模拟电子技术（夏益民）课后习题答案

第1章习题解答1.1解：（1）√（2）√（3）×，×（4）√（5）√（6）×（7）×1.2解:（1）C;A（2）A;D;B;C（3）A（4）A（5）C1.3解：设二极管电流正方向为其正向导通方向，二极管电流电压关系为i由题意可得,式中Is=10×10当UD=−2V时，ID≈−Is=−10×10由二极管电流电压关系可以推导出u当ID=2A1.4解：输出电压uO题SEQ题\*ARABIC1.4图解1.5解：(a)导通，UO1=4.3V；(b)截止，UO2=0V；(c)导通，UO31.6解：(1)两只稳压管串联，有三种可能的情况，如图解1.6(a)、(b)、(c)所示。图(a)中UO为14V，图(b)中UO为6.7V或8.7V，图(c)中UO为1.4V。因此可得(2)两只稳压管并联时，有三种可能的情况，如图解1.6(d)、(e)、(f)所示。图(d)和图(e)中UO均为0.7V，图(f)中UO为6V。因此可得题SEQ题\*ARABIC1.6图解1.7解:图a:将D断开，以O点为电位参考点，D的阳极电位为−6V，阴极电位为−12V，故D处于正向偏置而导通，图b:将D断开，以O点为电位参考点，D的阳极电位为−15V，阴极电位为−12V，D被反向偏置而截止，回路中无电流，电阻上无压降，图c:将D1和D2均断开，以O点为电位参考点，D1的阳极电位为0V，阴极电位为−12V；D2的阳极电位为−15V，阴极电位为−12V，故D1导通,D2截止，图d:将D1和D2均断开,以O点为电位参考点，D1的阳极电位为12V，阴极电位为0V；D2的阳极电位为12V，阴极电位为−6V，即D1和D2都为正向偏置。但是D2一旦导通，D1的阳极电位将变为−6V，D1便不能再导通；反之D11.8解:(1)静态时,二极管是导通的。利用恒压降模型求得二极管的静态电压、电流为VI输出电压的直流分量为Vo=I(2)二极管的小信号交流等效电路所示。二极管微变电阻为riv或v(3)输出电压的总量为v1.9解:(1)由图可知,二极管始终处于导通状态,利用恒压降模型可得流过二极管的电流IV(2)此时小信号模型的微变电阻为r将VDD的变化量看作小信号,小信号模型等效电路如图解3.4.15所示。在VDD变化Δvo的变化范围为Vo−Δ1.10解:考虑最坏情况下,保证二极管的电流满足IDmin≤ID≤I所以R≥即R 最小电流的最坏情况是VI=5VI有R≤即R可见,R的最大值与RL的最小值有关，确定了其中一个，另一个也就确定了。但是需要注意,必须保证Rmax≥Rmin1.11解:(1)S闭合时发光二极管才有正向电流,也才有可能发光。(2)发光二极管的正向电流过小将不发光,过大将可能损坏。R是限流电阻其取值应保证发光二极管既发光又不至于损坏。根据已知条件,R的范围为RR1.12解设R=1kΩRLUz=6与假设矛盾。因此，RL=200ΩRLUz=6假设成立。因此，RL=200ΩIZ5×因此，得到UI的范围为12.21.13解:设IIz<UI−67.7第2章习题解答2.1解：（1）√，×（2）×（3）×（4）×（5）×，×，√(6)×(7)√,√2.2解：（1）B（2）C（3）B,A,A（4）B,A（5）B，A2.3解：由于晶体管的集电极电流与发射极电流近似相等，而图中两只管子的两个已知电流相差悬殊，故它们中的小者为基极电流，大者是集电极电流或发射极电流。因为图(a)所示晶体管的基极电流(10μAβ=因为图(b)所示晶体管的基极电流(100μA)流出管子，所以它是PNP型管；且根据5.1mA电流的方向可知，该电流为发射极电流，1+β=β=50两只管子另一极的电流大小及其方向如题2-3所示。题2-3图解2.4解：极间电压约为0.7V或0.2V的两个极为基极和发射极，另一个电位最高或最低的电极为集电极，且若此集电极电位最高，则为NPN型管，若此集电极电位最低，则为PNP型管。电位居中的电极为基极，剩下的电极为发射极。