电工电子技术习题与答案

电路的基本概念和基本分析方法

1.1求图1.38所示各电路中的电压。

3A2G4aJ2A8G

a◊"l-I----obao-----!1-^obao------1I----ob

+—+——+

uuu

<«>(b)(c)

图1.38习题LI图

答案：(a)U=6V;(b)U=8V;(C)U=-8V

1.2求图1.39所示各电路中的电流。

15Q8Q1I、9Q

a◊»II------obao-------1I<-obaoII------ob

-++-+

-15V20V-18V-

(a)(b)(c)

图1.39习题1.2图

答案：(a)I=3A;(b)I=・2.5A(c)I=・2A

1.3如图1.40所示，当取c点为参考点时（），，，。

求：（1）,;

（2）若改取b为参考点，、、各变为多少伏？此时、又是多少伏？

答案：（1）C点为参考点时：Uad=20V,Udb=-13V;

（2）b点为参考点时Wa=7V,Vc=-8V,Vd=-13V,Uad=20V,Udb=-13V

1.4如图1.41所示，试比较a、c两点电位的高低。

（1）b、c两点用导线连接；

（2）b、d两点接地；

答案：（1）a点比c点电位高5V；

（2）a点比c点电位低3V；

（3）无法确定

1.5如图1.42所示，计算各元件的功率，并说明各元件是吸收还是发出功率。

答案：（a）P=15W,发出功率；（b）P=8W,发出功率；（c）P=32兄吸收功率

1.6如图1.43所示，计算各段电路的功率，并说明各段电路是吸收还是发出功率。

答案：（a）P=2W,吸收功率；（b）P=280W,吸收功率；（c）P=120W,发出功率；

（d）P=80W,发出功率；

1.7有一个电阻为20al勺电炉，接在220V的电源上，连续使用4小时后，问它消耗了儿

度电？

W=9.68度

1.8有一2k8勺电阻潜，允许通过的最大电流为50mA,求电阻器两端允许加的最大电压,

此时消耗的功率为多少？

答案:U=100V；P=5VV

1.9如图1.44所示，己知消耗的功率40W,求两端的电压及消耗的功率。

答案：U2=30V；P=60W

L10如图1.45所示，已知开关S断开时，，开关S闭合时，，求内阻。

答案：Rs=1.778Q

1.11如图1.46所示，求各支路电流。

答案：

图14习题L11图答案

1.12如图1.47所示，求电压。

答案：Uab=-10V

1.13试画出与图1.48等效的电路图。

J

8)(b)

习题L13答案

1.14电路如图1.49所示，开关S倒向“I”位时,电压表读数为10V,S倒向“2”时,电

流表读数为10mA,问S倒向“3”位时，电压表、电流表读数各为多少？

答案:5V,5mA

1.15如图1.50所示，求各元件上的电压。

答案：U1=8V,U2=45V,U3=44V,U4=・53V,U5=36V,U6=89V

1.16求图1.51电路中的U、/、Ro

答案：U=47V,I=2A,R=6Q

1.17如图1.52所示，求、、。

1.18答案：，，

1.19将图1.53化简为一个等效的电压源。

答案:

习题L18答案

1.20求图1.54电路中各支路的电流.

答案：

列出方程组，解得

1.20如图1.55所示，各支路电流的参考方向已选定，试用支路电流法求各支路电流。

答案:

A+E=。/)=14

—

/2=2A

/,=3A

列出方程组解得…

2/3+2/5-24+3/2=0

2/3-2/4+6-12+64=0/5=6A

2/5-1276-60-6+2/4=04=-4A

1.21如图1.56所示，试用支路电流法求各支路电流。

答案：略

电路如图1.57所示，试用弥尔曼定理列出求解的节点电位方程。

SsiIUS2|US3

,R、&仆

N'~1111

—十一+一+一

RR2鸟RN

1.23用叠加定理求图1.58电路中的电压。而。

图1.58习题123图图1.59习题124图

答案：

1.24用叠加定理求图1.59电路中各支路的电流及冬元件的功率。

答案：按图示所选参考方向，由叠加定理得H=-2A,

I2=-1A,13=3A,14=0,U=21V

42V电压源发出84W功率，

21V电压源功率为()，

12Q电阻吸收48W功率，

3Q电阻吸收3W比率，

6c电阻吸收54W功率，

1A电流源发出21N功率。

习题124答案

1.25求图1.60所示各电路的戴维南等效电路。

困18刁迎1N3田

答案:

4-4-

6Vo4OV014vp

12Q9Q|J

⑷

习题L25答案

1.26在图1.61（a）所示情况下，问负载电阻为多大时可以获得最大功率？获得的最

大功率为多少？如果将滑线变阻器的滑动触头向上或向下移动，负载的功率将如何变化？

为什么？如果接成图（b）呢？

答案：（a）图中RL=4C,Pmax=16W,滑动触头向上或向下移动，负载功率都将变小。

接成(b)图RL=7.89Q,Pmax=25.56W

1.27如图1.62所示，求2cti阻中的电流I。

1.28如图1.63所示，求2Q也阻上的电压U。

答案：U=20V

1.29如图1.64所示，求2Qtl阻消耗的功率P。

答案：P=18W,吸收

1.30求图1.65所示目路的戴维南等效电路.

答案:

+

40V。

15闻

IO

习题L30答案

第2章RC电路的过渡过程

2.1已知电容C=0.5W；,加在其两端的电压sin314tV,求电容的电流i,并画出其波

形图。

答案：mA

2.2一个C=10uF的电容，求在下列电压作用下的电流。

(1)w(/)=l()kV

(2)〃⑺=(3EM)V

(3)w(r)=6sin(314r+30°)V

(4)u(t)=9e-21+3V

答案：(Di=0

(2)i=3x107人

(3)/=18.84cos(3l4r+30)mA

(4)j=-18x10，-2rA

2.3如图2.18(a)所示电路，C=luF,加在电容两端电压的波形如图(b)所示，(1)

答案：略

2.4电路如图2.19(a)所示，L=10mH,通过电感的电流波形如图(b)所示，求电感电

压并画出波形图。

答案：略

(1)2.5一个2E的电感，求下列电流作用下的电压。

(2)7=100A；

(3)i=0.1M；

(4)Z=2sin(314/+30°)A：

(5)i=2e~31+3A。

答案：(Du=0

(2)w=0.2V

(3)w=1256cos(314r+30)V

(4)W=-12^3,V

2.6如图2.20所示各电路原已稳定,开关S在t=()时动作，试求换路后图注电压、电流的

初始值。

图2.20习题26图

答案：(a)V

(b)zJ0+)=lA

2.7如图2.21所示各各电路原已稳定，在t=0时开关S闭合。求换路后图注各电压、电流

的。-及0+值。

"0-)=0/(0+)=0

(b)zL(0+)=/J0-)=yA

w,(0-)=0

wz(0+)=56.67V

2.8如图2.22所示电路换路前已达稳态，t=0时开关S闭合。求换路后的响应uC(t)、

iC(t),并画出它们的波形。

答案;—Y

5,

Jc(t)=-15e-mA

2.9一电容器从高压线路上断开，断开时电容电压为10kV,经过15n)in其电压降为

3.2kV。问：(1)再经过15min电压降为多少？(2)如果C=15,它的绝缘电阻为多大？

(3)再经过多长时间，可使电容电压降为30V以下？

答案：

(l)uc=lkV

(2)R=52MQ

(3)t=46min

2.10求图2.23所示目路的零状态响应乂(力.

答案：

2.11如图2.24所示电路，开关S闭合前电容电压为零。1=0时开关闭合，求换路后的响

应uC(t)siC(t)o

答案：

2.12已知图2.25所示电路换路前已达稳态,t=0时开关S闭合。求换路后的响应uC⑴，并

画出其波形。

答案：

2.13如图2.26所示电路换路前已达稳态，已知IS=6A,,C=1F,t=0时开关S闭合。求

换路后在下列两种情况下的响应uC.iC。(1)uC(0-)=3V；(2)uC(0-)=15Vo

答案：(1)时，，

(2),,

2.14用三要素法求图2.27所示电路在换路后的响应八⑺、讯/)、自⑺。

答案：，，

第3章正弦交流电路及安全用电

3.1已知电流A,问其最大值、角频率、初相角各为多少。并画出波形图。

答案：Im=10/1,

3.2工频正弦电压的最大值为537.5V,初始值为-380V,求其解析式并画出波形图。

答案：

3.3已知V,V

(1)分别求/=0时的瞬时值；

(2)求〃i与〃2的相位差。

答案：(1)

⑵例2=9。

3.4已知V,V,用相量表示各正弦量，并分别利用相量图、相量法求、。

答案：

M,+«2=110^2sin(6;z-60)V

%2=11()Csin(创+3())V

3.5一个220V、75W的电烙铁接到220V的工频交流电源上，试求电烙铁的电流、功率及使

用10小时所消耗的电能。

答案：I=0.34A,P=75W,W=0.75度

3.6一个k的电阻，接到最大值为311V的正弦交流电源上，求流过该电阻的电流、电

阻的电压。

答案：I=O.11A,U=220V

3.7一个的线圈(电阻忽略不计)，接在，V的交流电源上，求：(1)线圈的感抗

和流过线圈的电流；(2)画出电压、电流的相量图。

答案：(1)XL=16Q,1=13.75A

(2)电压超前电流90

3.8一个电容器接到220v的工频电源上，测得电流为0.5A,求电容器的电容量。若

将电源频率变为500,电路电流变为多大？

答案：C=7.2PF;I=5A

3.9求图3.34中各未知电流表、电压表的读数.

