模电期末复习

1、乐健2011.01电子技术基础模拟部分电子技术基础模拟部分期末复习武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 2 页第第3，4，5章：器件及其基本电路章：器件及其基本电路 第第6章：差分放大电路章：差分放大电路 第第8章：功率放大电路章：功率放大电路 第第9章：信号处理与发生电路章：信号处理与发生电路 第第10章：直流电源电路章：直流电源电路 第第7，2章：反馈技术章：反馈技术 武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 3 页第一章第一章武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 4 页第三、四、五章第三、四、五章武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 5 页例：例：写出所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压写出所示

2、各电路的输出电压值，设二极管导通电压UD0.7V UO11.3V，UO20， UO31.3V，UO42V，UO51.3V，UO62V。武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 6 页例：例：测得某放大电路中三个测得某放大电路中三个MOS管的三个电极的电位如表管的三个电极的电位如表所示，它们的开启电压也在表中。试分析各管的工作状态所示，它们的开启电压也在表中。试分析各管的工作状态(截止区、恒流区、可变电阻区），并填入表内。截止区、恒流区、可变电阻区），并填入表内。 因为三只管子均有开启电压，所以它们均为增强型因为三只管子均有开启电压，所以它们均为增强型MOS管。管。根据表中所示各极电位可判断出它们各自

3、的工作状态根据表中所示各极电位可判断出它们各自的工作状态. 恒流区恒流区 截止区截止区 可变电阻区可变电阻区 武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 7 页例：例：在图所示电路中，已知晶体管的在图所示电路中，已知晶体管的 80，rbe1k， Ui20mV；静态时；静态时UBEQ0.7V，UCEQ4V，IBQ20A。判断下列结论是否正确，凡对的在括号内打。判断下列结论是否正确，凡对的在括号内打“ ”，否则打否则打“”。 200102043uA71. 57 . 04uA4001580uA20015 . 280uAk35k)02. 07 . 0(iR k3iRk1k)2020(iR k1iR k5oRk

4、5 . 2oRsU20mV sU60mV 武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 8 页例：试分析图所示各电路是否能够放大正弦交流信号，简例：试分析图所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。述理由。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。不能。因为输入不能。因为输入信号被信号被VBB短路短路 可能可能 不能。因为输入信号作不能。因为输入信号作用于基极与地之间，必用于基极与地之间，必然失真。然失真。 武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 9 页不能。晶体管将因不能。晶体管将因发射结电压过大而发射结电压过大而损坏。损坏。 不能。因为输入不能。因为输入信号被信号被

5、C2短路。短路。 不能。因为输出信不能。因为输出信号被号被VCC短路，恒短路，恒为零为零 武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 10 页例：例：分别改正图所示各电路中的错误，使它们有可能放大分别改正图所示各电路中的错误，使它们有可能放大正弦波信号。要求保留电路原来的共射接法和耦合方式。正弦波信号。要求保留电路原来的共射接法和耦合方式。 将将VCC改为改为VCC 在在VCC 与基极之间加与基极之间加Rb 武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 11 页将将VBB反接，且在输入反接，且在输入端串联耦合电容。端串联耦合电容。 在在VBB支路加支路加Rb，在，在VCC与集电极之间加与集电极之间加Rc 武汉大

6、学电气工程学院模拟电子技术第 12 页例：例：画出图所示各电路的交流通路。设所有电容对交流信画出图所示各电路的交流通路。设所有电容对交流信号均可视为短路。号均可视为短路。 武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 13 页武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 14 页 （2）若电容）若电容Ce开路，则将引起电路的哪些动态参数发开路，则将引起电路的哪些动态参数发生变化？如何变化？生变化？如何变化？bbr例：例：电路如图所示，晶体管的电路如图所示，晶体管的 100，=100。（1）求电路的）求电路的Q点、及动态参数点、及动态参数解：解：静态分析：静态分析： V7 . 5)( A 101mA1 V2efcE

7、QCEQEQBQefBEQBQEQCCb2b1b1BQRRRIVUIIRRUUIVRRRUCC武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 15 页动态分析： k5k7 . 3)1 (7 . 7)1 ()(k73. 2mV26)1 (cofbeb2b1ifbeLcEQbbbeRRRrRRRRrRRAIrru（2）Ri增大，增大，Ri4.1k；1.92。uAefLRRRAu减小，减小，1.92 武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 16 页例：例：图中的哪些接法可以构成复合管？标出它们等效管的图中的哪些接法可以构成复合管？标出它们等效管的类型（如类型（如NPN型、型、PNP型）及管脚（型）及管脚（b、e、c

