电子技术基础 模拟部分 课后复习思考题答案

1 模 拟 电 子 技 术 习题答案 电工电子教学部 2012.22012.2 2 第一章绪论第一章绪论 一、填空题： 1. 自然界的各种物理量必须首先经过 传感器传感器将非电量转换为电量，即 电信号电信号。 2. 信号在频域中表示的图形或曲线称为信号的频谱频谱。 3. 通过傅立叶变换可以实现信号从时域时域到频域的变换。 4. 各种信号各频率分量的振幅振幅随角频率变化的分布，称为该信号的幅度频谱。 5. 各种信号各频率分量的相位相位随角频率变化的分布，称为该信号的相位频谱。 6. 周期信号的频谱都由 直流分量直流分量 、基波分量基波分量 以及 无穷多项高次谐波分量无穷多项高次谐波分量 组成。 7.在时间上和幅值上均是连续的信号在时间上和幅值上均是连续的信号 称为模拟信号。 8.在时间上和幅值上均是离散的信号在时间上和幅值上均是离散的信号 称为数字信号。 9. 放大电路分为电压放大电路电压放大电路 、电流放大电路电流放大电路、互阻放大电路互阻放大电路 以及 互导放大电路互导放大电路四类。 10.输入电阻输入电阻 、输出电阻输出电阻 、增益增益 、 频率响应频率响应 和 非线性失真非线性失真等主要性能指标是衡量放大电路的标准。 11. 放大电路的增益实际上反映了 电路在输入信号控制下，将供电电源能量转换为信号能量电路在输入信号控制下，将供电电源能量转换为信号能量的能力。 12. 放大电路的电压增益和电流增益在工程上常用“分贝”表示，其表达式分别是 dB lg20 v A电压增益电压增益、dB lg20 i A电流增益电流增益。 13. 放大电路的频率响应指的是，在输入正弦信号情况下，输出随 输入信号频率连续变化输入信号频率连续变化 的稳态响应。 14. 幅频响应是指 电压增益的模与角频率电压增益的模与角频率 之间的关系 。 15. 相频响应是指 放大电路输出与输入正弦电压信号的相位差与角频率放大电路输出与输入正弦电压信号的相位差与角频率 之间的关系 。 二、某放大电路输入信号为 10pA 时，输出为 500mV，它的增益是多少？属于哪一类放大电路？ 解：105 A10 V50 pA10 mV500 10 11 i o r . i v A属于互阻放大电路 三、某电唱机拾音头内阻为 1M，输出电压为 1V（有效值） ，如果直接将它与 10扬声器连接，扬声器上 的电压为多少？如果在拾音头与扬声器之间接入一个放大电路，它的输入电阻 Ri=1M，输出电阻 Ro=10， 电压增益为 1，试求这时扬声器上的电压。该放大电路使用哪一类电路模型最方便？ 解：直接将它与 10扬声器连接， 扬声器上的电压V10V1 10 10 V1 10M1 10 5 6 o V 在拾音头与扬声器之间接入放大电路后，使用电压放大电路模型电压放大电路模型，则等效电路如下图所示 3 V50V1 1MM1 M1 s is i i .V RR R V 扬声器上的电压V250V501 1001 01 ivo oL L o .VA RR R V 四、试说明为什么常选用频率可连续变化的正弦波信号发生器作为放大电路的实验、测试信号源。用它可 以测量放大电路的哪些性能指标？ 答：因为正弦波信号在幅值、频率、初相位均为已知常数时，信号中就不再含有任何未知信息。并且任何 信号都可以展开为傅里叶级数表达式，即正弦波信号各次谐波分量的组合。正因为如此，正弦波信号常作 为标准信号用来对模拟电子电路进行测试。用它可以测量放大电路的输入电阻、输出电阻、增益、频率响 应和非线性失真。 五、在某放大电路输入端测量到输入正弦信号电流和电压的峰峰值分别为 10A 和 25mV，输出端接 4k 电阻负载，测量到正弦电压信号的峰峰值 1V。试计算该放大电路的电压增益 Av、电流增益 Ai、功率增益 Ap，并分别换算成 dB 数表示。 解：(32dB)40 5mV2 V1 i o v v v A (28dB)25 A 10 V/4k1 i o i i i A (30dB)10002540 ivp AAA 六、某音响系统放大电路的幅频响应如图所示，放大电路的带宽是多少？半功率点是哪两个点？半功率点 处的增益较中频区的增益下降了多少分贝？折合百分比为多少？ 答：带宽=fH- fL=2104-202104Hz 半功率点指增益较中频区增益下降 3dB 的频率点（即对应fH、fL），其输出功率约等于中频区输出功率 的一半。增益较中频区增益下降所折合的百分比为 70.7。 4 第二章运算放大器第二章运算放大器 一、填空题： 1理想运算放大器的性能参数均被理想化，即输入电阻为无穷大无穷大 ，输出电阻为零零，开环电压增 益为无穷大无穷大 ，输出电压为接近正负电源值接近正负电源值。 2运算放大器有两个工作区。在 线性线性 区工作时，放大器放大小信号；当输入为大信号时，它工作在 非线性非线性区，输出电压扩展到饱和值饱和值。 