答案：(a)I=14.1A,(b)U=80V,(c)U=14.IV,(d)I=2A

3.10在图3.35所示电路中，已知V,V,求电压并画出相星图。

图3.35愚3.10图图3.36题3.11图图3.37题3.12图

答案：

3.11电路如图3.35所示，已知，，,求电流、和o

答案：

3.12图3.37是一个移相电路，已知，输入信号频率为500，如要求输出电压

与输入电压间的相位差为，求电容器的电容量。

答案：C=31.8Mf

3.13电阻，电感，串联后接到220v的工频交流电源上，求电流、电阻电压和

电感电压。

答案：

3.14在图3.38所示的日光灯电路中，已知电源电压V,，灯管电压为V,镇流器电

压为190V,,试求镇流落的等效参数、,并画相量图。

答案：本题应先画出相量图，在相量图中求出镇流器电压超前灯管电压的角度，从而求

出镇压流器电阻和电感的电压，再求电流。

I=O.368A,R2=27Q,L=1.64H

3.15在图3.39中，已知，，，，V,试求、和。

答案：

3.16在图3.40中，已知V,A,A,试求各电压表、电流表的读数及电路参数、

和。

答案：U=220V,11=22A,I2=11A,I=16.2A,R=7.07Q,C=0.0788uF

«K=220sin（314r-45）V

3.17一台异步电动机，可看作、串联电路，接在220V的正弦交流电源上，在某一运动

状态下，，，试求电动机的和。

答案：I=12.13A,P=2132.7W

3.18、串联电路中，己知，，电源电压为工频220V,求电路的、和。

画相量图。

答案：，I=8.8A,P=1548.8W

3.19一台功率kN的单相交流电动机接到220V的工频交流电源上，其电流为10、求

电动机的功率因数。

答案：

3.20一个，的线圈，与的电容器组成串联电路.它的谐振频率、特性阻抗、品质因

数各是多少？如果将该电路接在15V的正弦交流电源上，求谐振时的电流和电感电压、电容

电压。

答案：

=1.5A%=%=QU=6495V

3.21、、串联电路，它在电源频率为500时发生谐振。谐振时电流为0.2A,容

抗为314,并测得电容电压为电源电压的20倍。试求该电路的电阻和电感。

答案：R=15.7Q,L=0.1H

3.22已知两个具互感的线圈如图3.41所示。

（1）标出它们的同名端；

（2）试判断开关闭合和断开时直流电压表的偏转方向。

答案:略

3.23如图3.42（a）、（b）所示为互感线圈，试写出每个互感线圈的电压、电流瞬时关系

式和相最关系式。

答案：（a）

〃生%

(b)出力

&二-X)