根据上述方法的分析，结果如下：图(a)晶体管为NPN型硅晶体管，各电极分别为：上b，左e，下c；图(b)晶体管为PNP型锗晶体管，各电极分别为：上e，左c，下b；图(c)晶体管为NPN型锗晶体管，各电极分别为：上e，左b，下c；图(d)晶体管为PNP型硅晶体管，各电极分别为：上c，左e，下b。2.5[解]图(a)截止状态；图(b)放大状态；图(c)倒置状态;图(d)饱和状态；图(e)放大状态；图（f）饱和状态；图（g）放大状态；图（h）管子已经损坏。2.6[解]：(1)当VBB=0V时，T(2)当VBBIIu所以T处于放大状态。(3)当VBBIIu所以T处于饱和状态。2.7[解]：(1)

IIR(2)由于A根据A因此R所以R可知Rc取值应大于3.3k2.8[解]：(1)先画出直流通路，如所示。由题2-8可知题2-8直流通路图解IIU(2)根据画放大电路交流通路的原则，并用晶体管简化的H参数微变等效电路代替交流通路中的晶体管，可画出如所示的放大电路的微变等效电路。其中题2-8交流通路图解r由微变等效电路可求得AR再画出求RoR题2-8求Ro2.9[解]:(1)在图(b)中作直流负载线uCE=VCC−iC(2)V'在解图中通过Q点作交流负载线，得到最大不失真输出电压有效值为U(3)由于VCC(4)当Rb减小时，IBQ增大，Q点将沿着直流负载线向左上方移动，如解图中的Q1点；U当Rc增大时，UCEQ减小，Q点将沿着IB=40μA当RL增大时，Q点不变，VCC'=UCEQ+题2-9图解2.10[解]：(1)题2-10图所示电路级间采用了直接耦合方式。(2)电路T1管组成了共射接法的放大电路，T(3题2-10图所示电路交流等效电路如题2-10图解所示。题2-10图解AA整理得A输入电阻RiR输出电阻RoR2.11[解]:(1)该电路的交流通路如题2-11图解所示。T1为共集电极组态、T2为共基极组态。题2-11直流通路图解(2)静态时有UBE1Q=IUU(3)由静态工作点可得r如图所示为该电路的微变等效电路，可得题2-11交流通路图解AAA而输入、输出电阻RR2.12[解]：(1)先求各级的IEQ及UIrUIrUIr求出各级的等效负载电阻：RRR求各级的电源放大倍数及整个电路的电压放大倍数AAAAA(2)输入电阻为第一级的输入电阻R输出电阻为第三级的输出电阻R2.13[解]：(1)因为仅有上限截止频率，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，所以电路为三级放大电路。(3)当f=104Hz时，φ'=−(4)从幅频特性高频段衰减斜率可知，该三级放大电路各级的上限频率均为104f≈0.522.14[解]：=1\*GB3①求解Q点IIU可见，放大电路的Q点合适。=2\*GB3②求解混合π模型中的参数rCgCKC=3\*GB3③求解中频电压放大倍数rRA=4\*GB3④求解fH和fLf因为Rsff=5\*GB3⑤画出Aus的波特图A可得20lg⁡题2-14图解2.15[解]（1）静态工作点的分析估算IIU动态参数的分析估算rrRgA（2）估算C因为f则CC（3）求解CπR=求解上限、下限截止频率fH和ff（4）中频段的增益为20lg⁡题2-15图解2.16[解]=1\*GB3①为了计算电路的动态指标，必须先求出两级电路的静态工作点，估算晶体管的输入电阻rbe。T1的静态工作点和晶体管的输入电阻UIr因为T1和T2的参数相同，因此T2=2\*GB3②计算电路的下限截止频率 由于两级电路的基极等效电阻Rb远大于rbe，为了分析方便，忽略电阻Rb，简化后的低频区微变电路如图所示。又因为当f=fL时，CE的容抗值远小于Re,因此可以忽略RC同理可得C由图可得题2-16图解ffff=3\*GB3③计算电路上限截止频率 由于晶体管的结电容可以忽略，电路的上限截止频率由电容CL所在回路的时间常数决定。电路的输出电阻Rf第3章习题解答3.1解：1.√2.×3.×4.

