模电课后习题答案.doc

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习题:一 填空题1. 半导体的导电能力与 温度 、 光照强度 、 掺杂浓度 和材料性质有关。2. 利用PN结击穿时的特性可制成 稳压 二极管,利用发光材料可制成 发光 二级管,利用PN结的光敏性可制成 光敏(光电) 二级管。3. 在本征半导体中加入5价元素可形成N型半导体,加入3价元素可形成P型半导体。N型半导体中的多子是_自由电子_;P型半导体中的多子是_空穴_。4. PN结外加正向电压时 导通 外加反向电压时 截止 这种特性称为PN结的 单向导电性 。5. 通常情况下硅材料二极管的正向导通电压为 0.7v ,锗材料二极管的正向导通电压为 0.2v 。6.理想二极管正向电阻为_0_,反向电阻为_,这两种状态相当于一个_开关_。7.晶体管的三个工作区分别为 放大区 、 截止区 和 饱和区 。8. 稳压二极管是利用PN结的 反向击穿特性 特性制作的。9. 三极管从结构上看可以分成 PNP 和 NPN 两种类型。10. 晶体三极管工作时有 自由电子 和 空穴 两种载流子参与导电,因此三极管又称为 双极型 晶体管。11.设晶体管的压降UCE 不变,基极电流为20A时,集电极电流等于2mA,则=_100_。12. 场效应管可分为绝缘栅效应管和 结型 两大类,目前广泛应用的绝缘栅效应管是MOS管,按其工作方式分可分为 耗尽型 和 增强型 两大类,每一类中又分为N沟道和P沟道两种。13. 查阅电子器件手册,了解下列常用三极管的极限参数,并记录填写题表2-1在下表中 题表2-1二选择题1.杂质半导体中,多数载流子的浓度主要取决于 A 。A、杂质浓度 B、温度 C、输入 D、电压2.理想二极管加正向电压时可视为 B ,加反向电压时可视为A。A.开路 B.短路 C.不能确定 3.稳压管的稳压区是二极管工作在D状态。A.正向导通 B.反向截止 C.反向导通 D.反向击穿4.当温度升高时,二极管的反向饱和电流将A。A.增大 B.不变 C.减小5.工作在放大区的某晶体管,如果当IB从12A增大到22A时,IC从1mA变为2mA,那么它的约为C。A.83 B.91 C.1006.当场效应管的漏极直流电流ID从mA变为mA时,它的低频跨导gm将 C 。A、增大B、不变C、减小7.uGS时,能够工作在恒流区的场效应管有 A 和 C 。A、结型管B、增强型MOS管C、耗尽型MOS管8.场效应管属于_A_控制型器件,晶体三极管则属于_B_控制器件。A、电压 B、电流 C、电感 D、电容。9.测得某放大电路中三极管各级电位分别为3v、2.3v、12v则三极管三个电极分别是 C ,该管是 E A、(e b c) B、(b c e) C、(b e c ) D、(pnp) E、(npn)10.如题图2-1所示,二极管均为理想元件,则VD1、VD2、 VD3的工作状态为( A )。 A. VD1导通, VD2 、 VD3截止 B. VD2导通, VD1 、 VD3截止 C. VD3导通, VD1 、 VD2截止 11.在题图2-2示电路中稳压管VDZ1的稳定电压为9V, VDZ2的稳定电压为15V,输出电压UO等于( B )。 A15V B9V C24V 题图2-1 题图2-2三、 分析题1. 二极管电路如题图2-3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)二极管的等效直流电阻为多少?/+6VDR100 题图2-3解:(1)流过二极管的直流电流也就是题图2-3的回路电流,即 =53mA(2) =13.22. 二极管电路如题图2-4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二极管,并设二极管的导通电压V,试问流过负载的电流是多少?(3)将电源电压反接时,流过负载电阻的电流是多少?1D题图2-410V+ERL100解:(1)mA (2)mA (3) 3. 二极管限幅电路如题图1.7(a)、(b)所示。将二极管等效为恒压降模型,且UD(on)=0.7V。若ui5sint(V),试画出u0的波形。题图2-5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,u0ui。当ui5sint(V)时,对应的u0波形如图答图2-5(a)所示。(2)在图(b)中:当ui1.3V时,V管截止,u0ui;当ui1.3V时,V管导通,u02V。其相应波形如答图2-5(b)所示。