8、）。）。 不能不能 构成构成NPN型管，上型管，上端为集电极，中端端为集电极，中端为基极，下端为发为基极，下端为发射极。射极。 不能不能 武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 17 页PNP型管，上端为发射极，型管，上端为发射极，中端为基极，下端为集电中端为基极，下端为集电极。极。 构成构成NPN型管，上端为集型管，上端为集电极，中端为基极，下端电极，中端为基极，下端为发射极。为发射极。 武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 18 页例：例：试分析图所示各电路是否能够放大正弦交流信号，简试分析图所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。述理由。设图中所有电

9、容对交流信号均可视为短路。可能可能 不合理。因为不合理。因为G-S间电压可能大于零间电压可能大于零。 不能。因为不能。因为T截止。截止。 武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 19 页例：未画完的场效应管放大电路如图所示，试将合适的场例：未画完的场效应管放大电路如图所示，试将合适的场效应管接入电路，使之能够正常放大。要求给出两种方案。效应管接入电路，使之能够正常放大。要求给出两种方案。 耗尽型耗尽型N沟道沟道 共源共源 耗尽型耗尽型P沟道沟道 共漏共漏 武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 20 页例：例：改正图所示各电路中的错误，使它们有可能放大正弦改正图所示各电路中的错误，使它们有可能放大正弦

10、波电压。要求保留电路的共源接法。波电压。要求保留电路的共源接法。武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 21 页武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 22 页例：例：已知图（已知图（a）所示电路中场效应管的转移特性如图（）所示电路中场效应管的转移特性如图（b）所示。求解电路的所示。求解电路的Q点和点和uA解：（解：（1）求）求Q点：点：根据电路图可知，根据电路图可知， UGSQVGG3V。从转移特性查得，当从转移特性查得，当UGSQ3V时的漏极电流时的漏极电流IDQ1mA因此管压降因此管压降UDSQVDDIDQRD5V。武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 23 页（2）求电压放大倍数：）求电压放大倍

11、数： 20VmA22DmGSQmRgAIVUguDT武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 24 页第六章第六章武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 25 页例：例：电路如图所示，已知电路如图所示，已知1=2=3=100。各管的。各管的UBE均为均为0.7V，试求，试求IC2的值。的值。 解：解：ARUUVIR100BE1BE2CCCCB1C0B2C0E1E2CC1C0IIIIIIIIIIIIRAIIIRR1001C武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 26 页例：例：电路如图所示。（电路如图所示。（1）说明电路是几级放大电路，各级）说明电路是几级放大电路，各级分别是哪种形式的放大电路（共射、共集、差

12、放分别是哪种形式的放大电路（共射、共集、差放）；）； （2）分别说明各级采用了哪些措施来改善其性能指标（如）分别说明各级采用了哪些措施来改善其性能指标（如增大放大倍数、输入电阻增大放大倍数、输入电阻）。）。 武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 27 页解：解：（1）三级放大。第一级为共集）三级放大。第一级为共集-共基双端输入单端输出差共基双端输入单端输出差分放大电路，第二级是共射放大电路，第三级是互补输出级。分放大电路，第二级是共射放大电路，第三级是互补输出级。 （2）第一级采用共集）第一级采用共集-共基形式，增大输入电阻，改善高频共基形式，增大输入电阻，改善高频特性；利用有源负载（特性；利用

13、有源负载（T5、T6）增大差模放大倍数，使单）增大差模放大倍数，使单端输出电路的差模放大倍数近似等于双端输出电路的差模放端输出电路的差模放大倍数近似等于双端输出电路的差模放大倍数，同时减小共模放大倍数。大倍数，同时减小共模放大倍数。 第二级为共射放大电路，以第二级为共射放大电路，以T7、T8构成的复合管为放大管、以构成的复合管为放大管、以恒流源作集电极负载，增大放大倍数。恒流源作集电极负载，增大放大倍数。 第三级为互补输出级，加了偏置电路，利用第三级为互补输出级，加了偏置电路，利用D1、D2的导通的导通压降使压降使T9和和T10在静态时处于临界导通状态，从而消除交越在静态时处于临界导通状态，从