×5.√6.√7.×8.√9.√10.

×3.2解：1.D2.B3.A4.C5.A6.A7.D8.B9.A10.C3.3解：管子可能是增强型管、耗尽型管和结型管，三个极①、②、③与g、s、d的对应关系如图所示。题3.3图解3.4 解：从图中可以看出开启电压：u当uI=4V当uI=uuu则有uDS当uI=12V时3.5 解：图(a)所示电路中的T为N沟道结型场效应管，夹断电压UGSoff<0。因为其栅-源电压有可能是0~UGS 图(b)(c)所示电路中的T均为N沟道MOS管，开启电压UGSth>0。因为它们的栅极电位均为0 图(d)所示电路中的T为P沟道结型场效应管，夹断电压UGSoff>0。因为其栅-源电压有可能是0~UGS 结论：(a)可能；(b)不可能；(e)不可能；(d)可能。3.6 解：改正后的电路如题3.6图解所示。 在图(a)中，为使输入信号时栅源电压不大于0，需在源极加电阻Rs 在图(b)中，为将极电流的变化转换成电压的变化，需在漏极加电阻Rd 在图(c)中，T为P沟道增强型管，故栅源电压应小于0，为此在Rg支路加−VGG；漏源电压应为负值，为此+题3.6图解3.7解：(1)在转移特性中作直线uGS=−i 在输出特性中作直流负载线uDS=VDD− 作图过程如图(a)所示。题3.7图解(a)(2)交流等效电路如图(b)所示。题3.7图解(b)可得电路的动态参数为gARR3.8解：(1)由电路得UUU则 由ID=0，UGS 由UGS=0，ID= 连接MN点并加以廷长，此线与转移特性曲线的交点即为Q点，如图所示。题3.8图解由图可以读得IU(2)ARR3.9解：ARR3.10解：(1)U联立i设2所以IU上式满足UDSQ (2)g所以ARR3.11解：设VDD=12V由图可知UGSQ=Rg2R电路的交流等效电路如解图所示。题3.11图解gARR3.12解：RRA3.13解：中频段电压放大倍数A由于C1=C2=f式中RS、C先求出g-s之同的等效电容Cgs，再求解其所在回路的时间常数RCR=f式中的Rs电压放大倍数A3.14解：该电路的偏置电压U可求得IDQ≈0.39mA，U于是得gR中频源电压增益为A高频区输入回路中的等效电容C输入回路中的等效电阻R源电压增益的上限频率为f第4章习题解答4-1填空（1）为集成电路中各级电路提供稳定的偏置电流作为有源负载（2减小，增大，减小（3）输入级，中间级，输出级，偏置电路；差分放大，减小温漂4-2判断（1）×（2）√（3）√4-3选择（1）A；C（2）B（3）B4-3解：（1）Rw滑动端在中点时T1管和T2U则I（2）rAR4-4（1）由电路参数可见，RB≪2(1+β)REIUCEQARR4-5（1）由电路参数可见，RB≪2(1+β)REIUCEQ（2）rbe差模电压放大倍数A由于电路两段参数对称，双端输出时，共模电压放大倍数A共模抑制比K（3）差模输入电阻Rid当共模信号是由两个信号源分别接到电路的两个输入端时，共模输入电阻为Ric当共模信号是由一个信号源分别接到电路的两个输入端时，共模输入电阻为Ric输出电阻Ro4-6（1）由由电路参数可见，RB≪2(1+β)REIUCEQ（2）rbe差模电压放大倍数A由于电路两段参数对称，双端输出时，共模电压放大倍数A共模抑制比K差模输入电阻R当共模信号是由两个信号源分别接到电路的两个输入端时，共模输入电阻为Ric当共模信号是由一个信号源分别接到电路的两个输入端时，共模输入电阻为Ric输出电阻Ro4-7双端输入、单端输出时，差模电压放大倍数A已知Aud、rbe和β，则电阻R已知KCMR=60dB，可知A又因为双端输入、单端输出时,共模电压放大倍数AR要输出电压幅值等于8V，则VCC−U取UCEQ=10V，当输出电压幅值等于8V时，品体管的IV4-8由图可知，该电路是结型场效应管组成的双端输入单端输出的差分放大电路，电路结构对称并且参数一致。