答图2-54.电路如题图2-5所示,已知,。稳压管的稳定电压,稳定电流,最大稳定电流,求流过稳压管的电流。如果断开,将会出现什么问题,的最大值为多少?题图2-6解:(1) (2) 若断开,则:=25mA20mA,稳压管将因电流过大而被烧坏。(3)=2K 5.写出题图2-7所示各路的输出电压值,设二极管导通电压UD =0.7V。题图2-7 解: U01=1.3V, U02=0, U03=-1.3V, U04=2V, U05=1.3V, U06=-2V 6.分别判断如题图2-7所示电路中的晶体管是否有可能工作在放大状态? 题图2-7解:(a)可能(b)可能(c)不可能 (d)不可能(e)可能7.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图2-8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。0.7V8V0V(a)-0.7V-8V0V(b)4V1V3.7V(c)4V4.3V9V(d)题图2-8解: 习题一、填空题1晶体管工作在放大区时,具有 发射结 正偏、 集电结 反偏的特点。2.晶体管工作在饱和区时,具有 发射结 正偏、 集电结 正偏的特点。3. 饱和失真和截止失真属于 非线性失真 ,频率失真属于 线性失真 。4.共集电极放大器又叫射极输出器,它的特点是:输入电阻 高 (高、低);输出电阻 低 (高、低);电压放大倍数约为 1 。5.多级放大器由输入级、_中间级_ 和输出级组成;其耦合方式有_阻容耦合_和直接耦合、变压器耦合三种;集成运算放大器运用的是 直接耦合 耦合方式。 6三种最基本组态的放大器分别是共基极放大电路、_共发射极_和_共集电极。其中输入电阻最大的是 共集电极 电路,而输出电阻最小的是 共集电极 电路。7.多级放大电路的电压放大倍数为各级电压放大倍数的 乘积 。输入电阻约等于 第一级的输入电阻 电阻,而输出电阻约等于 输出级的输出电阻 电阻。8.多级放大器总的上限频率比其中任何一级的上限频率都要_低_(高/低),而下限频率比任何一级的下限频率都要_高_(高/低)。9若使放大器不产生频率失真,则要求其_高频_频率响应和_低频_频率响应均不产生失真。10.晶体管的内部结电容和负载电容主要影响放大器的_高频_特性,而耦合电容和旁路电容主要影响放大器的_低频_特性。二、选择题1.为了放大变化缓慢的微弱信号,放大电路应该采用( A )耦合方式;为了实现阻抗变换,放大电路应采用( C )耦合方式。A. 直接 B. 阻容 C. 变压器 D.光电2.阻容耦合和直接耦合多级器之间的主要不同是(A )。A.所放大的信号不同 B.交流通路不同 C.直接通路不同 3.直接耦合多级放大电路与阻容耦合多级放大电路相比,低频特性(A )。 A.好 B.差 C.差不多 4.具有相同参数和相同放大倍数的两级放大器,在组成它的各个单极放大器的截止频率处,总的电压放大倍数下降( A )。 A.3dB B.6dB C.9dB D.20dB 5.多级放大电路与单极放大电路相比,总的通频带一定比它的任何一级都( D )。A.大 B.小 C.宽 D.窄6.当信号频率等于放大电路的或时,放大倍数的值约下降到中频时的( B )。 A.0.5倍 B.0.7倍 C.0.9倍7.放大电路在高频信号作用时放大倍数数值下降的原因是(B ),而低频信号作用时放大倍数下降的原因是(A )。 A.耦合电容和旁路电容存在 B.半导体极间电容和分布电容的存在 C.半导体管的非线性特性 D.放大电路的静态工作点不合适8.uGS时,能够工作在恒流区的场效应管有( A )和( C )。A、结型管B、增强型MOS管C、耗尽型MOS管三分析与计算题1.试判别题图3-1 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。 (a) (b) (c) (d)(e) 题图3-1 (f)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。2.电路题图3-2所示,晶体管的, (1)求电路的Q点、和。(2)设,问、若开路则、 题3-2图解:(1) Q 点: 、和的分析:, , 。(2)设Us = 10mV (有效值),则 ; 若C3开路,则: , , 。 3已知题图3-3(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、和。题图3-3(a) 题图3-3(b) 题3-3图(c)解:(1)在转移特性中作直线,与转移特性的交点即为Q点;读出坐标值,得出。