模拟电子技术基础 第4版黄丽亚课后参考答案

第一章半导体二极管及其应用习题答案在一本征硅中，掺入施主杂质，其浓度=cm。（1）求室温300K时自由电子和空穴的热平衡浓度值，并说明半导体为P型或N型。（2若再掺入受主杂质，其浓度=cm，重复（1）。（3）若==cm,，重复（1）。（4）若=cm，=cm，重复（1）。解：（1）已知本征硅室温时热平衡载流子浓度值=cm，施主杂质=cm>>=cm，所以可得多子自由浓度为=cm少子空穴浓度==cm该半导体为N型。（2）因为=cm>>，所以多子空穴浓度cm少子电子浓度==cm该半导体为P型。（3）因为=,所以===cm该半导体为本征半导体。（4）因为=1010=9910（cm）>>，所以，多子自由电子浓度=cm空穴浓度===2.2710（cm）该导体为N型。当T=300K时，锗和硅二极管的反向饱和电流分别为A和0.5pA。如果将此两个二极管串联连接，有1mA的正向电流流过，试问他们的结电压各为多少？解：T=300K时，热电压=26mV二极管正偏时，I=exp对于硅管：=ln=556.4mV对于锗管：=ln=179.6mV二极管电路如题1.3图所示。已知直流电源电压为6V，二极管直流管压降为0.7V。（1）试求流过二极管的直流电流。（2）二极管的直流电阻和交流电阻各为多少？++6VDR100题1.3图解：（1）流过二极管的直流电流也就是题1.3图的回路电流，即==53mA(2)==13.2===0.49二极管电路如题1.4图所示。（1）设二极管为理想二极管，试问流过负载的电流为多少？（2）设二极管可看作是恒压降模型，并设二极管的导通电压V，试问流过负载的电流是多少？（3）设二极管可看作是折线模型，并设二极管的门限电压V，，试问流过负载的电流是多少？（4）将电源电压反接时，流过负载电阻的电流是多少？（5）增加电源电压E，其他参数不变时，二极管的交流电阻怎样变化？DD题1.4图10V+ERL100解：（1）mA（2）mA（3）mA（4）（5）E增加，直流电流增加，交流电阻下降。二极管电路如题1.5图所示。设二极管的导通电压为0.7V，，，E=1.7V，(mV),和容量足够大，对ui信号可视作短路。（1）求流过二极管的直流电流ID。（2）求输出电压uo的值。uuiuo+题1.5图C1R1R2C2EV解：（1）直流等效电路如答1.5图（a）所示；交流等效电路如答1.5图(b)所示。RR1R2UD(a)R1R2rD(b)+ui+uo答1.5图E（2）mA（mV）在题1.6图所示各电路中，设二极管均为理想二极管。试判断各二极管是否导通，并求Uo的值。题1.6图解：(1)在图(a)中，V2导通，V1截止，U0＝5V。(2)在图(b)中，V1导通，V2截止，U0＝0V。(3)在图(c)中，V1、V2均导通，此时有二极管限幅电路如题1.7图(a)、(b)所示。将二极管等效为恒压降模型，且UD(on)=0.7V。若ui＝5sinωt(V)，试画出u0的波形。题1.7图解：(1)在图(a)中：当ui＞一2.7V时，V管截止，u0＝一2V；当ui≤一2.7V时，V管导通，u0＝ui。当ui＝5sinωt(V)时，对应的u0波形如图答图1.7(a)所示。(2)在图(b)中：当ui＞1.3V时，V管截止，u0＝ui；当ui≤1.3V时，V管导通，u0＝2V。其相应波形如答图1.7(b)所示。答图1.7二极管电路如题1.8图（a）所示，设V1和V2均为理想二极管。（1）试画出电路的传输特性（ui与uo特性曲线）。（2）假定输入电压如题1.8图(b)所示，试画出相应的uo波形。1212k12k1212k12kV1V2+_12V_+10V+_6k(a)+_uo150ui/V(b)题1.8图解：（1）当<12V，且ui>V,和同时截止，则uo=ui；当ui12V时，导通，截止，此时电路可简化成答1.8图(a)。+_+_+12V_(a)+ui+_+uo_(b)10V812812ui/V-8-10-12-16-4-8-12-16481216uo/V(c)150ui/V(d)140答1.8图由图可得：uo=12V(ui-12V)=4Vui如ui=16V,uo=14.7V。当ui时，截止，导通，此时电路可简化成答1.8图(b)。此时uo=V(ui10V)=如ui=V,uo=V。由上可得传输特性如答1.8图(c)所示。（2）输出波形如答1.8图(d)所示。ui=15V时，uo=4V=14Vui=-14V时，uo=V=V在题1.9图(a)所示电路中，二极管等效为恒压降模型。已知输入电压u1、u2的波形如题图1.9(b)所示，试画出u0的波形。题1.9图解：该电路为高电平选择电路，即u1、u2中至少有一个为3V，则u0＝3一0.7＝2.3V。u1、u2均为0时，uo＝一0.7V。其波形答1.9图(c)所示。答1.9图在题1.10图所示电路中，设稳压管的Uz＝5V，正向导通压降为0.7V。若ui＝10sinωt(V)，试画出u0的波形。题1.10图解：当ui≥5V时，Vz击穿，u0＝5V。当ui≤一0.7V时，Vz正向导通，u0＝一0.7V。当一0.7V＜ui＜5V时，Vz截止，u0＝ui。由此画出的u0波形如答1.10图所示。答1.10图稳压管电路如题1.11图所示。（1）设V，稳压管的稳定电压=10V，允许最大稳定电流=30mA，=5mA,=800,=。试选择限流电阻R的值。（2）稳压管的参数如（1）中所示，R=100，=250，试求允许的变化范围。（3）稳压管的参数如（1）中所示，当=10V时，其工作电流=20mA，=12，如=20V不变，试求从无穷大到1k时，输出电压变化的值为多少？++_+_题1.11图解：（1）因为式中，因，所以=0，V式中mA,V=18V选择R应满足：400<R<457(2)当时，mA。当达到最大时，（V）当为时，（V）即的变化范围是14.5~17V。（3）当时，=10V。当时，=10V（V）（mV）或9(mV)第2章场效应晶体管及其放大电路答案已知场效应管的输出特性或转移如题2.1图所示。试判别其类型，并说明各管子在∣UDS∣=10V时的饱和漏电流IDSS、夹断电压UGSOff（或开启电压UGSth）各为多少。uuGS/ViD/mA12312UDS=10V(a)uGS/ViD/mA12312uDS=10V(b)34uDS/ViD/mA24685101520uGS=4.5V4V3.5V3V2.5V2V(c)题2.1图1.5V解：FET有JFET和MOSFET，JFET有P沟（只能为正）和N沟（只能为负）之分。MOSFET中有耗尽型P沟和N沟（可为正、零或负），增强型P沟（只能为负）和N沟（只能为正）。图(a)：N沟耗尽型MOSFET，=2mA,V。图(b)：P沟结型FET，=-3mA,V。图(c)：N沟增强型MOSFET，无意义，V。已知某JFET的IDSS=10mA，UGSoff=-4V，试定性画出它的转移特性曲线，并用平方律电流方程求出uGS=-2V时的跨导gm。解：（1）转移特性如下图所示。已知各FET各极电压如题2.3图所示，并设各管的V。试分别判别其工作状态（可变电阻区，恒流区，截止区或不能正常工作）。(a)(a)(b)(c)(d)D3VD5VD-5VD9V5VGS2VS0VS0VS0VG-3V题2.3图解：图(a)中，N沟增强型MOSFET，因为VV，VV，所以工作在恒流区。