（1）当ui1U由结型场效应管（工作在放大区）电压电流关系可知I联立求解上式可得UGS1=−1.21V，代入可得II再由题可得u（2）为了计算差分电路动态技术指标，首先需要根据静态工作点估算场效应管的动态参数gm的大小。根据gg单端输出差分放大电路动态技术指标AAK4-9差模放大倍数A输入电阻R4-10（1）由于Uid=1.2V≫0（2）当RC变为15kΩ时，uO限幅增大，其值接近4-11因为当uI1单独作用时,电路获得的共模信号为uI1/2,差模信号为uI1；当uI2单独作用时，电路获得的共模信号为uI2/2,差模信号为−uI2;所以当uI1uu差模放大倍数A由于电路的共模放大倍数为零，故动态电压∆u∆4-12III23R因此IA4-13（1）II（2）R第5章习题解答5.1.B5.2.CC5.3.（1）①为了稳定静态工作点，应引入直流负反馈，因为直流负反馈可以稳定静态工作点，减少温度变化对静态工作点的影响。②为了稳定放大倍数，应引入交流负反馈，因为交流负反馈可以稳定放大倍数，减少温度变化对放大倍数的影响。③为了改变输入电阻和输出电阻，应引入交流负反馈，因为交流负反馈可以改变输入电阻和输出电阻，提高放大器的输入阻抗和输出阻抗。④为了抑制温漂，应引入直流负反馈，因为直流负反馈可以抑制温漂，减少温度变化对放大器性能的影响。⑤为了展宽频带，应引入交流负反馈，因为交流负反馈可以展宽频带，提高放大器的带宽。（2）①为了稳定放大电路的输出电压，应引入电压负反馈。②为了稳定放大电路的输出电流，应引入电流负反馈。③为了增大放大电路的输入电阻，应引入串联负反馈。④为了减小放大电路的输入电阻，应引入并联负反馈。⑤为了增大放大电路的输出电阻，应引入电流负反馈。⑥为了减小放大电路的输出电阻，应引入电压负反馈。5.4.√√××5.5.提示：通过瞬时极性法直流负反馈。直流负反馈，交流负反馈。直流负反馈，交流负反馈。直流负反馈，交流负反馈。直流负反馈，交流负反馈。5.6.（b）理想运放虚短虚断：UIIA（c）理想运放虚短虚断：UUA（d）理想运放虚短虚断：UIA对A1，理想运放虚短虚断：IIA5.7.图(a)电路引人了串联电压正反馈图(b)电路引入了串联电流负反馈图(c)电路引人了串联电压负反馈图(d)电路引入了并联电流负反馈图(e)电路引人了并联电压负反馈;图(f)电路引人了串联电压负反馈5.8.（a）电压并联负反馈（b）电压串联负反馈（c）电流并联负反馈（d）电流串联负反馈5.9.（a）I深度负反馈下，Ii=IfAAF=（b）U深度负反馈下，UAF=A（c）I深度负反馈下，Ii=IfAAF=（d）U深度负反馈下，UAF=A5.10.开关S应置于b,才能使引人的反馈为负反馈,引人的是电压串联负反馈如果满足深度负反馈条件,计算闭环电压放大倍数。闭环电压放大倍数可以近似为反馈网络的电压分压比的倒数。图中，反馈网络由电阻Rr和RA代入具体数值根据题目给出的电阻值，Rr=100kΩ，A5.11.解:(1)要求输入电阻增大,必须要引人串联负反馈,如图(a)所示。图中指出各点交流信号的瞬时极性。