3运算放大器工作在线性区时，具有虚短虚短和虚断虚断两个特点，凡是线性电路都可利用这两个概念 来分析电路的输入、输出关系。 4反相比例运算电路中集成运放反相输入端为虚地虚地 点，而同相比例运算电路中集成运放两个输入端对 地的电压基本上相等相等。 5 同 相同 相比例运算电路的输入电流等于零，而反相反相比例运算电路的输入电流等于流过反馈电阻的 电流。 6同相同相运算电路的电压增益 Au1；反相反相运算电路的电压增益 Au0。 7 反相求和运算电路中集成运放的反相输入端为虚地点， 流过反馈电阻的电流等于各输入端电流的 和和。 8同相同相比例运算电路的输入电阻大，而反相反相比例运算电路的输入电阻小。 9反相求和反相求和运算电路可实现函数 YaX1bX2cX3，a、b 和 c 均小于零。 10微分微分运算电路可将三角波电压转换成方波电压；积分积分运算电路可将方波电压转换成三 角波电压。 二、选择题： 1. 现有电路： A. 反相比例运算电路B. 同相比例运算电路 C. 积分运算电路D. 微分运算电路E. 加法运算电路 选择一个合适的答案填入空内。 （1）欲将正弦波电压移相90O，应选用D。 （2）欲将正弦波电压叠加上一个直流量，应选用E。 （3）欲实现 Au100 的放大电路，应选用A。 （4）欲将方波电压转换成三角波电压，应选用C。 （5） A中集成运放反相输入端为虚地，而B中集成运放两个输入端的电位等于输入电压。 2. 集成运放在作放大电路使用时，其电压增益主要决定于（A） 。 A. 反馈网络电阻B. 开环输入电阻C. 开环电压放大倍数 三、计算题： 1电路如图所示，其中 R1=10k ，R2= R3= R4=51k 。 试求： （1）输入电阻 Ri； （2）vo与 vi之间的比例系数。 （3）平衡电阻 R 。 5 解： （1）Ri=R1=10k (2) 2 4n 1 ni 3 o4 4 4 2 4n 0 R vv R vv R vv R v R vv i4o ii 1 2 4 3153 15 v.vv v.v R R v (3)k848 2 3 214321 .R/RR/RR/RR 2电路如图所示，图中集成运放输出电压的最大幅值为14V，试将计算结果填如表 2.1 中。 解：vO1(Rf/R) vI10 vI，vO2(1+Rf/R ) vI11 vI。 当集成运放工作到非线性区时，输出电压不是14V，就是14V。 表 2.1 vI/V0.10.51.01.5 vO1/V15 1014 vO2/V1.15.51114 3求解图示电路中 vO与 vI之间的运算关系。 解：图示电路的 A1组成同相比例运算电路，A2组成差动运算电路。先求解 vO1，再求解 vO。 6 I 4 5 I2I1 4 5 I2 4 5 I1 1 3 4 5 I2 4 5 O1 4 5 O I1 1 3 O1 11 11 1 1 v R R vv R R v R R v R R R R v R R v R R v v R R v 4一高输入电阻的桥式放大电路如图 所示，试写出 vo= f ()的表达式 （= R/R） 。 解： i 1 2 o2 21 2 1 2 o1 1 2 o ii Bo2 i Ao1 24 1 22 2 v R R v RR R R R v R R v v RR Rv vv v vv 5图示电路中，A1，A2，A3均为理想运放。 （1）A1，A2，A3分别组成何种基本运算电路； （2）列出 vO1，vO2，vO的表达式。 7 解： （1）同相比例运算电路、反相求和运算电路、差动运算电路。 （2） )23(2)(2 150 100 50 100 12 2 3 i3i2i1o2o1o2o1o i3i2o2i1o1 vvvvvvvv vvvvv 6试写出图示加法器对vI1、vI2、vI3的运算结果：vO= f (vI1、vI2、vI3)。 解：A2的输出 vO2=-(10/5)vI2-(10/100)vI3=-2vI2-0.1vI3 vO=-(100/20)vI1-(100/100)vO2=-5vI1+2vI2+0.1vI3 7在 图 示 电 路 中 ， 已 知 输 入 电 压 vi的 波 形 如 图 （ b） 所 示 ， 当 t 0 时 ， 电 容 C 上 的 电 压 vC0。试画出 输出电压 vo的波形。 8 解： V52)52(1010(-5)-100 15ms -2.5V, 5ms, V521055100 ms5 , 0 , 0 ) ()- ( -100) () ( 1 ) ( 1 3 o2C1 3 o2C1 1C12i1C12ioi 1Cio 2 1 .vtvt .vtvt tvttvtvttv RC vv tvdtv RC v t t 时若 时若 为常数时当 8设计 一反相放 大器 ，电路 如图所示 ，要求 电压增益 Av=vo/vi=-10，当输 入电压 vi=-1V 时， 流过 R1和 R2的电流小 于 2mA，求 R1和 R2的最小值 。 