图(b)中,N沟耗尽型MOSFET，VV，VV，所以工作在可变电阻区。图(c)中，P沟增强型MOSFET，VV，VV，所以工作在恒流区。图（d）中，为N沟JFET，VV，所以工作在截止区。电路如题2.4图所示。设FET参数为：mA，V。当分别取下列两个数值时，判断场效应管是处在恒流区还是可变电阻区，并求恒流区中的电流。（1）。（2）。UUDD(+15V)RD+uiVRGC1C2+uoID题2.4图在题2.5图（a）和（b）所示电路中。TTRD1kRG1MRS4kUSS(-10V)(a)UDD(+10V)TC2RD30kR21MC1RS6k+Ui+UoR11.5M(b)题2.5图UDD(+12V)（1）已知JFET的mV，V。试求、和的值。（2）已知MOSFET的。试求、和的值。解(1)解得：(2)解得：已知场效应管电路如题2.6图所示。设MOSFET的，V，忽略沟道长度调制效应。（1）试求漏极电流，场效应管的和。（2）画出电路的低频小信号等效电路，并求参数的值。UUDD(10V)RG1RG21M1.5MRD10kRS1k题2.6图+UgsrdsRDRS1kgmUgsRG1//RG2(a)(b)解：（1）设电路工作在饱和区，则联立上式求解得mAVVVVV=V可见符合工作在恒流区的假设条件。（2）低频小信号等效电路如图（b）所示。场效应管电路如题2.7图所示。设MOSFET的，V。试求分别为2k和10k时的值。RRSUoGUDD9VT题2.7图解：k时，可得mA,V(舍去mA)k时，计算得到mA,VFET放大电路如题2.8图所示。图中器件相同，和相同符号的电阻相等，各电容对交流信号可视为短路。(a)(a)C1RG1RG2RSUDDTC2UiC2CSUDDC1RG1RD1RG2RST+Ui+Uo++UoC2C1UDDC1RG1RD1RG2RST+Uo+UiCG(b)(c)题2.8图gmUgsrdsRD+Ui+UgsRG1//RG2(d)+Ui+UgsRG1//RG2gmUgsrds+Uo+UoRS(e)+Ui+UoRD+Ugsgmvgsrds(f)（1）说明各电路的电路组态。（2）画出个电路的低频小信号等效电路。（3）写出三个电路中最小增益，最小输入电阻和最小输出电阻的表达式。解：（1）图2.8（a）是共源放大电路，图2.8（b）是共漏放大电路，图2.8（c）是共栅放大电路。（2）与图（a）、（b）和（c）相对应的小信号等效电路如图2.8（d）、（e）和（f）所示（3）由图2.8可见，各电路的静态工作点相同，所以值相等。电压放大倍数最小的是共漏放大器，由2.8（e）可求得。输入电阻最小的是共栅放大器。如不考虑，由图（f）可得；如考虑，且满足，则。输出电阻的是共漏放大器，由图(e)可得。画出题2.9图所示电路的直流通路和交流通路。++UsC1RS2kRiRoC2UDD(+18V)C3+Ui+UoR12kRG2160kRG11MRD5kRL100k题2.9图V(a)解:VVRG1RDRG2R1(b)UDDVRDRLR1RS+Us+UiRiRo(c)+Uo题2.9图放大电路如题2.20图所示。已知V，mA，gm=1.2ms，V。++UiTC1C2RD6kRL6kRS1kRG1MUDDCS+Uo题2.10图gmUgsrds+Ui+UgsRG+RDRLUo(b)(a)（1）试求该电路的静态漏极电流和栅源电压。（2）为保证JFET工作在饱和区，试问电源电压应取何值？（3）画出低频小信号等效电路。（4）试求器件的值，电路的、和。解：（1）T为N沟JFET，所以V，故可列出联立解上述方程，可得（2）为保证JFET工作在恒流区，则应满足因为所以（V）如果考虑一定的输出电压动态范围，可取10~12V。（3）低频小信号等效电路如题2.10图（b）所示。（4）放大电路如题2.11图所示，已知FET的参数：。电容对信号可视为短路。画出该电路的交流通路当时，计算输出电压。题2题2.11图+us+uo+uiC1C2UDDR14MR210MRL10kRD20kRS(a)解:(1)其交流通路如图所示TT+UsRSR1R2RDRL+Uo+Ui(2)题2.12图电路中JFET共源放大电路的元器件参数如下：在工作点上的管子跨gm=1mS，rds=200kΩ，R1=300kΩ，R2=100kΩ，R3=1MΩ，R4=10kΩ，R5=2kΩ，R6=2kΩ，试估算放大电路的电压增益、输入电阻、输出电阻。题2.12图两级MOSFET阻容耦合放大电路如题2.13图所示。已知V1和V2的跨导gm=0.7mS，并设，电容C1~C4对交流信号可视作短路。(1)试画出电路的低频小信号等效电路。(2)计算电路的电压放大倍数Au和输入电阻Ri。(3)如将RG1的接地端改接到R1和R2的连接点，试问输入电阻Ri为多少?+UiC1RG11MV1V+UiC1RG11MV1V2C2C3C4R12kR25.1kRG21MR41kR333kR510kUDD+Uo题2.13图(a)++Ugs1+Ugs2+Ui+UoRG1R1R2RG2R4R3gmUgs2gmUgs1(b)+Ugs1R1R2gmUgs1isRG1+Ui(c)题2.13图(2)(3)由题2.13图(c)所示电路可求得（略去RG2）第3章双极型晶体管及其放大电路答案已知晶体管工作在线性放大区，并测得个电极对地电位如题3.1图所示。试画出各晶体管的电路符号，确定每管的b、e、c极，并说明是锗管还是硅管。0.7V0.7V8V0V(a)-0.7V-8V0V(b)4V1V3.7V(c)4V4.3V9V(d)题3.1图解：8V8V0V0.7V硅NPN-8V0V-0.7V硅PNP1V4V3.7V锗PNP9V4.3V锗NPN4V题图（a）：题图（b）：题图（c）：题图（d）：3.2某个晶体管的β＝25，当它接到电路中时，测得两个电极上的电流分别为50mA和2mA，能否确定第三个电极上的电流数值?解：不能。因为第三个电极上的电流与管子的工作状态有关。当管子处于放大状态时，第三个电极上的电流为52mA；而当管子处于饱和状态时，则电流为48mA。3.3已测得晶体管电极管各电极对地电位如题3.3图所示，试判别各晶体管的工作状态（放大、饱和、截止或损坏）。-5V-5V-0.3V0V3AX81(a)12V3V0V(d)3DG86.6V6.3V7V3CG21(c)8V2.5V3V(b)3BX1题3.3图解：题图（a）3AX为PNP锗管，V（正偏），V（反偏），放大状态题图（b）：e结反偏，c结反偏，截止状态题图（c）：e结正偏，c结正偏，饱和状态题图（d）：e结开路，晶体管损坏3.4型晶体管基区的少数载流子的浓度分布曲线如题3.4图所示，其中nb0表示平衡时自由电子的浓度。（1）说明每种浓度分布曲线所对应的发射结和集电结的偏置状态。（2）说明每种浓度分布曲线所对应的晶体管的工作状态。O（a）PNO（a）PNO（b）PNO（c）PN题3.4图O（d）PN解：（1）对于晶体管，当发射结（集电结）正偏时，由于从发射区（集电区）向基区注入了非平衡少子电子，所以处P区边界上少子电子的浓度大于平衡的电子浓度，当发射结（集电结）反偏时，在阻挡层两侧边界上的少子浓度趋向于零。据此，可以判别：（1）图(a)：发射结反偏，集电结反偏。图(b)：发射结正偏，集电结反偏。图(c)：发射结正偏，集电结正偏。图(d)：发射结反偏，集电结反偏。图(a)：截止。图(b)：放大。