如下图所示。 (a) (b) 在输出特性中作直流负载线,与的那条输出特性曲线的交点为Q 点,。如解图(b)所示。(2)首先画出交流等效电路(图略),然后进行动态分析。 ; ;4.如题图3-4所示的电路是能稳定静态工作点的射极偏置电路。若已知:,,,三极管为硅管,欲使,问基极上的偏置电阻应为多大?此时和各为多少?题图3-4解:根据直流通路可知:5电路如题图3-5所示。设FET参数为:mA,V。当时,判断场效应管是处在恒流区还是可变电阻区?UDD(+15V)RD+uiVRGC1C2+uoID题图3-5解:我们采用假设法来判断,首先假设管子工作在恒流区,根据结型场效应管恒流区iD和uGS的关系式可以求出电流iD:根据输出回路方程可以求出UDS。因此可得UGD=UGS-UDS=3.3V。在假设条件下得出的结论是UGDUGsoff,说明靠近漏极处的沟道被夹断,管子进入恒流区。分析结果与假设相符,可以得出结论:管子工作在恒流区。6.放大电路如图所示,已知晶体管的V,各电容对信号可视为短路。计算和的值。C1RB18.2kC2VRL3k+uo题图3-6RC3kRE3kCEUCC(12V)RB23.8kui解:(V)(mA)(V)7.放大电路如题图3-7(a)所示,已知50,UBE=0.7V,UCBE=0,RC=2K.若已知该电路的交、直流负载线如图(b)所示,试求:UCC=? RC=? UCEQ=? ICQ=? RL=? RB=? 输出动态范围UOPP=?题图3-7解:(1)要求动态范围最大,应满足(2)由直流负载线可知:8.电路如题图3-8所示,晶体管的=80,rbb=100k。分别计算RL=和RL=3k时的Q点、u、Ri和RO。题图3-8解:在空载和带负载情况下,电路的静态电流、均相等,它们分别为: 空载时,静态管压降、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻分别为: ; ; 时,静态管压降、电压放大倍数分别为: 。9.电路如题图3-9所示,晶体管的=80,rbe=1k。(1)求出Q点;(2)分别求出RL=和RL=3k时电路的u、Ri和RO。题图3-9解:(1)求解Q 点: (2)求解放大倍数和输入、输出电阻:RL=时; RL=3k时;输出电阻:10.电路如题图3-10所示,晶体管的=60,rbb=100(1)求解Q点、u、Ri和RO;(2)设US=10mV(有效值),问Ui=?UO=?若C3开路,则Ui=?UO=?题图3-10解答:与第二题完全相同。该题属于重复。11.电路如题图3-11所示,BJT的,mA,基极静态电流由电流源IB提供,设A,RS=0.15kW,k。试计算、和。电容C对信号可视为短路。解: (mA)(k)其小信号等效电路如图所示。(k)用辅助电源法可求得输出电阻为 12.组合放大电路如题图3-12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。V1V2RBRCRERiRoRL+Ui+UoUCC+UiRBV1V2RERiRi1Ri2RoRCRL+Uo(a)(b)解:(1)该电路的交流通路如图 (b)所示。(2) k,k13.已知某放大器的幅频特性如题图3-13所示。(1) 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。10102103104105106107102030400题图3-13f/Hz20lg(Au)dB(2) 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。14.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(2104t)(V) (2)、ui(t)=10sin(23106t)(mV)(3)、ui(t)=10sin(2400t)+ 10sin(2106t) (mV)(4)、ui(t)=10sin(210t)+ 10sin(25104t) (mV)(5)、ui(t)=10sin(2103t)+ 10sin(2107t) (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0.1210020V,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10m V,经放大后峰峰值为1002102V,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(10m V),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。