解： 5.1k 510 5k k50 mA 2 V1 01 10 21 21 1 i i 12 1 2 i o v RR R.R R v v RR R R v v A ，取 ，时，有当 第三章 二极管及其基本电路第三章 二极管及其基本电路 一、填空题： 1制作电子器件的常用材料主要采用硅和锗硅和锗。 2二极管最主要的特性是单向导电性单向导电性。 3 本征半导体是指完全纯净的、 结构完整的半导体晶体完全纯净的、 结构完整的半导体晶体。 P 型半导体中的少子是电子电子， 多子是空空 穴穴， N 型半导体中的少子是空穴空穴，多子是电子电子。 4半导体中参与导电的有 两两 种载流子，分别是电子电子和空穴空穴，导体中参与导电的有 一一种载流 子，是电子电子。 5当环境温度升高时，二极管的反向饱和电流 IS将增大，这是因为此时 PN 结内部的B。 A.多数载流子浓度增大B.少数载流子浓度增大 C.多数载流子浓度减小D.少数载流子浓度减小 6半导体 PN 结中内电场 E，是由空间电荷区空间电荷区产生的，当将 反向反向 电压加在 PN 结两端时，其 PN 结内 电场 E 增强。PN 结不易不易 （不易/容易）导通。 7二极管导通时，其正向电压应该比门坎电压高高（高/低） ，硅管的正向导通电压约为 0.7 V，锗管的 正向导通电压约为0.2V。 9 8稳压管是一种 特殊工艺制造的面接触型硅二极管特殊工艺制造的面接触型硅二极管二极管。除了用于限幅电路之外，主要用于稳压电 路，其稳压性体现在电流增量 很大很大 ，只引起很小的 电压电压 变化，此时稳压管应工作于反向电击穿反向电击穿 区。 9发光二极管正常工作时，外加A电压；而光电二极管正常工作时，外加B电压。 A正向B反向C击穿 10某只硅稳压管的稳定电压 Vz = 4v，其两端施加的电压分别为+5V（正向偏置）和5V（反向偏置）时， 稳压管两端的最终电压分别为D。 A.+5V 和-5VB.-5V 和+4VC.+4V 和-0.7VD.+0.7V 和-4V 11PN 结的结电容包括扩散电容扩散电容和势垒电容势垒电容。当在 PN 结两端施加正向电压时，空间电荷区 将变窄变窄，扩散扩散电容将增大。 12发光二极管是将电能转换成光能电能转换成光能的器件；而光电二极管是将光能转换成电能光能转换成电能的器件。 二、已知 uI5sint (V)，二极管导通电压 UD0.7V。试画出 uI与 uO的波形，并标出幅值。 三、二极管的正向伏安特性曲线如图所示，室温下测得二极管中的电流为 20mA。试确定二极管的直流电阻 RD和动态电阻 rd的大小。 解：由图可见，ID=20mA 时的 UD=0.67V，则直流电阻 RD为 533 20mA V670U D D D . . I R 过 ID=20mA 处，作一条切线，求切线斜率，可求得动态电 阻 rd为 31 10mA-30mA V0260 U D D d . . i r 10 四、在下面图示电路中，设 uI=12sint（V） ，试分别画出 iD、uD和 uO的波形（要求时间坐标对齐） ，并将 二极管电流 iD的峰值和其所承受的反向电压峰值标于图中（假定 D 为理想二极管） 。 五、二极管电路如下图（a）所示，设输入电压波形如图（b）所示，试画出相应的输出电 vO波形。 设二极管为理想器件。 11 六、二极管电路如图所示，试判断图中的二极管是导通还是截止，并求出 AO 两端电压 VAO。设二极管为理 想器件。 解： （a）D 导通，VAO=-6V （b）D 截止，VAO=-12V （c）D1导通，D2截止，VAO=0V （d）D1截止，D2导通，VAO=-6V 七、已知稳压管的稳压值 UZ6V，稳定电流的最小值 IZmin5mA。求图示电路中 UO1和 UO2各为多少伏。 12 解： V5 V5V10 22 2 (b) 6V 6V,V8V10 0.52 2 (a) O2Z O1Z ZI L L U,U UU UU RR R 偏截止状态，不可稳压，管子处于反 可稳压， 稳压管要稳压需满足 八、 图示电路中，稳压管 2CW16 具有下列特性：稳定电压 9V，耗散功率允许值 250mW，稳压管电流小 于 1mA 时不能稳压，且动态电阻不大于 20。试按电路图中所给参数计算： （1）当 RL=1k 时，电流 IR、IZ、IL的大小； （2）当电源电压 UI变化20%时，UO最多变化几伏？ （3）稳压管在 UI和 RL变化至何值时功耗最大？其值是否已超过允许值？ （U1的变化范围不超过20%， RL可任意变化。 ） （4）按照图中的参数，分析该电路在 IL大于何值时将失去稳压能力？ 解：(1)mA621 510 920 R .I ，mA9 k1 V9 L I，IZ=12.6mA。 (2)150V)4( )000120(510 000120 O . / / U V (3) 当 U 变化+20%和 RL时稳压管的功耗最大。 ZZ(max) mW2659 510 924 PP ，超过允许值。 (4) 当mA428 Zmin ZImax LmaxL .I R -UU II时，失去稳压能力。 九、有两只稳压二极管 DZ1、DZ2，其稳定电压分别为 VZ1=6V、VZ2=10V，两管正向导通电压降均为 0.7V。 如果将它们以不同方式串联后接入电路，可能得到几种不同的电压值？试画出相应的电路图。 13 十、二极管电路如图所示，设二极管均为理想二极管，vs=10sint（V） 。 （1）画出负载 RL两端电压 vo的波形。 （2）若 D3开路，试重画 vo的波形。 （3）若 D3被短路，会出现什么现象？ （3）若 D3被短路，则在输入电压的正半周将使电源短路，烧坏电源。 第四章 三极管及其放大电路第四章 三极管及其放大电路 4.1 一、问答题： 1. 能否用两个二极管背靠背地连接构成一个 BJT？ 答：不能，因为 BJT 除了由两个背靠背 PN 结构成外，还需满足三个内部条件。 2. BJT 的 e 极、c 极能否交换使用？ 答：不能，因为 e 极、c 极所对应区域的掺杂浓度和横截面积均不相同。 二、填空题： 1. 三极管实现放大的三个内部条件是（发射区掺杂浓度最高发射区掺杂浓度最高） 、 （基区最窄基区最窄） 、 （集电区横截面积最大集电区横截面积最大） 。 14 2. 三极管具有放大作用的外部电压条件是发射结（正偏正偏） ，集电结（反偏反偏） 。 3. 三极管工作在饱和区时，发射结（正偏正偏）,集电结（正偏正偏） ； 工作在截止区时，发射结（反偏反偏）,集电结（反偏反偏） 。 4. 工作在放大区的某三极管，如果当 IB从 12A 增大到 22A 时，IC从 1mA 变为 2mA，那么它的约为 （ 100 ） 。 5. 工作在放大状态的三极管，流过发射结的电流主要是（多子的扩散流多子的扩散流） ，流过集电结的电流主要是（漂移 电流 漂移 电流） 。 （扩散电流/漂移电流） 6. 反向饱和电流是由（少数少数）载流子形成，其大小与（温度温度）有关，而与外加电压（无关无关） 。 7测得某放大电路中三极管的三个电极 A、B、C 对地点的电位分别为-11、-6、-6.7，则 A 电极为（ 集电集电 ） 极，B 电极为（ 发射发射 ）极，电极为（ 基极基极 ）极。 三 1从下图所示各三极管电极上测得的对地电压数据中，分析各管的类型以及它在电路中所处工作状态。 （1）是锗管还是硅管？ （2）是 NPN 型还是 PNP 型？ （3）是处于放大、截止或饱和状态中的哪一种？或是已经损坏？（指出哪个结已坏，是烧断还是短路？） 提 示 ： 注 意 在 放 大 区 ， 硅 管V70 EBBE .UUU， 锗 管V30 BE .U， 且 ECCE UUU0.7V；而处于饱和区时，V70 CE .U。 解：(a) NPN 硅管，工作在饱和状态； (b) PNP 锗管，工作在放大状态； (c) PNP 锗管，管子的 b-e 结已开路； (d) NPN 硅管，工作在放大状态； (e) PNP 锗管，工作在截止状态； (f) PNP 锗管，工作在放大状态； (g) NPN 硅管，工作在放大状态； (h) PNP 硅管，工作在临界饱和状态。 2测得放大电路中的两只晶体管的各电极直流电位如图 3.2 所示。试在圆圈中画出管子，并分别说明它们 是硅管还是锗管。 15 3已知两只晶体管的电流放大系数分别为 50 和 100，现测得放大电路中这两只管子两个电极的电流如图 所示。试分别求另一电极的电流，标出其实际方向，并在圆圈中画出管子。 四、电路如图所示，晶体管导通时 UBE0.7V，=50。试分析 UBB为 0V、1V、1.5V 三种情况下 T 的工作状 态及输出电压 UO的值。 解： （1）当 UBB0 时，T 处于截止状态，UO12V。 （2）当 UBB1V 时，因为 工作在放大状态。 T A240 A60 BSB c CESCC BS b BEBB B II R UU I R UU I 16 V9 mA3 cCCCO BC RIUU II （3）当 UBB3V 时，因为 工作在饱和状态。 T A604 BSB b BEBB B II R UU I V0 CESO UU 五、 (1) 有两只晶体管，一只的200，ICEO200A；另一只的100，ICEO10A，其它参数大致相同。你 认为应选用哪只管子？为什么？ 答：应选用100，ICEO10A 的管子，可使管子在构成放大电路时温度稳定性高。 (2) 当温度升高时，三极管的（增大） ，反向饱和电流 ICBO( 增大 ) , UBE( 减小 )，最终导致集电极电流 IC（增大） 。 (3) 三极管的安全工作区受哪些极限参数的限制？