图(c)：饱和。图（d）：反向放大。3.5某晶体三极管在室温时的V，V，pA。试求的，和的数值。解：pA3.6某晶体管的共射输出特性曲线如题3.6图所示求IBQ=0.3mA时，Q1、Q2点的β值。确定该管的U(BR)CEO和PCM。题3.6图解：（1）Q1点：3.7硅晶体管电路如题3.7图所示。设晶体管的V，。判别电路的工作状态。（a）（a）TRB470kRC2kRE1k（b）TRB100kRC2kRE1k（c）15V15V题3.7图解：题图（b）：处于放大状态题图（c）：A，mA(V)不可能，表明晶体管处于饱和状态。3.8题3.8图(a)、(b)所示分别为固定偏置和分压式电流负反馈偏置放大电路。两个电路中的晶体管相同，UBE(on)=0.6V。在20oC时晶体管的β=50，55oC时，β=70。试分别求两种电路在20oC时的静态工作点，以及温度升高到55oC时由于β的变化引起ICQ的改变程度。UUCC(12V)(a)RB246kRC2.8kT(b)RB130kRC1.8kTRB210kRE1kUCC(12V)题3.8图解：题3.8图（a）为固定偏流电路。（1）20时（V）（2）55时的变化为图3.8（b）为分压式电流负反馈偏置电路。（1）20时（2）55时的变化为3.9晶体管电路如题3.9图所示。已知β＝100，UBE＝0.3V(1)估算直流工作点ICQ、UCEQ。(2)若偏置电阻RB1、RB2分别开路,试分别估算集电极电位UC值，并说明各自的工作状态。(3)若RB2开路时要求ICQ＝2mA，试确定RB1应取多大值。题3.9图（2）当RB1开路时，I3Q=0,管子截止。UC=0.当RB2开路时，则有3.10设计一个分压式电流负反馈偏置放大电路。技术要求是：温度在-55~125范围内变化时，要求1mA和，，。BJT的参数是：时，，；时，，。解：(1)的估算。根据题意，当时，电流应是最低值1mA，UCE应是最大值，因为已给出，故可写出：解得如果RC未知，可以根据UCC的数值假设某一数值，本题设，则。（2）的估算。因为所以将和时各参数值代入可得：（时）（时）联立求解上述两式，可得：如果不利用上述关系式运算，也可以利用经验公式，比如选取去求解。例如设，则，当T=125时的，此时的技术要求，因此还需要重新选取值，直至满足要求为止。（3）和的计算。（4）核算T=125时的值。可见，上述结果在允许的范围内，表明设计有效。3.11电压负反馈型偏置电路如题3.11图所示。若晶体管的β、UBE已知。(1)试导出计算工作点的表达式。(2)简述稳定工作点的原理。UEEUEE题3.11图题3.12图(2)无论何种原因若使ICQ增大时，则有如下的调节过程：反之，若ICQ减小时，亦有类似的调节过程，使ICQ的减小受到抑制。3.12电路如题3.12图所示。已知晶体管的β＝50,UBE＝一0.2V，试求：（1）UBQ=0时,RB的值。（2）RE短路时ICQ、UCEQ的值。（3）RE开路时ICQ、UCEQ的值。解：（1）要求=0，则有3.13电路如题3.13图所示。设ui是正弦信号，晶体管工作在放大区，各电容对信号可视作短路。（1）试画出与ui相对应的uBE、、和uCE的波形。（2）将图中的晶体管改成PNP管，UCC改成负电源，重复（1）。UUCCRBRCC2RLC1ui++uo题3.13图解：（1）波形如图3.13（b）所示。uiui0tUBEQ0tuBEIBQ0tiBICQ0tiCUCEQ0tuCE图3.13(a)vi0tuBE0UBEQiB0IBQttiC0ICQtuCE0UCEQt图3.13(c)晶体管改成PNP，UCC改成负电源后，波形如图3.13（c）所示。3.14试判别题3.14图所示各电路能否对正弦信号进行电压放大？为什么？各电容对电信号可视作短路。UUCCRBRCC2REC1ui++uoTCECB(a)UCCRBC2REC1ui++voT(b)(c)UCCRBRCC2RCC1ui++uoTUCCRCC2REC1ui+T(d)RBREuouiuiuiuiui(e)(f)题3.14图解：图（a）：因为输出信号被短路了，所以不能进行电压放大。图（b）：因为输入信号被短路了，所以不能进行电压放大。图(c)中管子截止，电路不能正常放大。应将RB改接在b极与地之间。图（d）：晶体管基极偏置为零，不能进行放大。图(e)中会使e结烧坏且输入信号短路，因而电路不能正常放大，应在b极到Ucc之间接偏置电阻RB。图(f)中电路可以正常放大。3.15试画出题3.15图所示电路的直流通路和交流通路。题3.15图解:各电路对应的交流通路分别如下图所示3.16在题3.16图（a）所示放大电路中，设输出特性曲线分别如图3.16（b）所示。V，k，k。试用图解法确定该电路的静态工作点。RSRSC1RBRCC2TRL++uous(a)(b)题3.16图UCCiB/A01234524681012060A20A40A80AiB=100AuCE/VDCQUCEQICQ解:输出回路有，据此可由图（c）得负载线CD，根据输入回路解得:,将图（b）中IB=38uA特性曲线的的交点即工作点Q，相应的坐标为、。3.17放大电路如图3.17（a）所示，正常工作时静态工作点为Q。（1）如工作点变为图3.17（b）中的和，试分析是由电路中哪一元件参数改变而引起的？（2）如工作点变为图3.17（c）中和的，又是电路中哪一元件参数改变而引起的？CC1RBRCC2TRL+uo(a)+uiUCC0uCE(b)icUCC0uCE(c)icUCC题3.17图解：（1）不变，不变，不变，而变化，工作点的变化可见图3.17（b）。若原工作点为Q，减小时，移至，增加时，移至。（2）不变，负载线斜率不变，和同时变化，工作点的变化如图3.17（c）所示。如原工作点为Q，增加，也增加，工作点可移至，反之，下降，也下降，工作点可移至。3.18放大电路及晶体管三极管的输出特性如题3.18图（a）和（b）所示。设，各电容对信号视作短路。（1）晶体管的和各为多少？（2）在图3.18（b）上作直流负载线和交流负载线。（3）如图3.18（a）电路中加接k的负载，重复（2）。（4）当时，为得到最大的输出电压振幅值Uom，工作点如何选取（调节）？此时Uom=？的值又应为多少?CC1RB500kRC2kC2T+uo(a)CERE1k(b)题3.18图2468101221345610A20A30A40A50A60AuCE/ViCE/mA①②③④0ui+解：（1）输出特性理想化，。（2）先求工作点（A），直流负载线，取两点，可得直流负载线如图3.18（b）中①线，工作点Q(V，mA)，交流负载线的斜率为，可得图3.18（b）中②线（交流负载线）。（3）此时直流负载线不变，仍如图2.14（b）中①线，而交流负载线的斜率为，如图3.18（b）中③线。（4）为得最大，工作点应选在交流负载之中点。将图3.18（b）中③线（=1k）平移使之与直流负载线①线的交点是此交流负载线之中点，即点（V，mA）。此时，=3V。调节使A，则，解得k。3.19在图3.19（a）放大电路中，设晶体管的输出特性曲线如图3.19（b）所示。V，k，k，直流负载线如图3.19（b）中粗实线所示。Q点为mA，V。（1）如电路中k，试做出该电路的交流负载线。iC/mA（2）如基极正弦波电流的峰值为40A（即在0~A范围内变动），试画出相应的与uo的变化波形，并标出该放大电路中不失真的最大输出电压的峰峰值UO(p-p)。