-8V0V0.7V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):8.已测得晶体管电极管各电极对地电位如题图2-9所示,试判别各晶体管的工作状态(放大、饱和、截止或损坏)。-5V-0.3V0V3AX81(a)12V3V0V(d)3DG86.6V6.3V7V3CG21(c)8V2.5V3V(b)3BX1题图2-9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9.现有两只稳压管,他们的稳定电压分别为6V和8V,正向导通电压均为0.7V,试问:(1)若将它们串联连接,则可得到几种稳压值?分别为多少?(2)若将它们串联连接,则可得到几种稳压值?分别为多少?10. 在题图2-10所示电路中,设稳压管的Uz5V,正向导通压降为0.7V。若ui10 sint(V),试画出u0的波形。题图2-10解:当ui5V时,Vz击穿,u05V。当ui一0.7V时,Vz正向导通,u0一0.7V。当一0.7Vui5V时,Vz截止,u0ui。由此画出的u0波形如答图2-10所示。11.在题图2-11 (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2-11(b)所示,试画出u0的波形。题图2-11解:该电路为高电平选择电路,即u1、u2中至少有一个为3V,则u03一0.72.3V。u1、u2均为0时,uo一0.7V。其波形答图2-11(c)所示。12.电路如题图2-12所示,已知ui =5Sint(V),二极管导通电压UD=0.7V。试画出ui与uo的波形,并标出幅值。题图2-12解:此电路为双向限幅电路,分析当Ui正半周时。当Ui正半周时。 习题4.1选择填空1、选用差分放大电路的原因是 A 。A、克服温漂 B、 提高输入电阻 C、稳定放入倍数 2、用恒流源取代长尾式差分放大电路中的发射极电阻Re,将使电路的 B。A、差模放大倍数数值增大 B、抑制共模信号能力增强 C、差模输入电阻增大 3、差动放大器中的差模输入是指两输入端各加大小_相等_、相位_相反_的信号。4、设差放电路的两个输入端对地的电压分别为vi1和vi2,差模输入电压为vid,共模输入电压为vic,则当vi1=50mV,vi2=50mV时,vid=_0mV _,vic=_50mV _;当vi1=50mV,vi2=-50mV时,vid=_100mA_,vic=_0mA_;当vi1=50mV,vi2=0V时,vid=_50mV_,vic=_25mA_。5、电流源常用于放大电路,作为_A_(A.有源负载,B.电源,C.信号源),使得放大倍数_A_(A.提高,B.稳定)。6、电压放大电路主要研究的指标是 a 、 b 、 c ;功率放大电路主要研究的指标是 d 、 e 、 f 、 g 、 (a 电压放大倍数 b 输入电阻 c 输出电阻 d 输出功率 e电源提供的功率 f效率 g 管耗)7、功率放大电路中,_甲类_功率放大电路导通角最大;_乙类_功率放大电路效率较高。(甲类、乙类、甲乙类)8、甲类功放效率低是因为 B 。 A、只有一个功放管 B、 静态电流过大 C、管压降过大4.1对称差动放大电路如题图4.1所示。已知晶体管和的,并设UBE(on)=0.7V,rbb=0,rce=。+V1V2+12Vui1ui2RC 10k RL Uo30k RC10k RE6.8 k-12VRB10k 图4.1RB10k + (1)求V1和V2的静态集电极电流ICQ、UCQ和晶体管的输入电阻rbe。 (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。解:(1)因为电路对称,所以(2)差模电压增益 647585.110)3021/(.105021/-+-=+-=ebbLCudrRRRAbB 差模输入电阻:+=rRRebid.)(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: 4.2、电路如题图4.2所示,试求各支路电流值。设各晶体管V。V1V5V2V3V4IRI5I3I4+6V6V1k5k5k10k2k题图4.2解:图4.2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)4.3电路如题图4.3。