使用时，如果超过某项极限参数，试分别说明将会发生什 么结果。 答：三极管的安全工作区受 PCM、ICM、U(BR)CEO三个极限参数的限制。 PCM过大，集电结发热，结温上升，当结温超过最高工作温度（硅管 150，锗管 70）时，BJT 性能 下降，甚至会烧坏。 ICM过大，BJT 不一定会烧坏，但值将过小，放大能力太差。 U(BR)CEO过大，使 ICEO明显增大，导致集电结出现雪崩击穿。 4.2 一、 （1）放大电路组成原则有哪些？利用这些原则分析（2）题 （2）试分析图示各电路是否能够放大正弦交流信号，简述理由。设图中所有电容对交流信号均可视为 短路。 17 答： （1）放大电路组成原则：设置合适的静态工作点（即保证发射结正偏，集电结反偏） ； 保证交流信号畅通无阻。 （2）a. 不能，ui被 VBB短路； b. 能； c. 不能，ui不能直接驮载在静态电压之上，其间需加隔直流电容器； d. 不能，发射极回路无电阻会使回路电流过大而烧坏 BJT。另外实用电路中交、直流电源不能串 联使用，它们的电源负极需共地； e. 不能，电容 C2将 ui短路； f. 不能，无集电极电阻 Rc会使输出信号被 VCC短路。 二、 （1）在电子电路中，放大的实质是什么？放大的对象是什么？负载上获得的电压或功率来自何处？ （2）为什么要设置 Q 点？ （3）由于放大电路中存在着电抗元件，其交、直流通路不相同，请回答如何画直流通路？如何画交流 通路？ 答： （1）放大的实质是对放大器件（即能量控制部件）的控制作用。 放大的对象是交流小信号。 负载上获得的电压或功率来自直流电源。 （2）设置 Q 点的目的是保证输入交流小信号不失真地放大。 （3）直流通路：将电路中耦合和旁路电容的作用去掉，即断路。 交流通路：对一定频率范围内的交流信号而言，耦合和旁路电容可视为短路； 对交流信号，电路中内阻很小的直流电压源可视为短路；内阻很大的直流电流源可视 为开路。 三、画出图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。 18 4.3 一、在下图所示电路中，已知晶体管的80，rbe1k，Ui20mV；静态时 UBEQ0.7V，UCEQ4V，IBQ 20A。判断下列结论是否正确，凡对的在括号内打“” ，否则打“” 。 （1）200 1020 4 3 u A （）（2） 715 70 4 u . . A （） （3）400 1 580 u A （）（4） 200 1 5280 u . A （） （5） k1k) 20 20 ( i R （）（6） k35k) 02. 0 7 . 0 ( i R （ ） （7） k3 i R（）（8） k1 i R（） （9） k5 o R（）(10)k5 . 2 o R（） （11） s U 20mV ()（ 12） s U 60mV () 二二 、 电路如图所示，已知晶体管50，在下列情况下，用直流电压表测晶体管的集电极电位，应分别为 多少？设 VCC12V，晶体管饱和管压降 VCES0.5V。 （1）正常情况（2）Rb1短路（3）Rb1开路（4）Rb2开路（5）RC短路 19 解： （1）V46mA 0220 cBCCC b1 BE b2 BECC B .RIVV. R V R VV I （2）12V BJT , 0 CBE VV截止， （3） V50BJT mA 0450 mA 220 CESCBSB c CESCC BS b2 BECC B .VVII . R VV I. R VV I 饱和， （4）12V BJT C V截止， （5）12V C V 三、放大电路的直流负载线和交流负载线的概念有何不同？什么情况下两条负载线重合？ 答：直流负载线：由直流通路确定，其斜率等于-1/Rc的一条直线。 交流负载线：由交流通路确定，其斜率等于 L 1/ R 的一条直线。由于 cL RR ，故交流负载线的斜率大 于直流负载线的斜率。 当负载 RL断路时，交流负载线与直流负载线重合。 四、共发射极放大电路及三极管的伏安特性如图所示。 （1）用图解法求出电路的静态工作点，并分析这个工作点选得是否合适？ （2）在 UCC和三极管参数不变的情况下，为了把三极管的集射极电压 UCEQ提高到 5V 左右，可以改变哪 些电路参数？如何改变？ （3）在 UCC和三极管参数不变的情况下，为了使 ICQ=2mA，UCEQ=2V，应改变哪些电路参数，改变到什 么数值？ 20 解：(1)A218 510 7010 B . . I ，可知静态工作位置在 Q 点，不合适； (2) 为了把三极管的集电极电压 UCEQ提高到 5V 左右，可以有多种 Rc与 Rb的组合。若将静态工作点 设置在 Q点，则 Rc保持不变，取 Rb100k，故 IB90A。 (3) 应将静态工作点设置在 Q点，可得：Rc=4K，Rb250K。 