iC/mARRSC1RBRCC2TRL++uoUs(a)图3.19UCC12345636912iB=120A20A40A60A80A100ANicABuceUo(p-p)MQQ1ibQ20uCE/V(b)P解：（1）在图3.19（b）上作斜率为的辅助线AB，再过Q点作平行于AB的直线MN，MN即为交流负载线。或者：设P点是Q点在横轴上的垂足，QP相应于mA的值，因此，在横轴上截PM=V，连接MQ并延长至纵轴N的直线就是斜率为的交流负载线。（2）在图3.19（b）上以Q点为中心，以A那根线起始，画幅度为的正弦波，即从变到，再回到；接着变到，再返回到，变成一个周期，如图所示。随着的变化，输出回路的工作点将沿着交流负载线（而不是沿着直流负载线）上、下移动，即Q点在至范围内变化，由此即可画出相应的（即）和的正弦波型。图（b）中有斜线的电压和电流波形对应的正半周。不难看出，与（即）的相位是相反的（相位差）。从图看出波形无明显失真，所以（V）3.20放大电路如题3.20图（a）所示，已知β＝50，UBE=0.7V，UCBE=0，RC=2K.(1)若要求放大电路由最大的输出动态范围，问RB应调到多大？(2)若已知该电路的交、直流负载线如题3.20图（b）所示，试求：UCC=?RC=?UCEQ=?ICQ=?RL=?RB=?输出动态范围UOPP=?题3.20图解：（1）要求动态范围最大，应满足(2)由直流负载线可知：3.21放大电路如题3.21图所示，已知晶体管的V，各电容对信号可视为短路。（1）计算工作点Q的和值。（2）当输入信号幅度增加时，输出电压将首先出现何种类型的失真？该电路最大不失真输出电压幅度为何值？（3）若要提高最大输出电压幅度，应改变哪个元件值？如何改变？CC1RB18.2kC2VRL3k+uo题3.21图RC3kRE3kCEUCC(12V)RB23.8kui解：（1）（V）（k）（mA）（V）（2）因为V，而（V）所以，首先出现截止失真，V。（3）要减小截止失真，则Q点需往上移。减小或增大，皆可达到之。讨论：一放大电路在工作点Q安置好了之后，该电路的最大不失真输出电压的峰-峰值即动态范围已被确定，它取决于和中的小者。调整电路中的元件值（比如或）改变Q点，使Q点位于交流负载线的中点时，,此时可获得的动态范围为该电路的最大值。3.22假设PNP管固定偏流共射放大器的输出电压波形分别如题3.22图(a)、(b)所示。试问：(1)电路产生了何种非线性失真?(2)偏置电阻RB应如何调节才能消除失真?题3.22图解：对于图(a)所示的波形，电路产生了截止失真，应将RB减小。对于图(b)所示的波形，电路产生了饱和失真，应将RB增大。3.23试计算题3.23图所示共射放大电路的静态工作点UCEQ，源电压放大倍数，输入电阻和输出电阻。设基极静态电流A，k，k，V，，，厄尔利电压V，，C为隔直、耦合电容。RRSCRCVRL++UoUs+UiUCC题3.23图RB解：（1）计算工作点和、。已知A则（mA）(V)由以上关系式可以看出，因电路输出端没有隔直电容，负载电阻与工作点有关。由上式解得Ｖ而（k）（k）（2）计算源电压放大倍数。先画出图3.23电路的小信号等效电路如下图所示。iii=ibRCRLrceicioUo++Us+()RoRiRs（3）计算输入电阻、输出电阻。kk3.24放大电路如题3.24图所示。设晶体管的，，为理想稳压管，V，此时晶体管的mA。试问：（1）将反接，电路的工作状态有何变化？又为多少？（2）定性分析由于反接，对放大电路电压增益、输入电阻的影响。UUCCC2VC1+uiDZ+uoR1.4kRC1kRB124kRB224k题3.24图解:（1）反接，mA，V，电路仍工作在放大区（2）反接，增加，增加，下降，下降，增大即使考虑正向二极管的，结论亦同上3.25测得放大电路中某晶体管三个电极上的电流分别为：2mA、2.02mA、0.02mA。己知该管的厄尔利电压|UA|＝120V，。(1)试画出该晶体管的H参数交流等效电路，确定等效电路中各参数值。(2)画出高频混合π型交流等效电路，确定等效电路中各参数值。高频混合π型等效电路如下图(b)所示。3.26电路如题3.26图所示，其中所有电容对信号可视为短路；，，S为开关。试回答以下问题：（1）S接B点，、和三者在相位、幅值上是什么关系？（2）S接A点，、的幅值有何变化，为什么？（3）S接C点、的幅值有何变化，为什么？UUCCSC3RBRCC1+uiRERL+uo题3.26图ABCuo1uo2C2解:（1）S接B点，，与反相；与同向（2）S接A点，集电极负载减小一半，；基本不变S接C点，集电极负载不变，发射极电阻减小一半，所以增大一倍；变化不大。ibUs+RLRERo+UiRi+RC(b)3.27电路如题3.27图所示，BJT的，，mA，基极静态电流由电流源IB提供，设A，RS=0.15k,k。试计算、和。电容C对信号可视为短路。ibUs+RLRERo+UiRi+RC(b)ibUoibUoRSCVRL++UoUs+UiIBRiRoRE题3.27图RS解：（mA）（k）其小信号等效电路如图(b)所示。（k）用辅助电源法可求得输出电阻为3.28在题3.28图（a）所示的共集放大电路（为基极自举电路），已知晶体管的，k，，mS；k，k，k，电容、、对信号可视为短路。试画出该电路的交流通路，求输入电阻和输出电阻的值。CC1RB1题3.28图UCCRB1C1T+UoRERB2RB3+UiC2C3RiRoRLT+UoRERB1//RB2RB2RB3+UiRiRoRL(b)解：其交流通路如图3.28（b）所示。因为所以3.29共基放大电路如题3.29图(a)所示。已知晶体管的，k，k，；，k，k，各电容对交流信号可视为短路。试计算电压增益、输入电阻和输出电阻。CC1C3C2RLRoRi+UoRB1RCVRERSUs+RB2+Ui题2.29图解：其交流通路和小信号等效电路分别如图（b）和（c）,则VVRCRERLRSvs++viRiRo+vo(b)RSUs++UiRiRErbeRCRLβibicieioRo(c)+Uoib用辅助电源法可求得晶体管共基组态的输出电阻为3.30在题3.30图所示的共基放大电路中，晶体管的β＝50，.计算放大器的直流工作点。求放大器的Au2、Ri和Ro。题3.30图3.31单管放大电路有3种组态形式，试问：（1）若设计带负载能力强的单管放大电路，宜选用哪种组态电路？（2）若设计具有电流接续器作用的，应选用哪种组态电路？（3）在电路中具有隔离作用的是哪种组态电路？解:（1）共集电极组态（2）共基极组态（3）共集电极组态3.32试判断题3.32图所示各电路属于何种组态放大器。并说明输出信号相对输入的相位关系。题3.32图解：图(a)所示电路为共集—共射组合电路。输出与输入反相。图(b)所示电路为共射一共基组合电路。输出与输入反相。图(c)所示电路为共集一共基组合电路。输出与输入同相。图(d)所示电路由于V1管集电极端具有恒流特性，因而V2管组成以恒流管为负载的共射放大器。输出与输入反相。3.33共集-共基组合电路如题3.33图所示。已知两个晶体管参数相同：，k，，。各电容对信号可视为短路。（1）计算输入电阻、输出电阻。（2）计算电压增益。