模电作业答案教材

1、第1章半导体二极管及其应用电路1 二极管电路如图1所示，设二极管是理想的。 试判断图中的二极管是导通还是截止,并求出A、0两端电压UAOo解：图a ：对Di有阳极电位为阴极电位为一 12 V，故Di导通，此后使D2的阴极电位为0V，而其阳极为一15 V，故D2反偏截止，Uao=0 V。图b：对小有阳极电位为12 V，阴极电位为0 V，对D2有阳极电位为12 V，阴极电位为一6V .故D2更易导通，此后使Va= - 6V;。反偏而截止，故Uao= 6V。2电路如图2所示，设二极管为理想的，输入电压为正弦波，试分别画出各图输出电压的波 形。0 4kA0 O g1第2章半导体三极管及其放大电路7 .

2、电路如图5(a)所示，晶体管的=80 , rbb=100Qo(1)分别计算Rl = R和Rl= 3k Q时的Q点，Aus, Ri和RoO(2)由于电路参数不同，在信号源电压为正弦波时，测得输出波形如图4 (b)、(c)、(d)所示，试说明电路分别产生了什么失真，如何消除。(3)若由PNP型管组成的共射电路中，输出电压波形如图分 4 (b)、(c)、(d)所示，则 别产生了什么失真？56 K乳- 1 *1rcc(+ ISV)Q +此6 Ai.n% no)比)(c)(d)解(1)在空载和带负载情况下，电路的静态电流、be均相等，它们分别为(a):22 (iAVCC U BEQ U BEQI BQR

3、b RsI co 二-Ibq >1 76mAr be Fb' (1： 1 .3k-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U CEQ =VCC -1 CQ 民 6.2V-P RcAu 308rbeR =Rb / /be :be 1 .3kl 1AusAu: -93Rs *beRo = Rc = 5k11Rl=5k Q时，静态管压降、电压放大倍数分别为.VCC - u CEQUCEQ JL-1CQ（Rc '' Rl） : 2 3V1 RLAu rbe 115iAu： -47Rs rbeR= Rb II r be 1 rbe 1 .3kRo= Rc

4、= 5k(2) ( a)饱和失真，增大Rb,减小Rc。(b)截止失真，减小Rb。(C )同时出现饱和失真和截止失真，应增大Vcco(3) ( a)截止失真；(b)饱和失真；(c)同时出现饱和失真和截止失真。8 .电路如图6所示,晶体管的一100, rbb=100 Q。(i)求电路的Q点，Au, Ri和Ro。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？4-图7解：(1)静态分析:U BQRb Vcc 二 2VRb +Rb2u BQ uBEQ1mARf Re EQBQUCEQVCC- I EQ(RcRfRe) = 5.7 V动态分析:rbe Mbb,(1 J W 2.73k- I

5、 EQAuf,Rc/ Rl)>7.7Ri 二% (1 JRfRbi / Rb2 / rbe (V -)Rt - 3.7k'.1Ro 二 Rc =5k(2) Ri 增大，Ri= Rb1 / Rb2 / fbe(1 5)( NRe)4.1 kQ ；A减小,O(Rc RD1.92 orbe" ： )(Rf Re)U ces=0.3V。9 .分压式偏置电路如图7所示，已知三极管的UBE=0.7V,rbb=100，上60 , (1)估算工作点Q。(2)求放大电路的Au, R, Ro, Aus。(3) 求最大输出电压幅值Uom。(4) 若电路其他参数不变，问上偏流电阻Rbi为多大时

6、,能使Uce=4V ?Rb2V CCU B - - =20k QX 16V/80k Q =4VD. . * D _lc B曰 IE=U2口叫= ( 4 0.7)V/2 k Q=65mAReU ce Vcc一I cRc一I eRsaVcc 一 Ic (Rc +Re )=16V-1.65 mA X k Q=7.75VI cI b-=1.65 mA 760=27.5A300”61 空门：12611.65(2) rbe ： 3001 I EinARl, = Rc/ Rl =(3 X 6/9) k Q = 2k QAu二史虹Ui fbe=60 X2/1.261 =95Rj 二 Rb1 / Rb2 /be

7、 八Tbe 261 k QRoARc=3 k QUo RiAus - Au = (1261 /1361) X ( 95) = 88UiRs+R U-m=minjQ , Q A=minUcE-UcEs, IcRl=3.3VU CE=4V,根据 U CE=VcC-cR： 2 1 ERSAV，E(Rc+Re)求得Ie=(Vcc U ce)/( R:+Re)=12V/5k Q=2.4 mAUb=Ube + bRe= (0.7+ 2.4 X)V = 5.5VRbi=(Rb2Vcc Rb2UB)/UB=(20 k QX 16V20 k QX 5.5V)/5.5=38.18 k Q取标称值为39 kQ电阻。

