模电经典例题解析

1、 例例1.2.4 设计如图设计如图 所示稳压管稳压电路，已知所示稳压管稳压电路，已知VO=6V， 输入电压输入电压VI 波动波动 10%， RL=1k 。 + R - IR + - RL IL VO VI IZ DZ 稳压管稳压电路稳压管稳压电路解：解：（1）选择）选择DZ ：mAARVIIVVVLLZOZ)1812(10006)32()32()32(6min0maxmax查手册，查手册，选择选择DZ 为为2CW13，VZ =(56.5V) ， IZmax=38mA, IZmin=5mA（2）选择限流电阻）选择限流电阻R：）（标称系列值：。可取标称值取91,82,75,68,62,56,51,

2、47,43,39,36,33,30,27,24,22,20,18,16,15,13,12,11,10470)(6821000/61056%)101 (15)(2411000/610386%)101 (1515,)1812(3minminmax3maxmaxminRIIVVRIIVVRVVVVVOZOIOZOIIOI 例例1.3.1 图图1.3.19 所示各晶体管处于放大工作状态，已知各所示各晶体管处于放大工作状态，已知各电极直流电位。试确定晶体管的类型（电极直流电位。试确定晶体管的类型（NPN /PNP、硅、硅/锗），锗），并说明并说明x、y、z 代表的电极。代表的电极。 x y z Vy=1

3、2V Vx=6.7V Vz=6V (a) (b) x y z Vy=-6V Vx=-12V Vz=-6.3V 图图1.3.19提示：提示： （1）晶体管工作于放大状态的条件：）晶体管工作于放大状态的条件：NPN管：管：VC VBVE，PNP管：管：VEVBVC；（；（2）导通电压：硅管）导通电压：硅管|VBE|= 0.60.7V，硅管，硅管|VBE|= 0.20.3V，。为基极，为发射极，为集电极锗管，为按照同样方法，可判断硅管。，故该管为于是且该管为硅管为集电极，为发射极而又为基极解：bzeycxPNPbNPNVVVcyezVVVVVVVbxVVVaebcyxzxzxy)(,7 .03 .5

4、,7 .0)( x y z Vy=12V Vx=6.7V Vz=6V (a) (b) x y z Vy=-6V Vx=-12V Vz=-6.3V 图图1.3.19 例例1.3.2 已知已知NPN型硅管型硅管T1 T4 各电极的直流电位如表各电极的直流电位如表1.3.1所示，试确定各晶体管的工作状态。所示，试确定各晶体管的工作状态。晶体管晶体管T1T2T3T4VB/V0.71-10VE/V00.3-1.70VC/V50.7015工作状态工作状态提示：提示： NPN管（管（1）放大状态：）放大状态：VBE Von, VCE VBE; （2）饱和状态：饱和状态： VBE Von, VCE VBE;

5、（3）截止状态：）截止状态： VBE Von表表1.3.1放大放大饱和饱和放大放大 截止截止 例例1-7 图图1.3.20 所示电路中，晶体管为硅管，所示电路中，晶体管为硅管， VCES=0.3V 。求：当。求：当VI=0V、VI=1V 和和VI=2V时时VO=? + - VBE IB Rc 3k +VCC (+12V) Rb =80 10k VI VO IC 图图1.3.20 解：解：(1) VI=0V时，时， VBE Von，晶体管截止，晶体管截止，IC=IB=0， VO= VCC=12V。VkmAVRIVVmAAIIAkRVVICCCCOBCbBEIB8.434.2124.2308030

6、107.01(2) VI=1V时：时： + - VBE IB Rc 3k +VCC (+12V) Rb =80 10k VI VO IC 图图1.3.20(3) VI=2V时：时：VVVVVVVkmAVRIVVmAAIIAkRVVICESCEOBCCCCCOBCbBEIB3 . 02 .1934 .10124 .1013080130107 . 02态，晶体管工作于饱和状显然， + - VBE IB Rc 3k +VCC (+12V) Rb =80 10k VI VO IC 图图1.3.2019 +VDD +18V T Rd 8k + uI - (a) 4V vDS/V VGS=10V 8V i