UUCCC2+Uo+UiRiRoR42kV2V1R472k题3.33图-UEE解：（1）其中所以（k）（k）（2）3.34组合放大电路如题3.34图所示。已知两个晶体管的参数相同：，k，，；k，k，k。（1）画出该电路的交流通路。（2）求该电路的输入电阻、电压增益和输出电阻。VV1V2RBRCRERiRoRL+Ui+Uo题3.34图UCC+UiRBV1V2RERiRi1Ri2RoRCRL+Uo(a)(b)解:（1）该电路的交流通路如图3.34(b)所示。k，，k3.35三级放大电路如题3.35图所示。设晶体管V1~V3的，D1和D2的直流压降为0.7V。已知静态IEQ3=3mA。各电容对交流信号可视作短路。(1)试求各管的静态集电极电流ICQ。(2)计算电压放大倍数，输入电阻Ri和输出电阻Ro。++UiC1RiD1D2RoR23kR32kR12kV1V2V3RB+UoUCC12V(a)+Ui+UoRBR2R3rb’e1ib1ib1ib3rb’e2ib2rb’e3ib3(b)题3.35图2reib2解：(1)(2)等效电路如图3.35(b)所示。(3)首先求各管的3.36两级放大电路如题3.36图所示，各电容对交流信号可视作短路。VV1RS+UsC1RE1R1C2R2R3R4R5R6RLC4V2+UoUCC题3.36图试画出电路的交流通路和直流通路。说明各级的电路组态和耦合方式。R1和R2的作用是什么？RL短路对电路有何影响？RE1开路对电路有何影响？解:(1)交流通路和直流通路分别如题3.36图(b)(c)所示RRS+UsRE1R3R4R6RL+UoV1V2(b)UCCV1R2R3R1RE1V2R4R5R6VCC(c)题3.36图R5(2)V1组成共基电路，V2组成共射电路，信号与电路输入端、输出端与负载、级间均采用阻容耦合方式(3)R1和R2是晶体管V1的基极偏置电路。R1短路将使V1截止。(4)RE1开路，V1无直流通路，则V1截止。第4章放大电路的频率响应和噪声答案已知某放大器的幅频特性如题4.1图所示。试说明该放大器的中频增益、上限频率fH和下限频率fL、通频带BW。1010102103104105106107102030400题4.1图f/Hz20lg(Au)dB当和时，输出信号有无失真？是何种性质的失真？分别说明之。解：(1)由题图4.1可得：中频增益为40dB，即100倍，fH=106Hz,fL=10Hz（在fH和fL处，增益比中频增益下降30dB），。(2)当时，其中f=104Hz的频率在中频段，而的频率在高频段，可见输出信号要产生失真，即高频失真。当时，f=5Hz的频率在低频段，f=104Hz的频率在中频段，所以输出要产生失真，即低频失真。某放大电路电压增益的渐近波特图如题4.2图所示。设中频相移为零。(1)写出Au(jf)频率特性的表达式。(2)求f=107Hz处的相移值。(3)求下限频率fL的值。(4)求f=100Hz处实际的dB值。(5)求f=10Hz和f=105Hz的相移值。11101021031041051062040600题4.2图f/Hz20lg(Au)dB107解:(1)中频放大倍数为103，高频有一个极点频率为105Hz，一个零点频率为106Hz，低频有两个极点频率均为102Hz，两个零点频率均为10Hz。所以(2)f=107Hz处的相移为零φ0.4已知某晶体管电流放大倍数的频率特性波特图如题4.3图所示，试写出β的频率特性表达式，分别指出该管的ωβ、ωT各为多少？并画出其相频特性的近似波特图。φ0.4-45ω/Mrad/s0-45ω/Mrad/s0-90-90(b)题4.3图其相频特性的近似波特图如图4.3(b)所示。某一放大器的中频增益为AuI=40dB，上限频率为fH=2MHz，下限频率fL=100Hz，输出不失真的动态范围为Uopp=10V。输入下列信号时会产生什么失真？（1）、ui(t)=0.1sin(2π×104t)(V)（2）、ui(t)=10sin(2π×3×106t)(mV)（3）、ui(t)=10sin(2π×400t)+10sin(2π×106t)(mV)（4）、ui(t)=10sin(2π×10t)+10sin(2π×5×104t)(mV)（5）、ui(t)=10sin(2π×103t)+10sin(2π×107t)(mV)解：（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）。（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,经放大后峰峰值为100×2×10＝2V，故也不出现非线性失真。(3)输入信号两个频率分量分别为10Hz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。（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。（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。已知某晶体管在ICQ=2mA，UCEQ=5V时,,UA=-100V,试计算该管的高频混合π型参数，并画出高频混合π型模型。解：混合参数的计算：混合π型模型如题4.5图所示。++bgmUb’erb’erbb’Cb’cCb’ercece题4.5图电路如题4.6图(a)所示，已知晶体管的。试画出电路的高频等效电路。利用密勒近似求上限频率fH。++VCCUo+RB500kRC2kRERL2kC110FRS0.9kC210F(a)+RSUsRBrbb’Ub’eCb’eCb’cgmUb’eRC//RL+Uo+rb’e(b)题4.6图Us10F解：(1)高频等效电路如题4.6图(b)所示：利用密勒近似，将Cb’c折算到输入端，即单级共源电路的交流通路如题4.7图(a)所示。画出该电路的高频等效电路。求电路的上限频率。RRS+Us+UoUDDRS+UsgmUgsCdsCgd+UgsCgs(a)(b)题4.7图RD+UoRDT解：（1）高频等效电路如图4.7(b)所示。由图4.7(b)可看出，三个电容在一个回路中，所以只有两个独立储能元件，因而只有两个极点，一个无穷大的零点和一个有限制的零点。因为图4.7(b)极点的求解比较麻烦，这里只利用开路时间常数法求上限频率ωH，式中Rt1=RS,Rt2=RS+(1+gmRS)RD,Rt3=RD已知某电路的幅频特性如题4.8图所示，试问：（1）该电路的耦合方式；（2）该电路由几级放大电路组成；题4.8图（3）当f=104Hz时，附加相移为多少？当f＝105时，附加相移又约为多少？解:(1)因为下限截止频率为0，所以电路为直接耦合电路；（2）因为在高频段幅频特性为-60dB/十倍频程,所以为3级放大电路。（3）当f=104Hz时,附加相移为-135o;当f=105Hz时,附加相移为-270o。电路如题4.9图所示，已知Cgs＝Cgd＝5pF，gm＝5mS，C1＝C2＝CS＝10μF。试求fH、fL各约为多少，并写出us的表达式。题4.9图解:因为:所以:所以:电路如图4.10所示。试定性分析下列问题，并简述理由。（1）哪一个电容决定电路的下限频率；（2）若T1和T2静态时发射极电流相等，且rbb’和Ci相等，则哪一级的上限频率低。题4.10图解：（1）决定电路下限频率的是Ce,因为它所在贿赂的等效电阻最小。