已知V1、V2、V3管的, (1)若ui1=0,ui2=10sint(mV),试求uo=?(2)若ui1=10sint(mV),ui2=5mV,试画出uo的波形图。(3)当R1增大时,Aud、Rud将如何变化?题图4.3(2) 其波形如图所示。uo-113使得Aud减小,而Rid增大。4.4如图4.4的差分放大电路中,各管,。(1)当时,求输出端电位;(2)求电压放大倍数,输入电阻及输出电阻。题图4.44.5在图所示电路中,已知UCC=UEE=16V,RL=4,V1和V2管的饱和管压降V,输入电压足够大。试问:(1)电路中两个二极管的作用是什么?(2)静态时,晶体管发射极电位为多少?(3)输出信号的最大功率;(1) 输出最大信号功率时电源的功率、集电极功耗(单管)和效率;(2) 每个晶体管的最大耗散功率PTm是多少?在此条件下的效率是多少?题图4.5解:(1) 电路中两个二极管主要是克服交越失真,使得静态时V1管基极电位为0.7,V2管基极电位为-0.7(2)静态时,晶体管发射极电位为零(3)(3) 4.7如图4.6所示的电路参数理想对称,晶体管的值均为100,。试计算滑动到中点时管和管的发射极静态,以及动态参数和。答案:;题图4.6 解:RW滑动端在中点时T1管和T2管的发射极静态电流分析如下:RW2UBEQ+IEQ +2IEQRe=VEEVEE -UBEQRW /2+2 REIEQ= 0.517mAAd和Ri分析如下:rbe=rbb+(1+)26mV/IEQ5.18k Rcrbe+ (1+)RW /2Ad=- -97Ri=2rbe+ (1+)RW20.5k 习题一、填空题1.一放大电路输入电压为1mV,输出电压为1V。加入反馈后,为达到同样输出时需要的输入电压为10mV,该电路的反馈深度为 10 ,反馈系数为 0.009 。2.电压串联负反馈稳定的 电压 放大倍数;电流串联负反馈稳定 互导 放大倍数;电压并联负反馈稳定 互阻 放大倍数;电流串联负反馈倍数 电流 放大倍数。3.串联负反馈只有在信号源内阻 小 时,其反馈效果才显著;并联负反馈只有在信号源内阻 大 时,其反馈效果才显著。4.已知负反馈放大电路的闭环增益为40dB,基本放大电路的开环增益变化10%,闭环增益相应变化1%,则电路的开环增益为 60 dB。5.为了稳定输出电流,应引入 交流电流负 反馈;为了稳定输出电压,应引入 交流电压负 反馈;为了稳定静态工作点,应引入 直流 反馈;为了提高输入电阻,应引入 串联 反馈;为了降低输出电阻,应引入 并联 反馈。6.直流负反馈的作用是 稳定工作点 ,交流负反馈的作用是 改善动态性能 ,交流电压负反馈的作用 稳定输出电压 ,交流电流负反馈的作用是 稳定输出电流 。7.某传感器产生的电压信号,经过放大器后希望输出电压与电流信号成正比,这个放大电路应选用 电流串流负 反馈。8.在反馈深度比较深的情况下,多级负反馈放大电路可能产生 自激振荡 ,为了消除这种影响,可在负反馈放大电路中接入 补偿 电路。 二、选择题1.负反馈所能抑制的干扰和噪声是( B )。A.输入信号所包含的干扰和噪声 B.反馈环内的干扰和噪声C.反馈环外的干扰和噪声 D.输出信号中的干扰和噪声2.多级负反馈放大电路容易产生自激振荡的原因是( D )。A.各级电路的参数很分散 B.环路增益大C.闭环增益大 D.放大器的级数多3.一个单管共射放大电路如果通过电阻引入负反馈,则(C )。A.一定会产生高频自激 B.可能产生高频自激C.一般不会产生高频自激 D.一定不会产生高频自激4.为了实现下列目的,分别引入以下两种反馈的一种A.直流负反馈 B.交流负反馈(1)为了稳定静态工作点,应引入( A );(2)为了稳定放大倍数,应引入( B );(3)为了改变输入电阻和输出电阻,应引入(B );(4)为了展宽频带,应引入( B )。5.交流负反馈有以下几种情况:A.电压 B.电流 C.串联 D.并联(1)为了稳定放大电路的输出电压,应引入(A )负反馈。(2)为了稳定放大电路的输出电流,应引入( B )负反馈。(3)为了增大放大电路的输入电阻,应引入( C )负反馈。(4)为了减小放大电路的输入电阻,应引入( D )负反馈。(5)为了增大放大电路的输出电阻,应引入( B )负反馈。6.已知交流负反馈有四种组态:A.电压串联负反馈 B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈 D.