V)（2）ui(t)=10sin(23106t)(mV)（3）ui(t)=10sin(2400t)+10sin(2106t)(mV)（4）ui(t)=10sin(210t)+10sin(25104t)(mV)（5）ui(t)=10sin(2103t)+10sin(2107t)(mV),(3)输入信号两个频率分量分别为400Hz及1MHz，均处于放大器的中频区，不会产生频率失真，又因为信号幅度较小(10mV)，故也不会出现非线性失真。（严谨：会出现相位失真）,63,4.4,AuI=40dB，fH=2MHz，fL=100Hz，Uopp=10V,（1）ui(t)=0.1sin(2104t)(V)（2）ui(t)=10sin(23106t)(mV)（3）ui(t)=10sin(2400t)+10sin(2106t)(mV)（4）ui(t)=10sin(210t)+10sin(25104t)(mV)（5）ui(t)=10sin(2103t)+10sin(2107t)(mV),（4）输入信号两个频率分量分别为10Hz及50KHz，一个处于低频区，而另一个处于中频区，故经放大后会出现低频频率失真，又因为信号幅度小，叠加后放大器也未超过线性动态范围，所以不会有非线性失真。,64,4.4,AuI=40dB，fH=2MHz，fL=100Hz，Uopp=10V,（1）ui(t)=0.1sin(2104t)(V)（2）ui(t)=10sin(23106t)(mV)（3）ui(t)=10sin(2400t)+10sin(2106t)(mV)（4）ui(t)=10sin(210t)+10sin(25104t)(mV)（5）ui(t)=10sin(2103t)+10sin(2107t)(mV),（5）输入信号两个频率分量分别为1KHz和10MHz，一个处于中频区，而另一个处于高频区，故信号经放大后会出现高频频率失真。同样，由于输入幅度小。不会出现非线性频率失真。,65,4.6,66,5.1,67,5.2,V1,V5,V2,V3,V4,IR,I5,I3,I4,+6V,-6V,1k,5k,5k,10k,2k,68,5.4,(1),69,5.4,(2),70,5.4,(3),71,5.4,(3),72,5.4,(4),73,5.6,74,5.6,75,5.6,5.7,(a),(1)因,=1001，所以,(2)差模半电路,(3),微变等效电路,(4),共模输入信号,(5),共模半电路,5.8,83,5.9,(1)由于uid=1.2V0.1V,电路呈现限幅特性，uo波形图所示。,(2)当RC变为10k时，uo幅度增大，其值接近15V，此时，,一管饱和，另一管截止。,84,6.1,（a）级间交、直流串联电压负反馈,85,6.1,(b)级间交、直流串联电压负反馈,86,6.1,(c)级间交、直流串联电压负反馈,+,Us,RS,UCC,+,Uo,R8,R7,R6,R2,R1,R3,R4,R5,V1,V2,V3,V4,RL,-UEE,87,6.1,UCC,+,Uo,R1,R3,R7,R2,R4,R6,R5,V1,V2,V3,V4,(d)级间交、直流串联电压负反馈,有源电阻,88,6.2,Ui,Uo,R1,R2,R3,R4,R5,+,A1,+,A2,(a)级间交、直流电压并联负反馈,89,6.2,R6,Ui,Uo,+,A2,R2,R1,R5,R4,R3,+,A1,(b)级间交、直流电压并联正反馈,有源反馈网络,6.3一电压串联负反馈放大器，其基本放大器的电压增益Au=100，反馈网络的反馈系数Bu=0.1。由于温度变化，Au增大到120，试求负反馈放大电路的电压增益变化率,或,91,6.7,某放大器的放大倍数A(j)为,若引入F=0.01的负反馈，试问:,(1)开环中频放大倍数AI和fH,(2)闭环中频放大倍数AIf和fHf,92,6.9,电路如题6.9图(a)和(b)所示。试问：,(1)反馈电路的连接是否合理？为发挥反馈效果，两个电路对RS有何要求？,(2)当信号源内阻变化时，哪个电路的输出电压稳定性好？哪个电路源电压增益的稳定性能力强？