（2）因为R2//R3//R4>R1//RS,Ci2所在回路的时间常数大于Ci1所在回路的时间常数,所以第二级的上限频率低。若两级放大电路各级的波特图均如题4.11图所示，试画出整个电路的波特图。题4.11图解:级联后的放大电路中频增益为60dB,频率小于10Hz时,斜率为+40dB/十倍频程,频率大于105Hz时斜率为-40dB/十倍频程。波特图如图题4.11图(b)题4.11图(b)已知一个两级放大电路各级电压放大倍数分别为（1）写出该放大电路的表达式；（2）求出该电路的fL和fH各约为多少；（3）画出该电路的波特图。解(1)电压放大电路的表达式:（2）fL≈50Hz,(3)根据电压放大倍数表达式可知,中频增益为104,即80dB。波特图如题4.12图所示。题4.12图第5章集成运算放大电路习题答案在题5.1图所示的电路中，已知晶体管V1、V2的特性相同，。求、、和。UUCC(10V)V2V1R12.7kΩR34.1kR42.5kR22.7kΩ题5.1图解：由图可知：即由上式可解得而==电路如题5.2图所示，试求各支路电流值。设各晶体管V。VV1V5V2V3V4IRI5I3I4+6V6V1k5k5k10k2k题5.2图解：图5.2是具有基极补偿的多电流源电路。先求参考电流，（mA）则（mA）（mA）（mA）差放电路如题5.3图所示。设各管特性一致，。试问当R为何值时，可满足图中所要求的电流关系？VV6V7V5V1V2V3V4R+6VUoUi26VUi110k题5.3图解：（mA）则mA即（mA）所以（k）对称差动放大电路如题5.4图所示。已知晶体管和的，并设UBE(on)=0.7V,rbb’=0,rce=。+V1V+V1V2+UCCui1ui2RC5.1kΩRLUo5.1kΩRC5.1kΩRE5.1k-6VRB2kΩ题图5.4RB2kΩ+－RL/2+2Uod/2+Uid/2RCRBV1(b)+UicRCRBV1(c)2REE+Uoc(1)求V1和V2的静态集电极电流ICQ、UCQ和晶体管的输入电阻rb’e。(2)求双端输出时的差模电压增益Aud，差模输入电阻Rid和差模输出电阻Rod。(3)若RL接V2集电极的一端改接地时，求差模电压增益Aud(单),共模电压增益Auc和共模抑制比KCMR,任一输入端输入的共模输入电阻Ric,任一输出端呈现的共模输出电阻Roc。(4)确定电路最大输入共模电压范围。解:(1)因为电路对称，所以(2)差模电压增益19195.22)1.521//(1.55021//'ebbLCudrRRRAB差模输入电阻：BkkrRRebid9)5.22(2)(2'差模输出电阻：(3)单端输出差模电压增益：共模电压增益：共模抑制比：(Aud为单)共模输入电阻：共模输出电阻：(4)设晶体管的UCB=0为进入饱和区，并略去RB上的压降。为保证V1和V2工作在放大区，正向最大共模输入电压Uic(max)应满足下式：，否则晶体管饱和。如果题5.4图中的RE是用恒流源IEE，则只要为保证V1和V2工作在放大区，负向最大共模输入电压Uic(min)应满足下式：否则晶体管截止。由上可得最大共模输入范围为场效管差动放大电路如题5.5图所示。已知MOS管工作在饱和区，V1和V2的,,ISS=16A。++V1V2uiISSRDRDUDD-USS题5.5图uS(1)当时，试问uGS1、uGS2、uS和ui各为多少？(2)当ui=0时，uGS1、uGS2、uS、iD1和iD2各为多少？(3)当ui=0.2V时，uGS1、uGS2、uS、iD1和iD2各为多少？解:(1)由关系式和得(2)(3)由解得：电路如题5.6图。已知V1、V2、V3管的，(1)若ui1=0，ui2=10sinωt(mV),试求uo=?(2)若ui1=10sinωt(mV),ui2=5mV,试画出uo的波形图。(3)若ui1=ui2=Uic,试求Uic允许的最大变化范围。(4)当R1增大时，Aud、Rud将如何变化？题5.6图(2)其波形如图所示。uo-113uo-113使得Aud减小，而Rid增大。差动放大电路如题5.7图所示。设晶体管导通电压UBE(on)=0.7V,，各管的均为100。(1)试求各管的静态集电极电流IC和V1、V2的集电极电压UC1和UC2。(2)求差模电压增益Aud、差模输入电阻Rid、差模输出电阻Rod。(3)利用V1和V2的小信号等效电路重复(2)，并比较之。(4)确定电路的最大共模输入电压范围。(5)试画出共模半电路的交流通路和小信号等效电路。(e)ibrceRLRC2REErb’eibRBUoc+Uic+2REE(d)TRBRCUic+Uoc+RL+V1V2UCCUiRC10kRC10k12V+UoUEE-12VRB2kΩR411kΩR3300R2300RL10k(e)ibrceRLRC2REErb’eibRBUoc+Uic+2REE(d)TRBRCUic+Uoc+RL+V1V2UCCUiRC10kRC10k12V+UoUEE-12VRB2kΩR411kΩR3300R2300RL10k(a)题5.7图RB2kΩV3V4RL+Uod/2+Uid/2RCRBT(b)+UiRBib1rb’eRCre2RBRCRL+Uoib1ie2ie2(c)解：(1)因=100>>1，所以(2)题5.7图(a)是单端输入-单端输出的差动放大电路，其差模半电路如图5.7(b)所示。单端输出的差模电压放大倍数为式中单端输入的差模输入电阻与双端输入相同，即单端输出时的差模电阻是双端输出时的一半，即(3)对于差模信号，图5.7(a)所示的微变等效电路如图5.7(c)所示。图中略去了T1和T2的输出电阻。由图5.7(c)可得比较(3)和(2)的结果可看出，对于对称差放电路，不管是双端输入还是单端输入，用差模半电路来计算差模性能是简单有效的方法。(4)为确保V1和V2工作在放大区，并设UCB=0时为进入饱和区，则最大正向共模输入信号应满足下式（略去RB上的压降）：为确保V3工作在放大区，最大负向共模输入信号应满足下式：(5)共模半电路的交流通路如图5.7(d)所示。图中REE是晶体管T3的集电极对地的等效电阻。共模半电路的小信号等效电路如图5.7(e)所示。因为用电流源来实现共模负反馈时，其等效电阻REE一般都很大，此时V1和V2的输出电阻rce不能略去，因而共模电压增益、共模输入电阻的计算比较复杂，这里不做计算。而共模输出电阻。差动放大电路如题5.8图所示。试通过计算画出输出电压波形。设晶体管的UBE(on)=0.7V,IE=2mA。++V1V2ui20VIERC5kRC5kV35k-20V+uo题5.8图uo/Vωt14.35V0(b)(a)解：略去V3基极电流的影响，即输出电压的静态电压为14.3。略去V3的输入电阻对V2的负载影响，由图5.8(a)可看出，不失真的输出电压峰值为。如根据线性放大计算，很明显，输出电压失真被双向限幅，如图5.8(b)所示。电路见题5.9图。设（1）试画出u0当波形，并标出波形当幅度。（2）若RC变为，u0波形有何变化？为什么？(a)(b)题5.9图解：（1）由于Uid=1.2V>>0.1V,电路呈现限幅特性，其u0波形如题图(b)所示。（2）当RC变为时，u0幅度增大，其值接近±15V，此时，一管饱和，另一管截止。差动放大电路如题5.10图所示。设V1和V2的，，滑动片动态在中点，RE=5.6KΩ,RB=2KΩ。