14、而消除交越失真。失真。武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 28 页例：例：电路如图所示，电路如图所示，T管的低频跨导为管的低频跨导为gm，T1和和T2管管d-s间间的动态电阻分别为的动态电阻分别为rds1和和rds2。试求解电压放大倍数。试求解电压放大倍数Au=uO/uI的表达式的表达式 解：由于解：由于T2和和T3所组成的镜像所组成的镜像电流源是以电流源是以T1为放大管的共射为放大管的共射放大电路的有源负载，放大电路的有源负载，T1、T2管管d-s间动态电阻分别为间动态电阻分别为rds1、rds2，所以电压放大倍数，所以电压放大倍数Au的的表达式为：表达式为：)()(ds2ds1mIds2d

15、s1DIOrrgurriuuAu武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 29 页例：例：电路如图所示，具有理想的对称性。设各管电路如图所示，具有理想的对称性。设各管均相同。均相同。求解电路电流放大倍数求解电路电流放大倍数Ai的近似表达式。的近似表达式。 由于用由于用T5和和T6所构成的镜所构成的镜像电流源作为有源负载，像电流源作为有源负载，将左半部分放大管的电流将左半部分放大管的电流变化量转换到右边，故输变化量转换到右边，故输出电流变化量及电路电流出电流变化量及电路电流放大倍数分别为放大倍数分别为 )1 (2 )1 (2IOIOiiAiii武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 30 页例：例：设图所

16、示各电路的静态工作点均合适，分别画出它们设图所示各电路的静态工作点均合适，分别画出它们的交流等效电路，并写出增益、输入的交流等效电路，并写出增益、输入/输出电阻的表达式输出电阻的表达式武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 31 页图（图（a） 22be23obe11i32be232be1132be2211)1 ()1 ()1 (RrRRrRRRrRrRRrRAu武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 32 页图（图（b） 4obe2321be11ibe242be2321be1be2321)(1 ()()(1 ()(1 (RRrRRrRRrRrRRrrRRAu武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 33

17、页图（图（c） 3obe11id2be232be11d2be221)1 ()1 (RRrRRrrRrRrrRAu武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 34 页图（图（d） 8o213i2be82be2764m)()(RRRRRRrRrRRRgAu武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 35 页 （1）计算静态时）计算静态时T1管和管和T2管的集电极电流和集电极电位；管的集电极电流和集电极电位；bbr例：例：电路如图所示，晶体管的电路如图所示，晶体管的=50，（2）用直流表测得）用直流表测得uO=2V，uI=？若？若uI=10mv，则，则uO=？ =100。V15V23. 3A265. 02CCCQ2

18、LCQCCCQ1eBEQEEEQCQCQ2CQ1VURIVURUVIIII解：解：V5 , k67. 6CCLcLCCLcLVRRRVRRR武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 36 页uOuOUCQ11.23V mV6 .377 .32)(2 k1 . 5mA26)1 (dOIbebLdEQbbbeAuurRRAIrr若若uI=10mv，则，则 V9 . 2V327. 0O1CQOIdOuUuuAu武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 37 页第二、七章第二、七章武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 38 页例：例：判断图所示各电路中是否引入了反馈；若引入了反馈，判断图所示各电路中是否引入了反馈；

19、若引入了反馈，则判断是正反馈还是负反馈；若引入了交流负反馈，则判断则判断是正反馈还是负反馈；若引入了交流负反馈，则判断是哪种组态的负反馈，并求出反馈系数和深度负反馈条件下是哪种组态的负反馈，并求出反馈系数和深度负反馈条件下的电压放大倍数的电压放大倍数 .电流串联负反馈电流串联负反馈电压并联负反馈电压并联负反馈武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 39 页电压串联负反馈电压串联负反馈引入了正反馈引入了正反馈武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 40 页例：例：判断图所示各电路中是否引入了反馈，是直流反馈还判断图所示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。是交流反馈，是正反