7、D/mA 6V (b) 2 1 0 6 12 18 + uO - 3 9 15 图图1.4.11 例例1.4.2图图 例例1.4.2 电路如图电路如图1.4.11(a) 所示，场效应管的输出特性所示，场效应管的输出特性如图如图1.4.11(b) 所示所示 。试分析当。试分析当uI=2V、8V、12V三种情况三种情况下，场效应管分别工作于什么区域。下，场效应管分别工作于什么区域。20 (c)当当uI=10V 时，假设管子工作于恒流区，此时时，假设管子工作于恒流区，此时iD=2mA，故故uO =uDS =VDD - iD Rd= 18-2 8=2V， uDS - VGS(th) =2-6=-4V，

8、显然小于显然小于uGS =10V时的预夹断电压，故假设不成立时的预夹断电压，故假设不成立 ，管子，管子工作于可变电阻区。此时，工作于可变电阻区。此时，Rds uDS/iD=3V/1mA=3k，故，故VVRRRuDDdsddsO9 . 418383 解解: (a)当当uI=2V 时，时， uI=uGS|VGS(off)|=4V ，所以，所以 vOmax=VDD -4V=12 4=8V ，故，故 RL= vO / IDSS =(08V)/4mA=(02)k 。 例例1.4.3 电路如图电路如图1.4.12 所示，场效应管的夹断电压所示，场效应管的夹断电压VGS(off)=-4V，饱和漏极电流，饱和

9、漏极电流IDSS=4mA。为使场效应管工作。为使场效应管工作于恒流区，求于恒流区，求RL的取值范围。的取值范围。 解：解：（1）画直流通路）画直流通路4Vk4mA212cCCCCE RIVVmA2uA4050BC IIuA40k300V12bCCbBECCB RVRVVIioVVVA soVSVVA 例例2.3.2 放大电路如图所示。试求放大电路如图所示。试求: (1) Q点；点；(2)、oi RR 、。已知已知 =50。26 863)mA()mV(26)1(200)mA()mV(26)1(200CEbeIIr 87.115)/(beLcioV rRRVVA 863/bebebirrRRk4c

10、o RR36.73)87.115(500863863VsiiVS ARRRA（2）画微变等效电路）画微变等效电路ex5电路如图所示，晶体管的100， =100。（1）求电路的Q点、 、Ri和Ro；（2）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？bbruA解：解：（1）静态分析： V7 . 5)( A 101mA1 V2efcEQCEQEQBQefBEQBQEQCCb2b1b1BQRRRIVUIIRRUUIVRRRUCC动态分析： k5k7 . 3)1 (7 . 7)1 ()(k73. 2mV26)1 (cofbeb2b1ifbeLcEQbbbeRRRrRRRRrRRAIrr

11、u （2）Ri增大，Ri4.1k； 减小， 1.92。 uAefLRRRAu（2）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？ex6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 和Ri；（3）求出Ro。 uA解：解：（1）求解Q点： V17. 7mA61. 2)1 (A 3 .32)1 (eEQCCCEQBQEQebBEQCCBQRIVUIIRRUVI（2）求解输入电阻和电压放大倍数： RL时992. 0)(1 ()(1 ( k76)(1 (LebeLeLebebiRRrRRARRrRRuRL3k时996. 0)1 ()1 (

12、k110)1 (ebeeebebiRrRARrRRu（3）求解输出电阻：371bebseorRRRRex7 电路如图所示，晶体管的60， =100。（1）求解Q点、 、Ri和Ro；（2）设Us10mV（有效值），问Ui？Uo？ 若C3开路，则 Ui？Uo？bbruA解：解：（1）Q点： V56. 4)(mA 86. 1 A 31)1 (ecEQCCCEQBQCQebBEQCCBQRRIVUIIRRUVI 、Ri和Ro的分析：k3 95)( 952 952mV26)1 ( cobeLcbebiEQbbbeRRrRRArRRIrruuA（2）设 10mV（有效值），则: sUmV304 mV2 .