五、 电路如图（a）所示，该电路的交、直流负载线绘于图（b）中。 试求： （1）VCC、IBQ、ICQ、VCEQ的值； （2）电阻 Rb、Rc的值； （3）输出电压的最大不失真幅度； （4）要使该电路能不失真地放大，基极正弦电流的最大幅值是多少？ 21 解： （1） VCC=6V，IBQ=20A，ICQ=1mA，VCEQ=3V； （2）Rb VCC/ IBQ=300k，Rc=(VCC- VCEQ)/ ICQ=3 k； （3）Vom=4.5V-3V=1.5V； （4）Ibm20A 六、单管放大电路如图所示，已知 BJT 的电流放大系数50。 （1）估算 Q 点； （2）画出简化 H 参数小信号等效电路； （3）估算 BJT 的输入电阻 rbe和放大电路的输入电阻 Ri、输出电阻 Ro； （4）如输出端接入 4k的负载电阻，计算 Av=vo/ vi和 Avs=vo/ vs。 解： （1） IBQ40A，ICQ=2mA，VCEQ=4V； （2） 22 （3）rbe=863，Ri=Rb/ rberbe，Ro= Rc=4 k； （4） 116 be Lc v r R/R A 731166330 v sbe be vs .A Rr r A 4.4 一 、一 、引起放大电路静态工作点不稳定的主要因素是什么？ 答：电源电压的波动、元件参数的分散性及元件的老化、环境温度的变化等。其中环境温度的变化影响最 大。 二 、二 、电路如图所示，其偏置电路中的热敏电阻 Rt具有负温度系数，问能否起到稳定工作点的作用？ 答： （a）能起到稳定工作点的作用， ）。（控制温度 CCBBEBb2t IIIVVR/R （b）不能起到稳定工作点的作用， ）。（工作点向饱和区移动温度 CBBEBb1t IIVVR/R 三、电路如图所示，晶体管的 60，100 bb r。 （ 1）求解 Q 点； （ 2）画出微变等效电路，并求 u A 、Ri和 Ro； （3）设 Us10mV（有效值） ，求 UI、UO；若 C3开路，求 UI、UO、Ri和 Ro。 23 解： （1） Q 点： V484)( mA 881 A 31 )1 ( ecCQCCCEQ BQCQ eb BEQCC BQ .RRIUU .II RR UU I （2）微变等 效电路： k3 895 )( 939 939 mV26 )1 ( co be Lc u bebi EQ bbbe RR . r RR A rRR I rr （3）设 US10mV（有效值 ） ，则 mV306 mV23 iuo s is i i UAU .U RR R U 若 C3开路，则 51 k351)1 ( e Lc u ebebi . R RR A .RrRR 24 mV414 mV69 iuo is i i .UAU .U RR R U s 四、 电路如下图 (a)所示，已知晶体管的=100， b b r=100，UBEQ=0.7V。 (1）试估算该电路的静态工作点（ICQ，UCEQ） ； (2）画出电路的微变等效电路（C1，C2，Ce足够大） ； (3）求该电路的电压增益 Au； (4）求输入电阻 Ri和输出电阻 Ro； (5）当出现下图 (b)所示失真时，请问是何种失真？若调整 Rb2应该将其增大还是减小？ 解：(1）估算电路的静态工作点 V753 CC b2b1 b1 BQ .U RR R U mA51 ef BEQBQ CQEQ . RR UU II V54)( fecCQCCCEQ .RRRIUU (2）画微变等效电路 25 (3）k85 . 1 be r43 . 2 )1 ( fbe L u Rr R A (4）k7)1 (/ fbe2bb1i RrRRRk5 co RR (5）饱和失真，Rb2增大。 4.5 一 、一 、 电路如图所示，晶体管的80，rbe=1k。 （1）求出 Q 点； （2）分别求出 RL和 RL3k时电路的 u A 和 Ri； （3）求出 Ro。 解： （1） IBQ32.3A，IEQ2.61 mA，UCEQ7.17V； （2）9960 )1 ( )1 ( k110)(1/ : ebe c uebebiL . Rr R ARrRRR 9920 )(1 ( )1 ( k76)(1/ :k3 Lebe Lc uLebebiL . R/Rr R/R AR/RrRRR （3）37 1 )( / bebs eo rR/R RR 二 、 共基电路如图所示。射极电路里接入一恒流源，设 49， Rs 0， RL 。 试确定电路的电压增 益、 输入电阻和输出电阻。 26 解：1.5k1500 1 26 )49(1200 be r 5k 30 1 163 co be i be c RR r R r R Au 三、按要求填写下表 电路名称 连接方式（e、c、b）性能比较（大、中、小） 公共极输入极输出极u A i A RiRo其它 共射电路ebc大大中大针对固定式偏置电路 共集电路cbe小大大小 共基电路bec大小小大频带宽 4.6 一、判断图 4.6.1 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。 