++ui1RCRCV1V2+uoUCC12VUEE-12VRE+ui2RBRB题5.10图RP(1)求静态集电极电流ICQ1和ICQ2，静态集电极电流电压UCQ1和UCQ2。(2)求电路双端输出时的差模电压增益Aud，差模输入电阻Rid，差模输出电阻Rod。(3)求单端输出(从V1集电极引出)时的差模电压增益Aud，差模输入电阻Rid，差模输出电阻Rod，共模电压增益Auc，任一输入端看入的共模输入电阻Rid，任一输出端看入的共模输出电阻Rod和共模抑制比KCMR。(4)当题5.10图中的ui2=0时，重复(2)。(5)当题5.10图中的ui1=0时，重复(3)。解:(1)(2)(3)Aud(单)(4)设晶体管的vCB时为进入饱和区。为保证晶体管工作在放大区，正向共模电压的最大值应满足下式：为保证晶体管T3工作在放大区，最大负向共模电压应满足下式：由两只晶体管连接的复合管如题5.11图所示，试判别每个复合管的管型及三个电极。若β1、β2和ICEO1、ICEO2已知，试求复合管的等效β和ICEO。题5.11图解：图(a)中的复合管为等效NPN型管；①―b极，②―e极，=3\*GB3③―c极。图(b)中的复合管为等效PNP型管；①―b极，②―c极，=3\*GB3③―e极。图(c)中的复合管为等效NPN型管。①―b极，②―e极，=3\*GB3③―c极。对图（a）中的复合管：iB=iB1,题5.12图为达林顿电路的交流通路，设晶体管的，，。（1）画出该电路的低频小信号混合等效电路。（2）写出输入电阻、输出电阻和电压增益的表达式。RRSRL++UoUs+UiRiRoREV1V2题5.12图RSUs++UiRiRERL+Uoib2ib1ib1ib2(b)Ro解:(1)题5.12图(a)的低频小信号混合等效电路如图5.12（b）所示。（2）用辅助电源法可求得比较题5.13图所示两个电路，分别说明它的是如何消交越失真和如何实现过流保护的。题5.13图题5.14图所示电路是某集成运放电路的一部分，单电源供电，V1、V2、V3为放大管。试分析：（1）100μA电流源的作用；（2）V4的工作区域(截止、放大、饱和)；（3）50μA电流源的作用；（4）V5与R的作用题图5.14电路如题5.15图所示，试说明各晶体管的作用。题5.15图题5.16图所示简化的高精度运放电路原理图，试分析：（1）两个输入端中哪个是同相输入端，哪个是反相输入端；（2）V3与V4的作用；（3）电流源I3的作用；（4）D2与D3的作用。题5.16图通用型运放F747的内部电路如题5.17图所示，试分析：（1）偏置电路由哪些元件组成？基准电流约为多少？（2）哪些是放大管，组成几级放大电路，每级各是什么基本电路？（3）V19、V20和R8组成的电路的作用是什么？题5.17图第6章反馈习题试判断题6.1图所示各电路的级间反馈类型和反馈极性。++Ui+UoV1V2R1R3R5R2R4(a)UCC+Ui+Uo(b)V1V2R1R2R3(c)+UsRSUCC+UoR8R7R6R2R1R3R4R5V1V2V3V4RL-UEEUCC+UiUCC+UoR1R3R7R2R4R6R5V1V2V3V4(d)题6.1图解：电路(a)为串联电压负反馈。电路(b)为串联电压负反馈。电路(c)V1与V3间为电压串联负反馈。电路(d)为电压由V3的射极经R6至V1的射极组成了电压串联负反馈。试判别6.2所示各电路的反馈类型和反馈极性。UUiUoR1R2R3R4R5+A1+A2(a)R6UiUo+A2R2R1R5R4R3+A1(b)题6.2图解:电路(a)为电压并联负反馈。电路(b)：经A2、R2组成电压并联正反馈电路；经R3组成电压并联负反馈电路。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。解:或一放大器的电压放大倍数Au在150~600之间变化（变化了4倍），现加入负反馈，反馈系数Fu=0.06，问：闭环放大倍数的最大值和最小值之比是多少？某一电压串联负反馈放大电路，其环路增益T=49，环路增益的变化量，设反馈系数Bv为常数，试求负反馈放大电路电压增益Auf的相对变化量。解：因为环路增益的变化量较大，负反馈放大电路电压放大倍数相对于环路增益的变化量为因为，所以上式又可写为一电压并联负反馈放大器开环互阻增益，互导反馈系数Bg=0.01mS，试求：当开环互阻增益的相对变化率为时，闭环互阻增益的相对变化率。当信号源内阻RS不变时，闭环电压增益的相对变化率。解:(1)(2)因为,RS不变，则闭环电压增益的相对变化率也为某放大器的放大倍数A(jω)为若引入F=0.01的负反馈，试问:(1)开环中频放大倍数AI?fH=?(2)闭环中频放大倍数AIf=?fHf=?电路如题6.8图所示，试从反馈的角度回答：开关S的闭合和打开，对电路性能的影响（包括增益、输入电阻、输出电阻、上限频率、下限频率等）。题6.8图解：S闭合，电路仅有直流负反馈，S打开，电路便引入了串联电流负反馈（反馈网络为RE），那么，增益将减小，输入电阻将增大，输出电阻基本不变（管子一路输出电阻增大，但与RC并联后，总的输出电阻仍近似为RC），上限频率fH提高，下限频率fL将下降。电路如题6.9图(a)和(b)所示。试问：RRS+UsR1R2R3(a)C1T1T2R4R6C2C3RLUCCRS+UsR1R2C1T1RLUCC+Uo+Uo(b)R4C2T2R5题6.9图R5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？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？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？解：(1)图(a)：第一级是电流串联负反馈，第二级是电压并联负反馈，第一级对第二级相当于恒流源激励，对第二级是合理的；对第一级要求恒压源激励，以使电流串联负反馈起作用，即RS越小越好。图(b)：第一级是电压并联负反馈，第二级是电流串联负反馈，第一级对第二级相当于恒压源激励，对第二级是合理的；对第一级要求恒流源激励以使电压并联负反馈起作用，即RS越大越好。(2)图(a)：输入端是串联负反馈，Rif大，RS小，而且Rif>>RS，当RS变化时，源电压增益的变化不大，即稳定性较好，输出电压当然也就稳定。图(b)：输入端是并联负反馈，Rif小，RS大，而且Rif<<RS，当RS变化时，源电压增益不稳定，输出电压也不稳定(3)图(a)：输入端是电压负反馈，Rof小，是恒压源，RL变化时，输出电压稳定，源电压增益也稳定。图(b)：输出端是电流负反馈，Rof大，是恒流源，RL变化时，输出电压不稳定，源电压增益也不稳定。反馈放大器电路如题6.10图所示，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＝？题6.10图解：（1）90电阻和1电阻构成两级之间的交流串联电压负反馈。4、60以及V1构成两级之间的直流电流负反馈，以保证直流工作点更加稳定。（2）该电路输入阻抗增大，输出阻抗减小。(3)在深反馈条件下：负反馈放大电路如题6.11图所示。试判别电路中引入了何种反馈？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？