13、3 iosisiiUAUURRRUu若C3开路，则 :mV4 .14mV6 . 95 . 1k3 .51)1 (ioisiieLcebebiUAUURRRURRRARrRRusuex1已知图 (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）利用等效电路法求解 、Ri和Ro 。uA 解：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IDQ1mA，UGSQ2V。如解图（a）所示。 在输出特性中作直流负载线uDSVDDiD（RDRS），与UGSQ2V的那条输出特性曲线的交点为Q点，UDSQ3V。如解图（b

14、）所示。（2）首先画出交流等效电路（图略），然后进行动态分析。 mA/V12DQDSSGS(off)GSDmDSIIUuigUk5 M1 5DoiDmRRRRRgAguex2已知图（a）所示电路中场效应管的转移特性如图（b）所示。求解电路的Q点和 。 uA解：解：（1）求Q点：根 据 电 路 图 知 ， UGSQVGG3V。从转移特性查得当UGSQ3V时的漏极电流 IDQ1mA因此管压降 UDSQVDDIDQRD5V。(2)求电压放大倍数：20VmA22DmDODQGS(th)mRgAIIUgu解：解： 、Ri和Ro的表达式分别为 ex3电路如图所示，已知场效应管的低频跨导为gm，试写出 、R

15、i和Ro的表达式。 uAuADo213iLD)(RRRRRRRRgAmu解解:(1)求求Q点：点：10 I +Vcc + + Rw 图图 3.22 例例 3.4 图图 Rc Ou Rc Rb T2 T1 Iu -VEE Rb RL 例例3.4 图图3.22所示电路中，已知所示电路中，已知VCC= VEE =9V，VBE =0.7V， Rc=4.7 k ， Rb= Rw= 100 ， RL=10 k ， I=1.2mA， Rw的的滑动端位于中点，晶体管滑动端位于中点，晶体管 =50，rbb =300 ， uI =0.02V，求：求： （1）静态工作点；（）静态工作点；（2）差模输出电压）差模输出

16、电压 uO。 I/2 +Vcc Rw/2 半半边边直直流流通通路路 Rc T1 -VEE Rb mAIIE6 . 02 AIIEB 121 )(2 . 6VRIVRIVVVVbBBEcCCCECCE (2)求求 uO ： I +Vcc + + Rw Rc Ou Rc Rb T2 T1 Iu -VEE Rb RL )(5 . 26 . 026)501(30026)1( kIrrEbbbe 5 .232)1(2/2/2/ wbebLcIOIOdRrRRRuuuuA Rw/2 半半边边交交流流通通路路 Rc T1 Rb + RL/2 + 2Ou 2/Iu )(47. 0VuAuIdO 1112 +V

17、cc + + R1 图图 3.23 例例 3.5 图图 R3 Ou R2 R6 T2 T1 Iu -VEE R4 R7 R5 T3 T4 T5 例例3.5 如图如图3.23所示电路，求：所示电路，求：（1）静态工作点；（）静态工作点；（2）Au、 ri、 ro的表达式。的表达式。解解:(1)求求Q点：点：1343413333/)(/ )(RVVVRRRRVVIIBEEECCBEBEC2/321CCCIII111BECCECCCEVVVVV) 1 ()()(224212422BEBCCCEBCCCCEVRIIVVRIIVV) 2()1 (45422BEBCCBECEVRIVVV75645/ )(

18、RVRIIBECE755RIVVVEEECCCE13 +Vcc + + R1 R3 Ou R2 R6 T2 T1 Iu -VEE R4 R7 R5 T3 T4 T5 (2)动态分析动态分析 T2 T1 + + Ou R6 Iu R7 R5 T4 T5 R2 75575544755642544225424455)1()1()1()1(/()1(/(22)2/(2RrRRrRrRrRrRAAAuuuuuuuuAbebebebebeuuuIIIIIOIOu 21bebeirrr T2 + + Ou R6 2/Iu R7 R5 T4 T5 R2 4Iu 5Iu 55671/ beorRRr10例：例：

19、某放大电路的对数频率特性如图所示，并已知中频段某放大电路的对数频率特性如图所示，并已知中频段的相移的相移 m=180o。（。（1）写出）写出 频率特性表达式；（频率特性表达式；（2）画）画出其相频特性，并写出相频特性出其相频特性，并写出相频特性 (f)的表达式。的表达式。uA f (Hz) 1 102 10 +20dB/dec -20dB/dec 0 )(lg20dBAu104 103 106 105 40 20 51011001100fjfjAu10 f (Hz) 1 102 10 +20dB/dec -20dB/dec 0 )(lg20dBAu104 103 106 105 40 20 1