(2)要求输出电流稳定,必须要引人电流负反馈,如图(b)所示,图中指出各点交流信号的瞬时极性,可见是负反馈。为改善负载电容C引起的频率失真,必须要引人电压负反馈,反馈电路同(a)5.12.(1)采用电压串联负反馈。将信号源接至运算放大器的同相输入端，反馈电阻Rf从输出端连接到反相输入端，反相输入端通过另一电阻R(2)对于同相放大器，电压增益公式为Au=1+RfR1。由于Au5.13.(1)图7-10中,图(a)引人并联电流负反馈,图(b)引人串联电压负反馈。图(b)输人电阻高,图(a)输出电阻高。(2)当信号源内阻R、变化时,图(b)输出电压稳定性好。(3)当负载电阻R变化时,图(b)输出电压稳定,图(a)输出电流稳定5.14.（1）电流-电压转换电路为了实现电流-电压转换电路，我们需要将输入电流转换为输出电压。这可以通过在集成运放的反相输入端连接一个电阻来实现，该电阻将输入电流转换为电压。输出电压与输入电流成正比。（2）电压-电流转换电路为了实现电压-电流转换电路，我们需要将输入电压转换为输出电流。这可以通过在集成运放的输出端连接一个电阻来实现，该电阻将输出电压转换为电流。输出电流与输入电压成正比。输入电阻高、输出电压稳定的电压放大电路为了实现输入电阻高、输出电压稳定的电压放大电路，我们需要引入电压串联负反馈。这可以通过在集成运放的反相.输入端连接一个电阻，并将输出电压的一部分反馈到反相输入端来实现。这样可以提高输入电阻并稳定输出电压。输入电阻低、输出电流稳定的电流放大电路为了实现.输入电阻低、输出电流稳定的电流放大电路，我们需要引入电流并联负反馈。这可以通过在集成运放的输出端连接一个电阻，并将输出电流的一部分反馈到反相输入端来实现。这样可以降低输入电阻并稳定输出电流。5.15.分析：直接耦合放大电路的特性直接耦合放大电路由于其耦合方式，可以传递直流信号，因此在低频和直流信号处理中具有优势。但是，这种电路也容易受到温度漂移和偏置点不稳定的影响。负反馈对相移的影响负反馈电路通过反馈信号与输入信号的比较来调整放大器的输出，从而稳定放大器的增益和改善其性能。负反馈引入的附加相移取决于反馈网络的特性，通常在高频区引入较大的相移。在负反馈电路中，如果反馈网络引入的相移与放大器的相移叠加后形成正反馈，就有可能产生自激振荡。自激振荡的频率范围由于负反馈电路在高频区引入较大的相移，因此自激振荡更有可能发生在高频区。在低频区，由于相移较小，自激振荡的可能性较低。所以直接耦合放大电路组成的负反馈电路存在附加相移，有可能产生自激振荡，且自己震荡更可能发生在高频区段。5.16.图（a）不能产生自激振荡图（b）会产生自激振荡第6章习题解答6-1（E；A；C；D）6-2（带阻；带通；低通；有源；高通）6-3解：(a)uO=0.45V；(b)uO=0.9V；6-4解：由图可知R因为uM=−2u−代入解得输出电压：u所以比例系数为-1046-5(a)u(b)u(c)u6-6解：设A2的输出电压为uu所以u6-7解：由图可知，运放A1u运放A2u联立上式得u=−(1+=−1016-8解：利用节点电流法，可解出各电路的运算关系分别为(a)u(b)u(c)u(d)u6-9解：输出电压的表达式为u当uIu=−=−100若t=0时uO=0，则t当t=15ms时，u以此类推，得t=25ms时，uO=−2.5V。因此，得到输出波形6-10解：(1)uu(2)uO与uI、uO6-11解：(1)因为A1的同相输入端和反相输入端所接电阻相等，所以其输出电压uO1是输出电压uOu因为A2以电容上电压uC为输入，所以输出电压i因此，输出电压u(2)uO=−10uI6-12解：图(a)所示电路为一阶高通滤波器。