电流并联负反馈(1)欲得到电流一电压转换电路,应在放大电路中引入( B );(2)欲将电压信号转换成与之成比例的电流信号,应在放大电路中引入( C );(3)欲减小电路从信号源索取的电源,增大带负载能力,应在放大电路中引入( A );(4)欲从信号源获得更大的电流,并稳定输出电流,应在放大电路中引入( D );三分析与计算题1.图5.1所示各电路中是否引入了反馈;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uf或usf。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。题图5.12.试判断题图5.2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?设图中所有电容对交流信号均可视为短路。 (a) (b) (c) (d)题图5.2解:图(a)所示电路中引入了了交、直流正反馈。图(b)所示电路中引入交、直流负反馈。图(c)所示电路中引入了直流负反馈 图(d)所示电路中引入了交、直流负反馈。3.一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fu=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: 4.反馈放大器电路如题图5.3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?题图5.3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:5.负反馈放大电路如题图5.4所示。(1) 试判别电路中引入了何种反馈?(2) 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+Ui2k 10k 10k 120k 2k 4.7k 90k 10k 10k 2k 3.9k V1V2V3图5.4解:(1)输出信号Uo通过90k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90k电阻,由接在V2的基极改接到V1的基极。6.电路如题图5.5所示,试回答: (1) 集成运放A1和A2各引进什么反馈?(2) 求闭环增益。题图5.5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7.电路如题图5.6(a)和(b)所示,各电容对信号可视为短路。(1) 试分别判断电路级间交流反馈的极性和类型。(2) 分别写出反馈系数的表达式。(3) 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。RSR1R2R3R4C1C2IiUCCT1T2+Uo(a)+UsUoT1T2C1C2IiR218k R310k R110k R53k R41k RL10k R627k (b)UCC+UsRS题图5.6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):8.放大电路如题图5.7所示。(1)判断负反馈类型;(2)指出电路稳定什么量;(3)计算电压放大倍数Auf = ? 题图5.7解:9.设计一个负反馈放大器,要求闭环放大倍数Af=100,当开环放大倍数A变化10%时,Af的相对变化量在0.5%以内,试确定开环放大倍数A及反馈系数F值。 第六章习题一、填空选择1、理想运算放大器的开环放大倍数Au为 无穷大 ,输入电阻Ri为 无穷大 ,输出电阻为Ro为 零 。2、集成运算放大器有两个工作区间,分别为 线性区 和 非线性区 。3、理想运放工作在线性区的条件下,有两个重要特性是 虚断 和 虚短 。4、单值电压比较器有 1 个门限电压,迟滞电压比较器有 2 个门限电压。5、电压传输特性如图6.1所示,参考电压是_-2_V,输出电压是_10_V;输入信号加在_反相_输入端。 图题6.1二、选择1、工作在线性区的运算放大器应置于(a)状态。a深度负反馈 b 开环 c正反馈 2、工作在非线性区的运算放大器具有(a)的特点a虚断 b 虚短 c 虚断和虚短3、下列关于迟滞电压比较器的说法,不正确的是(b)a 迟滞电压比较器有两个门限电压b 构成迟滞电压比较器的集成运算放大电路工作在线性区c 迟滞电压比较器一定外加正反馈d 迟滞电压比较器的输出电压只有两种可能4、能将矩形波转变成三角波的电路是(c) a 比例运算电路 b微分运算电路 c积分运算电路 d 加法电路5、工作在开环状态下的电压比较器,其输出电压Uo的大小由(c)决定。 