,(3)当负载RL变化时，哪个电路输出电压稳定性好？哪个电路源电压增益稳定能力强？,串联反馈效果好，要求RS低；,并联反馈效果好，要求RS高；,93,6.9,(a)第一级是电流负反馈，Rof高，,要求信号源内阻高，,故电路连接合理。,第一级是串联负反馈，要求RS越低越好。,第二级是并联负反馈，,合理,低,94,6.9,RS,+,Us,R1,R2,C1,T1,RL,UCC,+,Uo,R5,C2,T2,R6,(b)第一级是电压负反馈，Rof低，,要求信号源内阻低，,故电路连接合理。,第一级是并联负反馈，要求RS越高越好。,第二级是串联负反馈，,合理,高,95,6.9,Uo稳定，要求Rif高；,Uo稳定，要求Rof低；,96,6.9,RS,+,Us,R1,R2,C1,T1,T2,R4,R6,C2,C3,RL,UCC,+,Uo,R5,R3,(a)电路的输入电阻高，故当信号源内阻变化时，(a)电路的输出电压稳定性好，源电压增益的稳定性能力强。,(a)电路的输出电阻低，故当负载变化时，(a)电路的输出电压稳定性好，源电压增益稳定性能力强。,R,s,A1,F1,I,o1,U,f1,U,i1,A2,F2,U,o,I,i2,I,f2,I,i2,Us,+,6.10反馈放大器电路如题图6.10所示，试回答：（1）判断该电路引入了何种反馈？反馈网络包括哪些元件？工作点的稳定主要依靠哪些反馈？（2）该电路的输入输出电阻如何变化，是增大还是减少了？（3）在深反馈条件下，交流电压增益Auf？,（2）该电路输入阻抗增大，输出阻抗减小。,（1）90电阻、1电阻和C3构成两级之间的交流串联电压负反馈。,4、60以及C4构成两级之间的直流电流负反馈，稳定直流工作点。,（3）,99,6.11,负反馈放大电路如题6.11图所示。,(1)试判别电路中引入了何种反馈？,(2)为得到低输入电阻和低输出电阻，应采用何种类型的负反馈？电路应如何改接？,100,6.11,级间交、直流电压串联负反馈;,为得到低输入电阻和低输出电阻，应引入级间交流电压并联负反馈；,101,6.11,+,UCC,Uo,-UEE,+,Ui,2k,10k,10k,120k,2k,4.7k,90k,10k,10k,2k,3.9k,V1,V2,V3,将V3的基极改接到V2的集电极；将输出端的90k电阻，由接在V2的基极改接到V1的基极。,102,6.12,(1)两级之间通过R9构成了并联电压负反馈,103,6.12,(2)求开环增益,考虑,104,6.12,(3)求闭环增益,105,6.13,电路如题6.13图所示，试回答：,(1)集成运放A1和A2各引进什么反馈？,(2)求闭环增益,ui,uo,R1,R4,R5,+,A1,+,A2,R2,R3,uo1,运放A1引入了交、直流电压串联负反馈；,运放A2引入了交、直流电压并联负反馈。,106,6.13,ui,uo,R1,R4,R5,+,A1,+,A2,R2,R3,uo1,107,6.15,RS,R1,R2,R3,R4,C1,C2,UCC,T1,T2,Uo,+,Us,+,(a),(a)级间交流电压并联负反馈,108,6.15,+,+,Us,Uo,T1,T2,C1,C2,R218k,R310k,R110k,R53k,R41k,RL10k,R627k,(b),UCC,RS,1k,(b)级间交流电流并联负反馈,109,6.19,(1)F=0.001,Af1/F=1000(60dB)，,(2)要求Af40dB(100)，仍有45的相位裕度，,(3)补偿后的开环带宽BW=0.1MHz，闭环带宽BWf10MHz。,此时有45相位裕度。,则开环特性要校正为如图中曲线所示。,110,7.1,（a）（b）,111,(a)根据虚断特性,根据虚短特性,所以,7.1,112,7.1,(b)当,电路转换为反相输入求和电路，输出,当,电路转换为同相输入求和电路，输出,根据线性叠加原理，总输出为,时，,时，,113,7.3(a),当单独作用时，产生的分量为,当单独作用时，产生的分量为,114,7.3(b),本题同时引入了正反馈和负反馈，该图中一定,当单独作用时，产生的分量为,保证负反馈比正反馈强，故仍可用虚短