20、馈还是负反馈。引入了直流负反馈引入了直流负反馈引入了交、直流正反馈引入了交、直流正反馈武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 41 页引入了交、直流负反馈引入了交、直流负反馈通过通过Rs引入直流负反馈，通引入直流负反馈，通过过Rs、R1、R2并联引入交并联引入交流负反馈。流负反馈。武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 42 页通过通过R3和和R7引入直流负反馈，通过引入直流负反馈，通过R4引引入交、直流负反馈。入交、直流负反馈。武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 43 页例：例：试问：若以稳压管的稳定电压试问：若以稳压管的稳定电压UZ作为输入电压，则当作为输入电压，则当R2的滑动端位置变化时，输出电

21、压的滑动端位置变化时，输出电压UO的调节范围为多少？的调节范围为多少？V6V6 132121321Z1321Z21321RRRRRRRRRURRRRURRRRR即，武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 44 页 例：例：以集成运放作为放大电路，引入合适的负反馈，分别以集成运放作为放大电路，引入合适的负反馈，分别达到下列目的，要求画出电路图来。达到下列目的，要求画出电路图来。 （1）实现电流电压转换电路；）实现电流电压转换电路； （2）实现电压电流转换电路）实现电压电流转换电路 ； （3）实现输入电阻高、输出电压稳定的电压放大电路；）实现输入电阻高、输出电压稳定的电压放大电路； （4）实现输入电阻

22、低、输出电流稳定的电流放大电路。）实现输入电阻低、输出电流稳定的电流放大电路。武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 45 页武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 46 页例：例：已知负反馈放大电路的已知负反馈放大电路的2544)10j1)(10j1 (10ffA试分析：为了使放大电路能够稳定工作（即不产生自激振试分析：为了使放大电路能够稳定工作（即不产生自激振荡），反馈系数的上限值为多少？荡），反馈系数的上限值为多少？解：解：根据放大倍数表达式可知，放大电路高频段有三个根据放大倍数表达式可知，放大电路高频段有三个截止频率，分别为截止频率，分别为 fL1104Hz ， fL2 fL3105Hz。因为

23、。因为fL2fL310 fL1，所以，在，所以，在f fL2fL3时，时，A约为约为60dB，附加相移约为附加相移约为180的上限值为的上限值为103。 Flg20F反馈系数反馈系数的上限值应为的上限值应为60dB60dB，即，即武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 47 页例：例：电路如图所示，试说明电路引入的是共模负反馈，即电路如图所示，试说明电路引入的是共模负反馈，即反馈仅对共模信号起作用。反馈仅对共模信号起作用。 解：解：若若uB1= uB2增大，则产生下列过程：增大，则产生下列过程： uB1= uB2uC1= uC2(uB4= uB5)iE4=iE5uR5(uB3)iC3uR1 uC1

24、= uC2 说明电路对共模信号有负反馈作用。说明电路对共模信号有负反馈作用。武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 48 页第八章第八章武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 49 页例：例：电路如图所示，已知电路如图所示，已知T1和和T2的饱和管压降的饱和管压降UCES2V，直流功耗可忽略不计。，直流功耗可忽略不计。 （1）R3、R4和和T3的作用是什么？的作用是什么？（2）负载上可能获得的最大输出功率）负载上可能获得的最大输出功率Pom和电路的转换和电路的转换效率效率各为多少？各为多少？（3）设最大输入电压的有效值为）设最大输入电压的有效值为1V。为了使电路的最大。为了使电路的最大不失真输出电压的

25、峰值达到不失真输出电压的峰值达到16V，电阻，电阻R6至少应取多少千欧？至少应取多少千欧？武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 50 页%8 .694W162)(CCCESCCL2CESCComVUVRUVP3 .1113 .11216iomaxRRAUUAuuR11k，故，故R5至少应取至少应取10.3 k。武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 51 页例：例：电路如图所示。在出现下列故障时，分别产生什么现电路如图所示。在出现下列故障时，分别产生什么现象。（象。（1）R1开路；开路； （2）D1开路；开路； （3）R2开路；开路； （4）R1短路；短路； （5）D1短路。短路。 解：解：（1）仅