20、0040lg20umumAdbA510100HLff510100180farctgfarctgo -45o/dec -180o -225o -270o -90o -135o f (Hz) 1 102 10 104 103 106 105 例：判断例：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。是否负反馈，若是，判断反馈的组态。uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2电流反馈电流反馈并联反馈并联反馈iE2uFiFiBuC1uB2uC1uB2iB2iE2例：判断例：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。是否负反馈，若是，判断反馈的组态。电流并联负反馈。对直流也起作用，可电

21、流并联负反馈。对直流也起作用，可以稳定静态工作点。以稳定静态工作点。uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2uC1uB2例：判断如图电路中例：判断如图电路中RE1、RE2的负反馈作用。的负反馈作用。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiubeie电流串联反馈电流串联反馈RE2对交流反对交流反馈不起作用馈不起作用对交流信号：对交流信号：ieueube=ui-ueibieRE1：电流串联负反馈。：电流串联负反馈。判断电路中判断电路中RE1、RE2的直流反馈作用。的直流反馈作用。RE1、RE2对对直流均起作直流均起作用，通过反用，通过反馈稳定静态馈稳定静态工

22、作点。工作点。反馈过程：反馈过程：IERCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUEUE=IE(RE1+RE2)UBE=UBUEIBIE恒定恒定CC2B1B2BBURRRU 例：判断如图电路中例：判断如图电路中RE3的负反馈作用。的负反馈作用。+UCCT1T2T3RB1RC1RB2RC2RB3RC3RE3uiube1ufie3ie3ufube1=uiufuc1uc2ib3ie3电流串联负反馈，对直流不起作用。电流串联负反馈，对直流不起作用。2例：例：求图示电路的闭环放大倍数。求图示电路的闭环放大倍数。 + - + - + - AiUdUfUoU2R1R解：解：该电路

23、为电压串联负反馈。该电路为电压串联负反馈。 + - + - AoU2R1RfUiU 断开输入回路与反馈网络的连接，得到反馈网络对输断开输入回路与反馈网络的连接，得到反馈网络对输出端的影响。出端的影响。1211RRFAuuuuf2110RRRUUFfuu例：例：求图示电路的闭环放大倍数。求图示电路的闭环放大倍数。 - + AiUdIoU2R1RRiIfI解解1 1：该电路为电压并联负反馈。该电路为电压并联负反馈。12RRAuuf故11RURUUIiii00UUId22RURUUIooffiII21RURUoi解解2 2：202001/RURUUIFfiu21RFAiuuif121100RRRAR

24、IUUUAuifiiuuf3 Rc Re C1 VCC Rb2 RL + us + uo C2 Rb1 Rs 例：例：求图示电路的闭环放大倍数。求图示电路的闭环放大倍数。解：解：该电路为电流串联负反馈。该电路为电流串联负反馈。 将输入端开路，得到反馈网络对将输入端开路，得到反馈网络对输出端的影响。输出端的影响。euiiufRFA11ececfuiRIRIIUF0eLLiufiLciouufRRRAURIUUA + Rc Re Rb2 RL + Rb1 iU+ berfUoUbIbI + Rc Re Rb2 RL + Rb1 iU+ fUoUbIcI4ebeLuufRrRA)1 (与前面的结果比

25、较 Rb C2 Rf R1 Rc1 R2 C1 VCC RL + + Rs Rc2 sUoUfI1bIiI例：例：求图示电路的闭环放大倍数。求图示电路的闭环放大倍数。解解1 1：该电路为电流并联负反馈。该电路为电流并联负反馈。 将输入端短路，得到反馈网将输入端短路，得到反馈网络对输出端的影响。络对输出端的影响。211RRFAfiiiiffcffiiRRRIIIIF2220sLfsLiifsiLcsousfRRRRRRARIRIUUA2215sisbbRIUUI故0011解解2 2：ssiRUIfLofcfRRRRURRRII22222/fiII结果一样0uu Fiii21)(22110ififuRRuRRu1.反相求和运算电路例反相求和运算电路例1ui2uoui1i1_+ + RfR1R2R3iFi2同相求和运算例同相求和运算例2此电路如果以此电路如果以u+ 为输入为输入 ，则输出为：则输出为：uRRuF)1 (0u+ ui1 、ui2？22111212iiuRRRuRRRuRRF+u i1+_uoR1R2ui2-令令 Rp=R1/R2 为同相端的等效并联电阻为同相端的等效并联电阻