'dtdt

篡4一已知图&务所示电路史——JL求开路电压

答案：

3.25对称三相电源作Y形联接，相电压。（1）写出其它两相电压以及三个线电压的

表达式；（2）画出相电压、线电压的相量图。

答案：（1）

3.26有一台三相发电机，其绕组接成Y形，若测得相电压UU=UV=UW=220V,但线电

压UUV=UVW=220V,UWU=380V,试画出相晟图分析哪一相绕阻接反了。

答案：V相绕阻接反了。

3.27对称Y形联接负载，每相亚阻抗Z=（24+j32）C,接于线电压V的三相电源上,

求各相电流及线电流。

答案：设，则，

3.28对称Y形联接负载每相阻抗Z=（165+j84）C,端线阻抗，中性线阻抗ZN=（l+jl）

Q,接至线电压为380V的三相电源上，求负载的线电压、线电流，并作相量图。

答案：设，，

3.29对称Y形联接电路，每相负载由10。电阻、0.12H电感串联组成。已知线电压为

380V,。求各相负载的电流。

答案;.设一则

lr=^=I4.1Z-5OA

“Z

-/v=14.1Z-170A

“14."70A

3.30△形联接对称负载每相复阻抗Z=（30+j40）Q,接于线电压V的三相电源上，求各

相电流及线电流。

答蒙一^一则一

3.31对称负载，每相阻抗2二,接在对称三相四线制电源上，输电线阻抗=（2+j2）Q,

不计中线阻抗，电源线电压为380V。求：（1）各相电流及中线电流；（2）负载端相电压及线

电压；（3）电源提供的总功率及负载的总功率。

答案：设

L,=—=5.1Z-45A

“Z+Z7

(1)Iv=5.1Z-165A

Iw=5.1Z75A

5=0

（2）,

（3）电源功率：

负载功率：

3.32有一台三相电动机，其功率P为3.2kW,功率因数，若该电动机接在线电压为

380V的电源上，求电动机的线电流。

答案：

3.33对称三相负载的线电压为380M线电流为2A,功率因数为0.8,端线阻抗，求

电源线电压及总功率。

U,=―—----=521.5V

J3x2xcos53.4

第5章基本电子器件与基本放大电路

5.1P型和N型半导体有什么区别？PN结有什么特性？

答案：(1)N型半导体是在本征半导体中掺入极微量的五价元素组成的。这

种半导体内的多数载流子为自由电子，少数载流子为空穴，不能移动的杂质离

子带正电。P型半导体是在本征半导体中掺入极微量的三价元素组成的。这种

半导体内的多数载流子为空穴，少数载流子为自由电子，不能移动的杂质离子

带负电。

(2)PN结具有单向导电性。PN结正向偏置时，外电场的方向与内电场的方向相反，有

利于多数载流子的扩散运动而不利于少数载流子的漂移：PN结反向偏置时，外电场

的方向与内电场的方向一致，有利于少子的漂移运动而不利于多子的扩散，

这种情况下的电流称为反向饱和电流。

5.2设简单二极管基本电路如图5.89(a)所示，R=10KQ,图(b)是它的习惯画法。

设二极管的正向管压降为0.7V,对于下列两种情况，求电路的设和UD的值：(1)UDD-1OV；

(2)UDD=1VO

---------------

(a)简单二极管电路(b)习惯画法

图5。89习题5。2图

答案：假设二极管VD截止，则电阻R上电流为0A,其两端电压为OV,这时二

极管VD两端电压UD=UDD,二极管VD处于正向偏置状态，所以二极管导通。由

图1-9可以看出，UD为二极管VD两端的正向偏置电压，所以UD=0.7V

由KVL定律得：，所以

⑴当UDD=IOVH、J,；

(2)当UDD=1V时，。

5.3二极管开关电路如图5.90所示，当UI1和UI2为0V或5V时，求UI1和

UI2的值不同组合情况下，输出电压UO的值。设二极管是理想的。

，UccVD

15V+O~K-

4.7kC

吵

4肛

0~--------------4

•a)习惯画法(b)开关电路的理想模型

图5。90习题5。3图

答案：U11和U12的值不同组合情况下输出电压U0的值如下表所示:

输入、输出电压之间的关系

5.4电路如图1-26所示，电源US为正弦波电压，试绘出负载RL两端的电压波形，设

二极管是理想的。

5.5图5.92所示的是可调温度临时性热毯的线路图，它有空挡（S处于位置I,关断状态）、

高温（S置于位置2）、低温（S置于位置3）三挡。试说明为什么S置于位置3时电热毯牌

低温挡？若电热毯在高温挡的额定功率为60w,试计算流过二极管平均电流和二极管承受

的最大反向电压。

3°^电热毯

图5.92习题5.50

答案：因为S置于位置3时流过电热毯的平均电流为S置于位置2时流过电热毯平均电

流的一半，所以S置于位置3时电热毯为低温挡。

由，得电热毯的电阻值为

当S置于位置3时流过电热毯的平均电流为S置于位置2时流过电热毯平均电流的一半,

即流过二极管的平均电流为

二极管承受的最大反向电压=42U,=1.414x2（X）=282.8V

5.6•单相桥式整流电路，变压器副边电压有效值为75V,负载电阻为100Q,试计算该

电路的直流输出电压和直流输出电流，并选择整流二极管。

答案：

由UoW）.9U2得该电路的直流输出电压Uo«0.9X75V=67.5V

由芝”得直流输出电流Io«0.675A

RL

桥式整流中，每只二极管只有半周是导通的，流过二极管的电流平均值为负载电流

的一半，即

Iv=-=0.3375A=337.5mA

二极管最大反向电压，按其截止时所承受的反向峰压知

URM=&2=106.05V

5.7桥式整流电容滤波电路中，己知RL=10（）,C=10（HiF,用交流电压表测得变压器次级电

压有效值为20V,用直流电压表测得RL两端电压UO.如出现下列情况，试分析哪些是

合理的，哪些表明出了故障，并分析原因。（1）UO=28V；（2）UO=24V：（3）UO=18V；

（4）UO=9Vo

答案：（D整流、滤波电路正常，但负载开路。

（2）电路合理。

（3）整流部分正常，滤波电容开路

（4）整流部分中一个二极管开路，成为半波整流。

5.8某稳压电源如图5.93所示。

（1）试标出输出电压为极性并计算U。大小；

（2）电容器C1和C2的极性应如何连接？试在图上标出来；

（3）负载电阻RL最小值为多少？

（4）如果把稳压管VZ反接，后果如何？（设UZ=18V）

答案:

习题5.8答案图

（1）输出电压U0=0.7V

（4）输出电压U0=18V

5.9简述三极管电流放大的原理。

答案：电流放大是当基极有一个较小的电流变化（电信号）时，集电极就随之出现一个

较大的电流变化。要实现电流放大，在电路中要求三极管的发射结正偏，集电结反偏。

5.10由于放大电路输入的是交流量，故三极管各电极电流方向总是变化着，这句话对

吗？为什么？

答案：三极管各极电压、电流均包含直流分量和交流分量。各电极电流的幅值大小会变

化,而方向是不发生改变的。

5.11如何画放大电路的直流和交流通路？直流通路和交流通路的作用分别是什么？

答案：直流通路：只考虑直流信号作用，而不考虑交流信号作用的电路。画直流通路有

两个要点：

①电容视为开路。电容具有隔离直流的作用，直流电流无法通过它们。因此对直流信号

而言，电容相当于开路。

②电感视为短路。电感对直流电流的阻抗为零，可视为短路。

直流通路是为设计合适的静态工作点。

交流通路：信号在传递的过程中，交流电压、电流之间的关系是从交流通路得到的.

放大电路的交流通路是：

将耦合电容看成短路，直流电源UCC与接地点短路（因理想电压源的内阻为零），即暂不考

虑直流作用于电路。

5.12如图5.94所示为固定偏置共射极放大电路。输入ui为正弦交流信号，试问输出电压uo

出现了怎样的失真？如何调整偏置电阻Rb才能减小此失真？

图5.94习题5.12图

答案：输出波形出现了上切顶，即出现了截止失真。应调整偏置电阻Rb,使其变小。

5.13试根据场效应管组成共源放大器的特点，说明其主要用途。

答案：场效应管组成共源级放大电路的电压放大倍数并不高，但具有较高的输入电阻，它适

用于作为多级放大电路的输入级，特别是对高内阻信号源，采用场效应管放大电路比较理

想。

5.14判别复合管是NPN还是PNP的原则是什么？

答案：复合管的类型白第一个管子的类型所决定。

5.15功率放大电路如图5.95所示,VT1和VT2管的泡和压降UCE(sat)=2V,试求:

⑴最大不失真输出功率，此时的管耗及效率。

⑵根据极限参数选择该电路的功放管。

⑶电路中A点静态电位为多少？如何调整？

⑷若输出波形出现交越失真，又如何调整？

图5.95习题5.15图

答案：⑴Pomax=(UCC-UCE(sat))2/2RL=(UCC-2)2/2RL,管耗：PCm=0.2

Pomax=(UCC-2)2/10RL,

效率:%JIUom/4Ucc=兀(Ucc-2)/4t/cc=0.785-(1.57/4/cc).

2

(2)该电路功放管的极限参数为：Pcm=(t/cc-2)/IO/?L,ICM=UCC/RL,U(BR)CE=2Ucc.可根

据此参数查阅晶体管手册找到该功放管的型号.

(3)A点电位为0,可调整R的大小改变.

(4)可增大R的阻值消除交越失真.