8、10 .电路如图8所示，晶体管的=60, rbb=100Qo(1)估算静态工作点UCEO(2)画出三极管及整个放大电路的交流微变等效电路。(3)计算 Au、Ri 和 R。(4)设 Us= 10mV (有效值)，问 Uj=? Uo= ?若 C3开路，则 Uj=? Uo= ?f -一一一。1kcc 讪 TV) 7?bn 3kQU G 300k 叫 oII +Cj 114："站9iJ昏-6" o-图8解°)Q点：Ibq= Vcc-Ubeq 沁 A bq Rb+(1 +O)Re1 co = B I bq & 1.86mAUcEQ Hi Vcc lEQ (Rc +R

9、e)=4.56VAu、R和R的分析：be血 +(1 + B)甯 95201 EQRi = Rb 气止 9520- OR Rl )Au茫一95r beR ° = Rc = 3kO(2)设区二10mV(有效值)，贝UR.5i一 Us 72mVRs +RU。= A U j 氐 304mV若G开路，则R =Rb Fbe+(1 + B)Re"51.3k- Rc / / Rl d I代纭=1.5ReRUj=9.6 mVj Rs+R sU o = AuUA14.4mV第4章功率放大电路1 双电源乙类互补对称功率放大电路如图1所示，已知Vcc=12V , Rl=10 Q,输入信号为正弦波。

10、(1)在晶体管UCES忽略不计的情况下，负载上可以得到的最大输出功率。(2)每个功放管上允许的管耗是多少？(3)功放管的耐压又是多少？(4)如何选择功率晶体管？ucc1?解： Pom 2Rr-_ =7.2N2 10(2 )每个管耗的允许值即为管耗的最大值，即为最大输出功率的五分之一，为7.2/5=1.44W.(3)双电源互补对称电路在同一时刻只有一个管子导通，所以功放管的耐压为管子的最大管压降 u CE max = 2U CC = 24V。可求出每只管子的反向击穿电压U(BR)CEOU(br)ceo 2Vcc =2 12 =24V根据公式可以求出每只管子允许的最大集电极电流IcM12I CM

11、lom 1 .2A10根据公式可以求出每个管子的最大集电极功耗Pcm_0.2Pom =0.2 7.2 =1.44W图2Rl=16Q, Ti和T2的饱和管压降|U ces|=3V，输 入电2.在图2所示电路中，已知Vcc=12V 压足够大，且当Ui=0V时，u-OV。求解：(1)最大不失真输出电压的有效值。(2)负载电阻Rl上电流的最大值。(3)最大输出功率Pom和效率n(4)说明二极管Di、D2的作用。解： U om = VCC -u CES =12 -3 =9 VUo6.36V.2U 9=4-0.5625A1Lm16(2) 小1Pom RT(3)Ro 二 U omR/ 4 Vcc(Vcc-U

12、ces)2 占,2.53W2Rl 216庙59%4 12(4)、T2提供基极偏置电压，使电路工作在甲乙类状态，用以消除交越失真。3.如图 2所示电路,已知Vcc=20V , Rl=8Q,和T?管的饱和管压降|Uces|=OV , Ui为正弦波,其有效值为10V。 管耒蛇湖的WMjW必御腐蝌南购荻傕军:Uo=1 ov °R u 2 102=12.5WRl 82U omvcc 2-J21020R - " 二 RlR=R/.e=22.5-12.5=1OW慰=56%Pz22.5 W(2)rtmom2 Rlomom2 Vcc.Kl2 Vccom2 202时，管耗最大。2Vcc 220

13、!Rl-10.13W=10.13W(1)求电路的输出功率、管耗、直流电源供给的功率和效Fv =PTm Ro=10.13 10.13 =20.26W居座5%Rz 20.268-6单电源供电0TL电路如题图8-6所示，已知Rl=8 Q,要求最大输出功率Rom=10W , VTi和VT2管的饱和管压降Uces =°v。当u为正弦波时试回答：(1 )电源电压Vcc大于或等于多少；(2 )直流电源供给的功率是多少；(3)管子的击穿电压大于或等于多少；(4)转换效率等于多少？+V ccVD1题图8-6_LUi一解：(1)2、与UCES产Vee =2、，2RP；2Rl2Uom(Vcc/2) =22

14、810 = 25.3V 取 Vcc =26V3 3)(4)二 Rl(BR)CEO 2 vcc 2_PA.Fv一 u, om4 VeeAA=13.45W和8-26VJIMe(可一 Uces)二 1 3±Vee"T78.5%4 13集成运算放大电路2.已知如图1所示差放电路的Vcc=Vee=+12V , Re=RE=10kQ , 3=80。求:()静态工作点 Q ( IBQ' CQ、UCEQ)。(2)输入Ui=1 OmV，不接Rl时的输入u。(3)输入Ui=1 OmV ,接RL=20k Q负载时输出Uo。图1图2解：(1)静态工作点,EQCC BE2REE120.72