答 ： （a）共射共基； （b）共射共射； （c）共集共基。 4.7 一、选择正确答案填入空内。 （1）测试放大电路输出电压幅值与相位的变化，可以得到它的频率响应，条件是A。 A.输入电压幅值不变，改变频率 B.输入电压频率不变，改变幅值 C.输入电压的幅值与频率同时变化 （2）放大电路在高频信号作用时放大倍数数值下降的原因是B，而低频信号作用时放大倍数数值 降的原因是A。 A.耦合电容和旁路电容的存在 B.半导体管极间电容和分布电容的存在。 27 C.半导体管的非线性特性 D.放大电路的静态工作点不合适 （3）当信号频率等于放大电路的 fL或 fH时，放大倍数的值约下降到中频时的B。 A.0.5 倍B.0.7 倍C.0.9 倍 即增益下降A。 A.3dBB.4dBC.5dB （4）对于单管共射放大电路，当 f fL时， o U 与 i U 相位关系是C。 A.45B.90C.135 当 f fH时， o U 与 i U 的相位关系是C。 A.45B.135C.225 二、已知某共射放大电路的波特图如下图所示， 试写出 u A 的表达式并确定电路的中频增益 Ausm、上限频 率 fH、下限频率 fL。 题 4.7.2 图 解： 75 u 10 1 1052 1 10 j1 1 j1 100 f j . f j ff A Ausm=100，fH2.5105Hz ，fL10Hz 三、 已知某放大电路的增益表达式为 5 u 10 j1 j 10 1 32 f f A ，试画出其波特图。并确定电路的中频增 益 Ausm、上限频率 fH、下限频率 fL。 解：Ausm=32，fH=105Hz ，fL=10Hz 28 第五章场效应管放大电路第五章场效应管放大电路 一、填空题： 1 FET 有两种主要类型即（MOSFET） 和（JFET） ，FET 是利用（电场效应电场效应）来控制其电流大小的半导 体器件。 2在 MOSFET 中，从导电载流子的带电极性来看，有（N 沟道沟道）管和（P 沟道沟道）管之分；而按照导电沟道 形成机理不同 NMOS 管和 PMOS 管又各有（增强增强）型和（耗尽耗尽）型两种。因此，MOSFET 有四种： （增强 型 增强 型 N 沟道管沟道管） ） 、 （增强型增强型 P 沟道管沟道管） ） 、 （耗尽型耗尽型 N 沟道管沟道管）和（耗尽型耗尽型 P 沟道管沟道管） 。 3结型场效应管发生预夹断后，管子将进入（恒流恒流）区工作。 4增强型 PMOS 管的开启电压（小于零小于零） 。 5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（增大增大） 。 6 当 UGS0V 时，能够工作在恒流区的场效应管有（结型管结型管） 、 （耗尽型耗尽型 MOS 管管） 。 二、判断下列说法是否正确，用“”和“”表示判断结果填入空内。 1结型场效应管外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证栅极电流 iG0。 （ ） 2若耗尽型 N 沟道 MOS 管的 UGS大于零，则其输入电阻会明显变小。 （ ） 3增强型 MOSFET 由于栅极与源极、漏极均无电接触，故称绝缘栅极。那么，耗尽型 MOSFET 的栅极将 是不绝缘的。 （ ） 4开启电压是耗尽型 FET 的参数，而夹断电压是增强型 MOSFET 的参数。 （ ） 三、绝缘栅场效应管漏源特性曲线如图题（a）（d）所示。说明图（a）（d）曲线对应何种类型的场效 应管。根据图中曲线粗略地估计：开启电压 UT、夹断电压 UP和漏极电流 IDSS或 IDO的数值。 29 解： 图(a)：增强型 N 沟道 MOS 管，UT3V，IDO3mA； 图(b)：增强型 P 沟道 MOS 管，UT-2V，IDO2mA； 图(c)：耗尽型型 P 沟道 MOS 管，UP2V，IDSS2mA； 图(d)：耗尽型型 N 沟道 MOS 管，UP-3V，IDSS3mA。 四、试写出以下 FET 符号所代表的管子类型。 五、已知场效应管的输出特性曲线如图所示，画出它在饱和区的转移特性曲线。 30 解：在场效应管的饱和区作横坐标的垂线，读出其与各条曲线交点的纵坐标值及 UGS值，建立 iDf（uGS） 坐标系，描点，连线，即可得到转移特性曲线，如解图（b）所示。 六、测得某放大电路中三个 MOS 管的三个电极的电位如下表所示，它们的开启电压也在表中给出。试分析 各管的工作状态(截止区、饱和区、可变电阻区） ，并填入表内。 解：因为三只管子均有开启电压，所以它们均为增强型 MOS 管。