26、有负半周；）仅有负半周； （2）T1、T2将因功耗过大而损坏；将因功耗过大而损坏； （3）仅有正半周；）仅有正半周； （4）uOVCCUBE1 （5）稍有交越失真。）稍有交越失真。武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 52 页例：例：OTL电路如图所示。电路如图所示。 （2）若）若T2和和T4管的饱和管压降管的饱和管压降UCES3V，输入电压足，输入电压足够大，则电路的最大输出功率够大，则电路的最大输出功率Pom和效率和效率各为多少？各为多少？（3）T2和和T4管的管的ICM、U（BR）CEO和和PCM应如何选择？应如何选择？（1）为了使得最大不失真）为了使得最大不失真输出电压幅值最大，静态输出

27、电压幅值最大，静态时时T2和和T3管的发射极电位管的发射极电位应为多少？若不合适，则应为多少？若不合适，则一般应调节哪个元件参数？一般应调节哪个元件参数？武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 53 页解：解：（1）射极电位）射极电位UEVCC /212V；若不合适，则应调；若不合适，则应调节节R2。 （2）最大输出功率和效率分别为）最大输出功率和效率分别为 %9 .5821214W06. 52)21(CCCESCCL2CESCComVUVRUVPW82. 1)2(V24A5 . 12L22CCCMCC(BR)CEOLCCCMRVPVURVI（3）武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 54 页例：例

28、：在图所示电路中，已知在图所示电路中，已知VCC15V，T1和和T2管的饱和管的饱和管压降管压降UCES2V，输入电压足够大。求解：，输入电压足够大。求解： （1）最大不失真输出电压的有效值；）最大不失真输出电压的有效值； （2）负载电阻）负载电阻RL上电流的最大值；上电流的最大值； （3）最大输出功率）最大输出功率Pom和效率和效率 V65. 82)(CESCCL4LomUVRRRUA53. 1L4CESCCLmaxRRUVi%644W35. 92CC4CESCCL2omomVUUVRUPR武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 55 页第九章武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 56 页例：例：

29、试求图所示各电路输出电压与输入电压的运算关系式。试求图所示各电路输出电压与输入电压的运算关系式。 )( 8)(I1I2I1I21fOuuuuRRuI44fI33fI22fI11fOuRRuRRuRRuRRu1413I2I1402020uuuu武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 57 页例：例：试分别求解图所示各电路的运算关系。试分别求解图所示各电路的运算关系。 tutuRCud10d1I3IOtuutRuRuCud)5 . 0(100d)(1I2I12I21I1O武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 58 页例：例：分别推导出所示各电路的传递函数，并说明它们属于分别推导出所示各电路的传递函数，并

30、说明它们属于哪种类型的滤波电路。哪种类型的滤波电路。 11)( 1212CsRCsRsCRRsAu故其为高通滤波器。故其为高通滤波器。CsRRRRsCRsCRsAu21212211)1(1)( 故其为低通滤波器。故其为低通滤波器。武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 59 页例：例：改正图所示各电路中的错误，使电路可能产生正弦波改正图所示各电路中的错误，使电路可能产生正弦波振荡。要求不能改变放大电路的基本接法振荡。要求不能改变放大电路的基本接法（a）加集电极电阻）加集电极电阻Rc及放大电路输入端的耦合电容。及放大电路输入端的耦合电容。（b）变压器副边与放大电路之间加耦合电容，改同铭端。）变压器副

31、边与放大电路之间加耦合电容，改同铭端。 武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 60 页例：例：判断图所示各电路是否可能产生正弦波振荡，简述理判断图所示各电路是否可能产生正弦波振荡，简述理由。设图（由。设图（b）中）中C4容量远大于其它三个电容的容量。容量远大于其它三个电容的容量。 图（图（a）所示电路有可能产生正弦波振荡。因为共射放大电）所示电路有可能产生正弦波振荡。因为共射放大电路输出电压和输入电压反相（路输出电压和输入电压反相（A180），且图中三级移），且图中三级移相电路为超前网络，在信号频率为相电路为超前网络，在信号频率为0到无穷大时相移为到无穷大时相移为2700，因此存在使相移为，因此存在使相移为180（F180）的频率，）的频率，即存在满足正弦波振荡相位条件的频率即存在满足正弦波振荡相位条件的频率f0 （此时（此时AF0）；如在）；如在ff0时有可能满足起振条件则可产生振荡时有可能满足起振条件则可产生振荡武汉大学电气工程学院模拟电子技术第 61 页图（图（b）所示电路有可能产生正弦波振荡。因为共射放大）所示