5.16互补对称功放电路，当输出功率最大时，是否管耗也最大？最大管耗与最大输出

功率的关系是什么？

答案：图中PO代表输出功率，PE代表电源功率，PT代表管耗。由图可知，当输出功率

最大是，管耗不是最大。

PCM、PTIIHUX=0.2P

5.17电路形式为如图5.94所示,但参数为UCC=15V,RB=1.1MQ,RC=5.1KQ,RL=5.IK

Q,RS=1KQ,3=100,rbb'=100Q,试⑴计算静态工作点ICQ、UCEQ。(2)计算Au、Aus、

Ri、Ro的值。

答案：

/CQ二以BQ=L4mA

UCEQ=UCC-ICQRC=7.86V

%c=300+(1+/?)26niV=300+(1+100)x型=2.1KQ

J4

…蝮”-5.1//5.1〜⑵

%2.1

如〃&>-121x=-8]

AUS=AU2.1

6+%〃为1+2.1

Ri=Rb〃4e=1100〃2.1%2.1KC

凡后&=5.1KC

5.18试判断图5.96中各个电路能否放大交流信号？为什么？

图5。96习题5。18图

答案：不能放大交流信号的电路为（a）、（b）、（c）、（f）

能放大交流信号的电路为（d）、（e）

5.19如图5.97分压式工作点稳定电路,已知B=60。

（1）估算电路的Q点；

（2）求解三极管的输入电阻为0；

（3）用小信号等效电路分析法，求解电压放大倍数Au；

（4）求解电路的输入电阻R及输出电阻心。

图5。97习题5。19图

动态分析：

n=/?Bi//RB2,77^=60000//20000//1200^1200Cro=/?c=3KQ

5.20共集电极放大电路，已知三极管B=100.rbbz=300。，UBEQ=0.7V,RS=IKC,

US=2Vo(i)试估算静态工作点ICQ、UCEQ；(2)计算Au、Aus、Ri、Ro、Uo。

答案：

1)/CQ=1.4mA,[/CEQ=8.4V.

(2)Au=0.99,舟=162KQ,R°=U9C.

(3)AOU=0.995.

5.21如图5.99所示场效应管放大电路，已知gnwlms:

(1)两电路分别是什么组态的放大电路？

(2)分别画出两电路的小信号等效电路；

(3)求解电路的电压增益A,、输入电阻尺、输出电阻凡。

答案：

(I)(a)共漏极分压式自偏压电路、(b)共源极自偏压电路

(2)略

(3)(a)图

，肛+。0町

51+8出

后R3+(Rgl〃Rg2)=3M

rn=r：//R

叽上一

-g.,%gn

ro=—//R=\K

,gn

(b)图

A,=-g,“&〃凡=73

Ri=R&=2M

R,「Rd_2K

5.22图5.100所示接法的复合管中，试判断哪些接法是正确的，若不正确，请改正过来，并说

明类型及B为多少？

图5.100习题5.21嵬

答案：

能构成复合管的有：(b)

不能构成复合管的有:(a)、(c)、(d)>(e)

5.23判断图5.101所示电路中哪些元件组成反馈通路？并指出反馈类型

答案：(a)图

RF1:电流串联交直流负反馈。

RF2:电流并联交直流负反馈。

(b)图

RF1.RF2:电压并联直流负反馈。

5.24图5.102所示各电路中，哪些是交流反馈支路？哪些可以稳定输出电压或输出电流？哪

些可以提高或降低输入电阻？哪些可以提高或降低输出电阻？

图5.102习题5.24图

答案：(a)图

RF；电压串联交流负反馈。减小输出电阻、增大输入电阻,稳定输出电压。

(b)图

RS:电流串联交直流负反馈。增大输出电阻、增大输入电压,稳定输出电流。

(c)图

RF:电压串联交流负反馈.减小输出电限、增大输入电阻,稳定输出电压。

第6章集成运算放大器及其应用

6.1差动放大电路有何优点？在多级阻容耦合放大电路中，为什么不考虑零漂？

答案：采用差动放大电路可以有效地解决直接耦合的多级放大电路的零漂问题。晶体管参数

受温度的影响是产生零漂的根本和直接原因。

在多级阻容耦合放大电路中，因耦合电容的隔直作月，可不考虑零漂。

6.2差动放大电路中两个放大管的发射极共用电阻和共用恒流源对电路有什么不同的影响？

答案：差放电路具有放大差模放大和共模抑制特性。其抑制零漂和共模信号的大小除取决丁

电路的结构对称，还与两管的发射极值大小有关。发射极阻值越大，抑制零漂能力越强，所

以共用恒流源比共用大电阻效果更好。

①6.3差动放大电路采用双端输出和单端输出方式4•温漂和共模信号的抑制有何不同？

②答案：差动放大电路双端输出方式比单端输出方式对温漂和共模信号的抑制能力更

强。

③6.4电路如图6.28所示，已知B=50,UBE=0.7V。

④计算静态时的ICLUCE1。

若将VT1的集电极电阻RC短路，其他条件不变，计算IC1、IC2、ICEKICE2。

现将电路改为单端输入、单端痂出方式(从VT1基极输入，VT2集电极取出)，则uo与

ui的相位关系如何？请i-算共模电压放大倍数Audi及共模抑制比KCMR2。

答案：⑴

U[JEE-U[JRE=11UA

1BQ

2(/7+1)(

rj-rj

所以=1EQ=(B+1)1BQ=E\RBE=0.565mA

UCEI*"cc+UEE一，ci(&C+26)-1.05V

(2)/cl=/c2=O.565mA,(7CEI=12.7V,t/CE2=12.2V.