根据表中所示各极电位可判断出它们各自 的工作状态。 管号管号UGS（ （th）/V US/VUG/VUD/V工作状态工作状态 （N 沟道管）T14513饱和区 （P 沟道管）T243310截止区 （P 沟道管）T34605可变电阻区 七、四个 FET 的转移特性分别如下图所示，其中漏极电流 iD的假定正方向是它的实际方向。试问它们各是 哪种类型的 FET？ 解：P 沟道 JFETN 沟道耗尽型 FETP 沟道耗尽型 FETN 沟道增强型 FET 八、改正下图所示各电路中的错误，使它们有可能放大正弦波电压信号。要求保留电路的共源接法。 解：对照下图电路 （a）源极加电阻 Rs。 （b）漏极加电阻 Rd。 （c）可能放大正弦波电压信号 。 （d）在 Rg支路加VGG，VDD改为VDD。 31 九、 图示曲线为结型场效应管的转移特性。试问： (1) IDSS、UP值为多大？ (2) 根据给定曲线，估算当 ID=1.5mA 和 ID=3.9mA 时，gm约为多少？ (3) 根据 gm的定义： GS D m du di g，计算 UGS= -1V 和 UGS= -3V 时相对应的 gm值。 解： (1)IDSS=5.5mA，UP=-5V； (2)ID=1.5mA 时， mS051 V42 mA6072 m . . g ， ID=3.9mA 时， mS41 V20 mA7255 m . . g ； (3) 由 P GS P DSS GS D m 1 2 U u U I du di g 可得 UGS=-1V 时，gm1.76mS， UGS=-3V 时，gm0.88mS。 十、已知下图(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） 利用小信号等效电路求解 Au、Ri和 Ro（其中 gm=1mS） 。 解： （1） 在转移特性中作直线 uGSiDRS，与转移特性的交点即为 Q 点； 读出坐标值， 得出 IDQ 1mA， UGSQ2V。如下面解图（b）所示。 在输出特性中作直流负载线 uDS VDDiD(RdRS)，与 UGSQ 2V 的那条输出特性曲线的交 点为 Q 点，UDSQ3V。如下面解图（c）所示。 32 （2）首先画出交流等效电路（图略） ，然后进行动态分析。 k5 M1 5 do i dmu RR RR RgA g 十一、已知电路参数如下图所示，场效应管工作点上的互导 gm=1mS。 （1）画出该电路的小信号等效电路； （2）求电压增益 Au； （3）求放大电路的输入电阻 Ri。 33 解： （1） （2）20 Ldmu R/RgA （3）k7146746100 g2g1g3i .R/RRR 十二、源极输出器电路如图所示，已知场效应管工作点上的互导 gm=0.8mS,其它参数如图中所示。 画出该电路的小信号等效电路；求电压增益 Au、输入电阻 Ri和输出电阻 Ro。 解： 940 1 m m . Rg Rg Au M130M10M30 g2g1g3i .R/RRR k181 1 m o . g /RR 34 第六章模拟集成电路第六章模拟集成电路 一、填空题： 1将二极管、晶体管或场效应管、电阻等元器件及连接导线同时制作在一块半导体硅基片一块半导体硅基片上，构 成一个具有某种功能的完整电路，这就是集成电路集成电路。 2零漂是指输入端短路时，输出端还存在缓慢变化的信号电压，即输出电压偏离原来的起始值而输入端短路时，输出端还存在缓慢变化的信号电压，即输出电压偏离原来的起始值而 上下漂动上下漂动。 3放大电路的输出级应有一定的带负载能力，其输出电阻要小小，动态范围要大大。 4集成运放内部电路通常包含四个基本组成部分，即输入级输入级、中间级中间级、输出级输出级和偏置电偏置电 路路。 5集成运算放大器与分立元件放大电路相比，虽然工作原理基本一致，但在电路结构上具有自己突出的特 点，如放大器之间都采用直接直接耦合方式，这样做是因为集成工艺无法集成大电容集成工艺无法集成大电容。 6为了抑制漂移，集成运算放大器的输入级一般采用差分差分放大电路，并利用恒流源或长尾电阻引入一 个共模负反馈，以提高共模抑制比共模抑制比，减小零点漂移零点漂移。 7电流源电路是模拟集成电路的基本单元电路，其特点是电流变化电流变化小， 动态输出电阻动态输出电阻很大，并具 有温度补偿作用。常作为放大电路的有源负载或为放大电路提供稳定的直流偏置直流偏置。 8共模信号是夹杂在输入信号中的需要抑制抑制的信号，共模电压增益越小小（大或小） ，说明放大电 路的性能越好。 9共模抑制比的计算公式为 vcvd A/A，它描述差分放大器对共模信号共模信号的抑制能力。 10差分放大电路中，若 vi1= +40 mV，vi2= +20 mV，Avd= -100，Avc= -0.5，则可知该电路的共模输入信号 vic=30mV，差模输入电压 v