++UCCUo-UEE+Ui2k10k10k120k2k4.7k90k10k10k2k3.9kV1V2V3题6.11图∞解：(1)输出信号Uo通过90kΩ电阻接至V2的基极，故构成电压串联负反馈。(2)应采用电压并联负反馈。其改接方法为：将V3的基极由接在V1的集电极改接到V2的集电极；将输出端的90kΩ电阻，由接在V2的基极改接到V1的基极。电路如题6.12图所示，试指出电路的反馈类型，并计算开环增益Au和闭环增益Auf(已知β、rbe等参数)。题6.12图解：（1）该电路第一级为带恒流源的差分放大器，单端输入，单端输出；第二级为同相比例放大器，引入了单级串联电压负反馈。两级之间通过R9和R1构成了并联电压负反馈（瞬时相位示于图6.12中）。（2）求开环增益（设R9>>R1）电路如题6.13图所示，试回答：集成运放A1和A2各引进什么反馈？求闭环增益。题6.13图解：（1）运放A1引入了串联电压负反馈；运放A2引入了并联电压负反馈。（2）闭环增益Auf为6.14解：要求输入电阻增大，所以应引入串联负反馈。反馈应从输出节点取样电压，反馈到第一级放大器的发射极。要求输出电流稳定，所以应引入电流负反馈。反馈应从输出级发射极取样电流，反馈到第一级放大器的基极。要求改善由负载电容CL引起的频率失真，所以应引入电压负反馈。反馈应从输出节点取样电压，反馈到第一级放大器的发射极。6.15电路如题6.15图(a)和(b)所示，各电容对信号可视为短路。试分别判断电路级间交流反馈的极性和类型。分别写出反馈系数的表达式。分别估算满足深度反馈条件下的源电压增益Ausf的表达式或数值。RRSR1R2R3R4C1C2IiUCCT1T2+Uo(a)+UsUoT1T2C1C2IiR218kR310kR110kR53kR41kRL10kR627k(b)UCC+UsRS题6.15图解:(1)图(a)：电压并联负反馈图(b)：电流并联负反馈（2）图(a)：图(b)：(3)图(a)：图(b)：电路如题6.16图所示，判断电路引入何种反馈？计算爱深反馈条件下的电压放大倍数Auf＝UO/Ui。题6.16图解：该电路第三级发射极与第一级发射极相连，第三级射级电流流过R3构成三级间的串联电流负反馈。另外一路，R8、C5、R1构成直流电压负反馈，以稳定工作点。电路如题6.17图所示。（1）试通过电阻引入合适的交流负反馈，使输入电压uI转换成稳定的输出电流iL；（2）若uI＝0～5V时，iL＝0～10mA，则反馈电阻RF应取多少？UUCCUEE题6.17图UEE已知某电压串联反馈放大器，其基本放大器的电压增益表达式为画出的幅频和相频的渐进波特图，并标出每个线段的斜率。利用渐进波特图说明在什么频率下，该电路将产生自激？为了使电路在闭环后能稳定地工作，并具有450的相位裕量，利用波特图说明反馈系数的最大值Bu为多少？若要求闭环增益Auf=100，有450的相位裕量，问采用简单电容补偿时的补偿电容值。已知产生第一个极点频率的节点呈现的等效电阻R1=100kΩ。解：(1)Auf(jf)的幅频和相频渐进波特图分别如图6.18(a)和(b)所示。2020406080/dB00.11fπ102103104-20dB/dec-40dB/dec-60dB/dec-45o-135o-225of/MHz(a)10-45o/dec-90o/dec-45o/decf/MHz0-45-90-135-180-225-270(b)图6.18(2)由图6.18(a)可知，在fπ=31.6MHZf时，反馈放大器将产生自激。(3)若留有的相位裕量，从图(a)上可以看出，相应的20lgAf=60dB，则。(4)20lgAf=40dB采用补偿电容后，第一个极点频率移到fd，补偿电容为105105如果Auf=1，则某放大器的开环幅频响应如题6.19图所示。（1）问当施加F=0.001的负反馈时，此反馈放大器是否能稳定工作？相位裕度等于多少？（2）若要求闭环增益为40dB，为保护相位裕度大于等于45°，试画出密勒电容补偿后的开环幅频特性曲线。（3）指出补偿后的开环带宽BW＝？闭环带宽BWf＝？题6.19图解：（1）F=0.001,Af＝1/F=1000(60dB)，如图P6-19’所示，此时有45°相位裕度。(2)要求Af＝40dB（100），仍有45°的相位裕度，则开环特性要校正为如图中①曲线所示。（3）补偿后的开环带宽BW=0.1MHz，闭环带宽BWf＝10MHz。已知负反馈放大电路的。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？已知反馈放大器的环路增益为若F＝0.1，该放大器会不会自激？该放大器不自激所允许的最大F为何值？若要求有45°的相位裕度则最大F应为何值？解：（1）由题可知，开环放大倍数为它是一个具有3个重极点的放大器，如果每级附加移相为－60°，则三级共移相－180°，那么加反馈后会开始自激。因为每级相移为－60°，那么有°由此可导出所对应的频率为然后再看是否满足振荡条件（即附加相移＝－180°时，|Au·F|是否大于等于1）。可见，该放大器引入F=0.1的负反馈后不会产生自激振荡。（2）求该放大器不产生自激的最大允许值Fmax=？（3）若要求有45°的相位裕度，则每级相移为－135°/3＝－45°，所对应的上限频率ω＝106，开环增益为可见，要求有45°的相位裕度，反馈系数必须小于等于0.07。已知一个负反馈放大电路的基本放大电路的对数幅频特性如题6.22图所示，反馈网络由纯电阻组成。试问：若要求电路稳定工作，即不产生自激振荡，则反馈系数的上限值为多少分贝？简述理由。题6.23图（a）所示放大电路的波特图如题6.23图（b）所示。（1）判断该电路是否会产生自激振荡？简述理由。（2）若电路产生了自激振荡，则应采取什么措施消振？要求在图（a）中画出来。（3）若仅有一个50pF电容，分别接在三个三极管的基极和地之间均未能消振，则将其接在何处有可能消振？为什么？第7章集成运算放大器的应用答案试求题7.1图各电路的输出电压与输入电压的关系式。（a）（b）题7.1图解：(a)根据虚断特性，根据虚短特性，所以(b)当时，电路转换为反相输入求和电路，输出当时，电路转换为同相输入求和电路，输出根据线性叠加原理，总输出为题7.2图为可调基准电压跟随器，求的变化范围。题7.2图解：当可变电位器的滑动触头位于最下端时，达最小，，当可变电位器的滑动触头位于最上端时，达最大，，故的变化范围为。试求题7.3图各电路的输出电压的表达式。（a）（b）题7.3图解：（a）由、两部分通过线性叠加而成，当单独作用时，产生的分量为，当单独作用时，产生的分量为，所以，根据虚短、虚断特性，，故。（b）本题同时引入了正反馈和负反馈，该图中一定保证负反馈比正反馈强，故仍可用虚短和虚断特性。由、两部分通过线性叠加而成，当单独作用时，产生的分量为，当单独作用时，产生的分量为，所以，根据虚短、虚断特性，，故。电路如题7.4图所示。已知，试求题7.4图解：运放A1的输出为，运放A2的输出为，运放A3构成双端输入求和运算电路，输出为试求题7.5图所示电路与、的关系式。题7.5图解：设运放A1的输出为，运放A2的输出为，则，运放A3构成双端输入求和电路，其输出为题7.6图为增益调节方便的差分运算电路，试证明输出电压的表达式为题7.6图题7.