(3)输入电压与输出电压的相位相同。

单入单出式：

A=________%___________=0.49

—旦+展+2(1+

41“十大+(1+月)2(1,(1+£)代』15

42(&+乙)2%

①6.5恒流源偏置的差放电路如图6.29所示。已知三极管的UBE=0.7V,B=50,稳压

管的UZ=6V,UCC=12V,UEE=12V,RB=5KC,RC=100KQ,RE=53KQ,RL

=30KQo要求：

②简述该电路有什么优点；

③计算电路的静态工作点Q（/BQ、ICQ、&EQ）：

④求差模电压放大倍数Zud；

⑤求差模输入电阻品与输出电阻几。

图6.29习题6.5图

答案：(1)共模信号输入时由于发射极总电阻RE为三极管构成的恒流源，RE阻值约为

无穷大，所以对共模信号的抑制能力非常强.而在静态时RE的值相对不大，对静态工作点影

响很小。同时对差模信号也没有多大影响。

(2)IBQ=1uA,ICQ=().05mA,UCEQ=7.705Vo

(3)Au<i=-157。

(4)rid=63.6KQ,rod=200KQ。

6.6为了获得较高的电压放大倍数，乂可避免采用高的电阻RF.将反向比例运算电路改为如

图3-38所示的电路，若RF>>R4,

试证：

“/RJRJ

答案:

6.7求图6.31所示电路的ao与ui的运算关系式.

c

图6.31习题6.7图

答案：

6.8.在图6.32的电路中，己知RF=2R1,ui=-2V,试求输出电压uo0

Rf

图6.32习题6.8国

答案：

6.9求如图6.33所示电路中的输出电压与输入电压的关系式。

答案：

6.10如图6.34,用两个运算放大器构成的差动放大电路，试求uo与uil、ui2的运算关系式。

图6.34习题6.1()图

答案：第一级是同相比例运算电路:

第二级组成减法电路：

6.11已知Uil=1.5V,Ui2=lV计算图6.35电路的输出电压Uo。

图6.35习题6.11图

答案:

▼御…M5V

6.12在图6.36的积分电路中，Rl=IOk,CF=InF,Ui=-IV,求从OV上升到1()V(IOV为电路输

出最大电压)所需时间：超过这段时间后，输出电压呈现怎样的规律？若电压上升时间增大

到10倍，可通过改变那些参数来达到。

图6.36习题6.12图

答案：

T=RCUM/U=O.1S

超过这段时间后，输出电压为电路输出最大电压。

(1)6.13按下列各运算关系式画出运放电路，并计算各电阻值：

(2)Uo=-3ui(/?F=50W)；

(3)Wo=-(«ii+0.2ui2);(RF=1OO"2)；

(4)wo=5«i(RF=2Ok0；

(5)wo=0.5wi：

(6)Wo=2Mi2-Wii(RF=1OA);

(7)〃o=-200j〃idt(CF=O.1|.IF)；

(5)u<,=20ui—U2

答案：如5,由题意知，要实现的是反相加法运算电路。反相加法运算电路输入输出

之间的关系为：

」~二20

R”

所以

一

小

则，。设，则，

平衡电阻的取值：

电路图如下:

6.14图6.36中，^Rl=50k,CF=1uF,ui的波形如图6.37所示，试画出输出电压波形。

答案:

4।।।।

W

1111

^1111

IIIII

6.15如图6.38,应用集成电路制成的五挡电压测量电路，输出端接有满程为5V、500LA的

电压表，试计算R11~R15的阻值。

答案:

5=(10001000s10001000.1000cu

------50+-------10+--------5+-------1+-------0.5

1%飞

%57

6.16图6.39为一基准电压电路，求其输出电压u。的调节范围。

VZ

6V

图6。39习题6。16用图

答案：该电路为电压跟随器，所以

6.17图6.40为一电阻测量电路，图中的伏特表参数同题3-107,当伏特表满程时，电阻RF的

值为多少？

答案：所以由“虚短”可得，由“虚断”可得：

,所以由得。

%=5X10$Q

v

6.18如图6.41,已知电源电压为12V,稳压管的稳定电压UZ=6V,正向压降为0.7V,输入电压

ui=6sinwtV,试画出参考电压UR分别为+3V和-3V时输出电压波形。

R3

----O

UO

vz7K

i

图6。41习题6。18用图

6.19图6.42为一报警装置，可对某一参数（如温度、压力等）进行实时监控,ui为传感器送来的

信号，UR为参考电压，当ui超过正常值时，报警指示灯亮，试说明其工作原理。图中二极管

V2和电阻R3.R4有什么作用？

图6。42习题6。19用图

答案：

集成运放工作在非线性区，组成电压比较器，输出为两个值高电平或低电平。当输出高电平

时，三极管导通，指示灯亮。当输出低电平时，三极管截止，指示灯不亮。

用稳压管VZ稳定输出电压，R3具有限流作用保护稳压二极管。R4使三极管工作在开关状态。

第7章正弦波振荡器

7.1RC振荡器为什么适用于低频振荡电路？频率过高时RC振荡电路有什么问题？

答案：在很低频率的正弦振荡器中，L、C的数值都要取得很大，尤其L的数值很大时，所用

的电感线圈的体积和重量增大、品质因数下降并且难以起振。所以在几百KHz以下的低频

信号振荡电路中，广泛采用RC振荡器。因电阻的结构简单，体积和阻值几乎无关。能克服

LC正弦振荡器在低频时的缺点。

频率越高，R、C的取值越小，当频率过高时，电阻、电容的数值必将很小。但电阻太小会使

放大电路的负载加重。电容太小会因寄生电容的干扰使振荡频率不稳定。同时，普通集成运

算放大器的带宽也有限。所以RC正弦波振荡器的振荡频率一般不能超过1MHz。更高频率

的正弦波振荡器可采用LC正弦波振荡器。

7.2判断图7.16所示各电路能否满足自激振荡的相位条件.

。♦心

图7.16习题7.2图

答案：(a)变压器反馈式，不能满足自激振荡的相位条件

(b)电感三点式，不能满足自激振荡的相位条件

(c)电容三点式，不能满足自激振荡的相位条件

7.3图7.17所示电路为某电视机中的本机振荡电路，请画出它的交流等效电路，计算振荡

频率，并指出该图是何种振荡电路。

图7.17习题7.3图

电容三点式正弦波振荡电路

7.4在图7.18(a)和(b)中，请按正弦波振荡电路的连接规则正确连接1.2.3.4各点,

并指出它们的电路类型。

答案：(a)1和2连接,3和4连接。电感三点式LC正弦波振荡器。

(b)1和3连接，2和4连接。电容三点式LC正弦波振荡器。

7.5请将图7.19电路连接成正弦波振荡电路，①估算Rf的阻值和振荡频率；②若电路做好

后连接无误，工作点也合适，但电路不能起振，可能是什么原因？如何调整？

Rb22Rc2Rc3

R

28

01.5KRb21Rc2

0lOOuF

图7.19题7.5图

答案：将4端分别和1端、2端连接。(1)RF略大于3千欧姆，=9.7Hz;

(2)可能是RF较小,换大点的电阻RF.

7.6请设计一个振荡频率为500Hz的RC桥式振荡器，选频网络的电容用0.022uFo

答案：=500Hz,C=0.022uF,求出：R=16KQ。

①7.7图7.20所示RC桥式正弦波振荡电路中，稳压二极管的稳压值为±6V,R1为双连

可调电阻，问：

电路在不失真状态下，输出电压的最大值是多少？

让电路的振荡频率在2501也至IKIIz间可调，则电容器C的数值和双联可调电阻的阻值应取多

大？

答案：(1)9V;(2)C=0.016UF,可调电阻取值为30KQ。

o

-l

Ta

(1)7.9在图7.22电路中，若要形成正弦波振荡，请分析：

石英晶体应接在何处？

(2)L、C2并联回路的谐振频率与石英晶体的谐振频率之间应当满足什么关系，电路才

答案:(1)将石英晶体接在三级管的基极和集电极之间。

(2)£,。2成容性。

7.10请用相位平衡条件判别图7.23所示的电路能否满足正弦波振荡条件。若能满足，

则指出它们属于串联型还是并联型晶体振荡电路；若不能满足条件，则加以改正。Ce为旁路

电容，Cc为耦合电容，它们的容量较大，在振荡频率下相当于短路。

图7.23题7.10图

答案：此电路能满足正弦波振荡条件.属于串联型晶体振荡电路。

第