图(b)所示电路为二阶高通滤波器。注意，C1不是滤波电容,它与C3共同决定电路的通带放大倍数图(c)所示电路为二阶带通滤波器。图(d)所示电路为二阶带阻滤波器，它的滤波部分采用了常用的双T网络。6-13解：(1)A1和A4虚地，A2和(2)A1构成反相加法运算电路，A2构成电压跟随器，A3构成减法运算电路，A4构成积分运算电路(3)uuuu(4)uu6-14如图(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)所示（答案不唯一）6-15解：图(a)所示电压传输特性表明，其电路为单限比较器，uI>2V时uO=6V，图(b)所示电压传输特性表明，其电路为反相输入的滞回比较器，输出高、低电平为+6V，uT1=0，图(c)所示电压传输特性表明，其电路为窗口比较器，输出高电平为6V，低电平为0V，uT1=0，uT2=2V。uI<0和uI6-16解：图(a)所示电路为单限比较器，uO=±UZ图(b)所示电路为过零比较器UOL=−UD图(c)所示电路为反相输入的滞回比较器，uO=±UZ图(d)所示电路为同相输入的滞回比较器，uO=±UZ=±6V。得阈值电压图(e)所示电路为窗口比较器，uO=±第7章习题解答1.（1）BAC（2）BCA（3）B2.√××××3.答案：正弦波振荡电路产生自激振荡的平衡条件是：放大电路的放大倍数A与反馈网络的反馈系数F的乘积等于1，即AF=1，且相位差为0°或360°的整数倍。负反馈放大电路产生自激振荡的条件是：放大电路的放大倍数A与反馈网络的反馈系数F的乘积大于1，即AF>1，且相位差为180度的整数倍。二者的区别在于放大倍数A与反馈系数F的乘积的大小以及相位差的不同。4.④与⑤与⑨相连，③与⑧相连，①与⑥相连，②与⑦相连。f（1）根据起振条件，Rf+R'w>（2）振荡频率的最大值和最小值分别为ff7.（1）改进型电容三端式振荡器（2）f8.集成运放A1构成反相积分器，A2构成同相迟滞比较器。当uo=UoH=6V时,电容C恒流充电，uc随时间线性下降，当uc<UTL=−R1(1)A1接成反相积分器;A2①因为ui为+1V,故uo1②因为uo(0)=−12V,UM=−Fu有三处错误需要修改：（1）集成运放“+”“-”反接（2）R，C位置接反（3）输出限幅电路没有限流电阻。改进后如下图所示：不变，增大，减小；不变，增大，不变；增大，不变，不变。解:在图所示电路中,A1和A在A2组成的滞回比较器中,令求出阈值电压±U在A1u在1/2振荡周期内，积分起始值uO1t1=−U6=−求出振荡周期T=20ms求解脉冲宽度TUT求解占空比：quo1(3)可能的情况有：C短路或断路，R1开路，R第8章习题解答8-1解：(1)×；(2)√；(3)×8-2解：(1)C；(2)B；(3)C8-3解：(1)T1、T3和T5管基极的静态电位分别为UB1=1.4V，(2)静态时T5管集电极电流和输入电压分别为IU(3)若静态时iB1>iB3，则应增大R8-4解:(1)静态电位分别为U(2)根据最大输出功率P可得VCC8-5解：(1)图中晶体管T5、电阻R3和R2构成UBE(2)调节可变电阻R2会改变T5管c、e极间电压，8-6解：(1)静态时，调整电阻R1，可使u(2)二极管VD的交流电阻值小于其直流电阻值，使得V1、V2管基极之间有足够