15、10=0.585mAI”*0.585mAI 睨 一 I BQ 8Q84.2 八A = 0.576mAU ceq 二 Vee Vee-IcRc -2I ERE=12 12-0.576 10-2 0.585 10=6.54V(2)不接Rl时的输出Uorbe =300 (1)琮* ： 300 81 -263.9k'.1I e (mA)0.585U又1 = lOmAOt-输出为%=10mVxA 205.1)=-2 351V(3)接Rl时的输出Uo3.9&d= lOirA时!输出为% =ti =10mVx (-102.6)= -!.026V3.双输入单输出差分放大电路如图2所示。已知Vc

16、c=Vee=12V , Rbi=Rb2=Rb=5K Q,Rd = Rc2=Rc=1 Ok Q, Re= 11.3kQ Rl=1 0k Q,三极管的电流放大倍数31=萨 3=100, Ube=0.7V ,rbb, =300 Q,试计算:(1 )静态工作点 Q ( I BQ1、lcQ1、UcEQ1 ) ' Q ( IBQ2、lcQ2、UcEQ2 )。(2)差模输入电阻和输出电阻。(3)差模电压放大倍数Aud=u Od/Uid (单)。(4)共模电压放大倍数Auc=U/Uic (单)。(5)电路共模抑制比Kcmro解：(1)1CQ1 =| CQ27.7 ( -Vee)2Ree=0.5mACQ

17、1,BQ10.5mA-100=5j AUcEQ22 Vee "(.Vee)-Icqi Rc2Ree=12 12-0.5mA10k Q 2 11.3k Q 尸 7.7VIrci Il =0.5mAI Il =0.5mA|IRciRc+IlRl=Vcc =12V JOlRci +10lL=Vcc =12V1 Rd =°.85mA解得aP l = 0.35mAUcqi =IlRl =0.35 10 =3.5VU CEQI U CQI - ( WEE ) - 1 CQI 2 ReE=3.5 12-0.5mA2 11 _3kQ = 4.2V小 26mV 2flmV nn 26mA r

18、 Gf=Hob,+ P + 0) - = Abb* + 二兀。十二5.(2)输入电阻金=2Ab +心卜2(5+5.5)=21kQ输出电阻r°d =Rc -1 Ok Q(3)1 00乂。1 0)= _2382 (5+5.5)-0.218ioox (io/no)RR + 心£ + 2(1 +#)八EE5+5 5+202x11 3(4)CMRR 二 *期单=109(5) Auc 单5.10电路如图5.10所示为差分放大电路，已知Vcc=Vee=12V , RB=10k Q, Rc=10k qRE=0.5kQ,三极管的电流放大倍数3=50 , rbe=2kQ, Ube=0.7V ,

19、 lo=1mA，试求：(1)静态工作点 Q (I bq、Icq、Uceq)。(2)差模电压放大倍数。(3 )单端输出共模电压放大倍数。电图5.10题6.10图(1)Ie静态工作点1 o 1mA2-2=0.5mAlc ： ： I E - 0.5mAUCE0.5mA50=0.01mAU C1 -VCC - I cRc-12- 0.5 10=7VU Ei =Ub1 -Ube -1 c Rcbe - -0.01 10 -0.7 - -0.8VUCE UC1-UE17 *0.8= 7.8V(2) 差模电压放大倍数50 1010251 0.5单端输出共模电压放大倍数-13.3Aoc 二 Rbbe 1Re

20、2 1Ree因为电路中Ree是用恒流源替代，因此Ree近似为无穷大，所以 Aoc ： 0。五、在图T5.1所示差动放大电路中，假设 Rci=Rc2=Rc=30k Q, Rbi =Rb2=Rb=5K Q, Re=20KQ, Vcc=Vee=15V , R_=30k Q,三极管的 3=50, rbe=4k Q,求：(1) 求双端输出时的差模电压放大倍数Aud、共模电压放大倍数Auc、共模抑制比Kcmr。(2)端输出为从的集电极单端输出，求单端输出时的差模电压放大倍数改双Aud、共模电压放大倍数Auc、共模抑制比Kcmr。(3)在(2)的情况下,设uM=5mV , Ui2=1mV ,则输出电压u0=

21、?图 T5.16、解：fl)由于静态时Ube 21 eq Re 二 VeE所以有 Ieq =0.3575mA俭=300 (1 讣兰：4kI EQ所以当双端输出时，差模电压放大倍数为1A A 侃押)50 (15/30)Ad = Aui125 若改双端输出为从VTi的集电极单端输出，试求此时的差模放大倍数为乓敦1空_L色激一 187.52 be 24 r be(3)在的情况下，设5 =5mV，Ui2=1mV，则输出电压为U 0 二 Aud Uid = 187.5 (5 二一750mV第6章反馈放大电路3判断图1所示的各电路中是否引入了反馈，是直流反馈还是交流反馈，是正反馈还 是负反 馈。设图中所有

