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uo 3 0 7 2 3V u1 u2均为0时 uo 0 7V 14 1 9 15 1 10 当ui 5V时 Vz击穿 uo 5V 当ui 0 7V时 Vz正向导通 uo 0 7V 当 0 7V ui 5V时 Vz截止 uo ui 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 10 A 20 A 30 A 40 A 50 A 60 A 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 2 106Hz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 2 104Hz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 2 104t V 2 ui t 10sin 2 3 106t mV 3 ui t 10sin 2 400t 10sin 2 106t mV 4 ui t 10sin 2 10t 10sin 2 5 104t mV 5 ui t 10sin 2 103t 10sin 2 107t 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 1 2 100 20V 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 2 104t V 2 ui t 10sin 2 3 106t mV 3 ui t 10sin 2 400t 10sin 2 106t mV 4 ui t 10sin 2 10t 10sin 2 5 104t mV 5 ui t 10sin 2 103t 10sin 2 107t 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100 2 10 2V 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 2 104t V 2 ui t 10sin 2 3 106t mV 3 ui t 10sin 2 400t 10sin 2 106t mV 4 ui t 10sin 2 10t 10sin 2 5 104t mV 5 ui t 10sin 2 103t 10sin 2 107t 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 2 104t V 2 ui t 10sin 2 3 106t mV 3 ui t 10sin 2 400t 10sin 2 106t mV 4 ui t 10sin 2 10t 10sin 2 5 104t mV 5 ui t 10sin 2 103t 10sin 2 107t 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 2 104t V 2 ui t 10sin 2 3 106t mV 3 ui t 10sin 2 400t 10sin 2 106t mV 4 ui t 10sin 2 10t 10sin 2 5 104t mV 5 ui t 10sin 2 103t 10sin 2 107t 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 100 1 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 2V 0 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 Af 1 F 1000 60dB 2 要求Af 40dB 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BWf 10MHz 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