22、电容对交流信号均可视为短路。(d)(f)(g)解：图（a）所示电路中引入了直流负反馈。图（b）所示电路中引入了交、直流正反馈。图（c）所示电路中引入了直流负反馈 图（d）、（e）、（f）、（ g）所示各电路中均引入了交、直流负反馈。4 分别判断图2所示各电路中引入了哪种组态的交流负反馈，并计算它们的反馈系数。(a)(b)(e)(f)图2解：各电路中引入交流负反馈的组态及反馈系数分别如下:（a）电压并联负反 馈F =lf.Uo二-1 R4感RiRi R4（b ）电压并联负反 馈（e）电流并联负反 馈5 分别判断图3所示各电路中引入了哪种组态的交流负反馈 估算图度 3所示各电路在深 负反馈条件下的

23、电压放大倍数。(a)（b）解：（a）电流并联负反馈（b）电压串联负反馈（c）电压串联负反馈（d）电压串联负反馈图3各电路在深度负反馈条件下的电压放大倍数如下:(b)(小At55&第7章集成运算放大器的基本应用1 电路如图1所示，集成运放输出电压的最大幅值为土14V，填表1。 lOOkQR“i 10 kCaL lOOkfi-o -L- lOkQ-hhoor-i+w<»2% R/Rf匠/7.6分别求解图7.4所示各电路的运算关系。凡QblH-C=F勺330 ±H±Ui/VU01/VU02/V(c)表10.51.01.5解:UO1= (- Rf/R) Ui

24、=- 10 5, UO2= (1 + Rf/R) ui= 11 UP当集成运放工作到非线性区时，输出电 压不是+ 14V ,就是一 14V。Ui/V0.10.51.01.5U01/V-15-10-14U02/V1.15.51114图7.4题7.6图7.6解：图(a)所示为反相求和运算电路；图(b)所示的Ai组成同相比例运算电路，A2组成加减运算 电路；图(c)所示的Ai、A2、A3均组成为电压跟随器电路，A4组成反相求和运算电路。(a)设R3、FU、R5的节点为M ,贝uUM- -Rs (Uh泛)RR2Un U12 Um1 R4=iR3-iR5：Ri R2 R5R3R4 U11U|2Uo 二

25、UmR4R4二-(Rs R4 -)( -)RcR:Rn(b)先求解U01,再求解Uo。%=(i -R3)uliRiRS Uoi(1 ¥)U|2飞(1 ) U|1(1 ) U|2R4 RiR4RsA4组成的反相求所以=(1-)(U|2-Un)(c) A 1、A2、A3的输出电压分别为Uh、U12、U|3。由于在和运算电路中反相输入端和同相输入端外接电阻阻值相等，R47.5电路如图7.3所示。(1)写出Uo与5、吹的运算关系式。(2) 当Rw的滑动端在最上端时，Uo二?若Uii= 10mV , U|2= 20mV , 贝则为r保证集成运放工作在线性区，R2的最大值为多少?图7.3 题7.

26、5图(3) 若U。的最大幅值为土 14V，输入电压最大值Uilmax=10mV , Ui2max= 20mV，最小 值均为0V,7.5解：(1)A2同相输入端电位RUP2-UN2 R(U|2 ,Un) = 10(U|2 ,Un )R2R2Uo=(1 +)UP2=10(1 +)(U|2U|1)输出电压R1R1UO=10(UI2-UI1)或R1(2) 将 U"二 10mV , U|2= 20mV 代入上式，得 100mV(3) 根据题目所给参数，W2-U|1)的最大值为2()mV。若Ri为最小值，则为保证集成运放工作在线性区，：U|2-U|1)= 20mV时集成运放的输出电压应为+14V

27、，写成表达式R10Uo= 10 .(U|2-U|1； = 1O 20=14R1 minR1 min故Rimin & 1 43 QR2max= Rw 一 Rlmin&( 100.143) kQ& 9.86 k Q第8章信号产生电路1 某学生连接一个如图1所示的文氏电桥振荡器，但电路不振荡，请你帮他找出错误，并在 图中加以改正，要求不增、减元器件。解:电阻R和R2阻值选择有误，不满足起振条件，可将它们的阻值互换。集成运放A输入端正、负极性有误，可将其极性互换。2.设图2所示电路中的Ai、A2均为理想运放，请回答下列问题：(1) 为使该电路有可能产生正弦波振荡，试分别用“ + ”、“一”号标出Ai的同相输入端和反相输入端；（2）若采用一只