a 运放的开环放大倍数 b 外电路参数 c 运放的工作电源三、分析与计算题1、电路 如题图6.1所示 ,集 成运放 输出电压 的最大幅 值为 14 V ,输出电压与输入电压的关系式 。图题6.1cc(a) 引入的是负反馈,所以运放工作在线性区间。(b) 引入的是负反馈,所以运放工作在线性区间。2、 试求图题6.2各电路的输出电压与输入电压的关系式。 (a) (b)图题6.2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3、求如图题6.3所示电路中uo与ui的关系。 图题6.3分析 本题两级电路第一级为同相输入比例运算电路,第二级为减法运算电路。解:第一级的输出电压为:cc第二级的输出电压为:4、求如图题6.4所示电路中uo与ui的关系。图题6.4解 第一级的输出电压为:第二级的输出电压为:5、在自动控制系统中需要有调节器(或称校正电路),以保证系统的稳定性和控制的精度。如图题6.5所示的电路为比例积分调节器(简称PI调节器),试求PI调节器的uo与ui的关系式。图题6.5解 设电流i1、if的参考方向如图4.27所示,且电容C两端电压uC与流过的电流if参考方向关联,根据运放工作在线性区的两条分析依据,即,可得:所以: 6、 试求图题6.6所示电路的与的关系式。图题6.6解:设T型电阻网络交叉点的电位为U因为电路为反相比例放大器,所以所以有根据某点的输入电流等于其输出电流,有,从而,输入与输出之间关系就出来了。7、 试求图题6.7所示同相积分器电路的与的关系式。图题6.7 8、求如图题6.8(a)、(b)所示有源滤波电路的频率特性,说明两个滤波电路各属于何种类型,并画出幅频特性曲线。图题6.8分析 本题两个电路都引入了电压并联负反馈,集成运算放大器工作在线性区,可应用“虚短”和“虚断”两条分析依据分析计算。解 设输入电压ui为正弦信号,则电流电压均可用相量表示。由于集成运算放大器工作在线性区,故 ,。对图6.8(a)所示电路,有:所以,电路的电压放大倍数为:式中为截止角频率。电压放大倍数的幅频特性为:当时,当时,当时,幅频特性曲线如图6.8(a)所示。可见如图6.8(a)所示电路具有高通滤波特性,即的信号可以通过,而的信号被阻止,所以如图6.8(a)所示电路是一个高通滤波电路。对图6.8(b)所示电路,有:所以,电路的电压放大倍数为:式中为截止角频率。电压放大倍数的幅频特性为:当时,当时,当时,幅频特性曲线如图6.8(b)所示。可见如图6.8(b)所示电路具有全通滤波特性,即在0范围内所有频率的信号均可以通过,所以如图6.8(b)所示电路是一个全通滤波电路。 (a) (b)9、在如图6.9所示的各电路中,运算放大器的V,稳压管的稳定电压UZ为6V,正向导通电压UD为0.7V,试画出各电路的电压传输特性曲线。图题6.9解:对图(a)所示电路,V,故当输入电压V时,输出电压V;当输入电压V时,输出电压V。电压传输特性如图 (a)所示。对图(b)所示电路,由于,V,故当V时,集成运算放大器的输出电压为+12V,稳压管处于反向击穿状态,V;当V时,集成运算放大器的输出电压为-12V,稳压管正向导通,V。电压传输特性如图 所示。10、在如图6.10(a)所示的电路中,运算放大器的V,双向稳压管的稳定电压UZ为6V,参考电压UR为2V,已知输入电压ui的波形如图6.10(b)所示,试对应画出输出电压uo的波形及电路的电压传输特性曲线。图题6.10解 由于V,故当V时,集成运算放大器的输出电压为+12V,经限幅电路限幅之后,输出电压V;当V时,集成运算放大器的输出电压为-12V,经限幅电路限幅之后,输出电压V。输入电压ui和输出电压uo的波形如图(a)所示,电路的电压传输特性曲线如图(b)所示。 (a)输入电压ui和输出电压uo的波形 (b)电压传输特性曲线11迟滞电压比较器电路如图题6.11所示,试画出传输特性和输出波形。图题6.11解:输出高电平为8V,低电平为-8V.上门限为4V,下门限为0V.输入信号加在反相输入端。12图题6.12所示为迟滞电压比较器电路,已知运放最大输出电压为14V,稳压管的稳定电压,稳压管的导通电压,。试分别画出它们的传输特性并求出回差电压。图题6.12解:(a)当时,输出处于临界状态,即将发生翻转。根据虚断特性,根据线性叠加原理,所以,当时,;当时,。出回差电压= 。传输特性如图7.20(a)。(b)当时,输出处于临界状态,即将发生翻转。根据虚断特性,根据线性叠加原理, 所以,当时,;当时,。出回差电压= 。传输特性如图7.20(b)。10-1图(a)不能振荡,因引入到T1管E极的反馈为负反馈,不满足相位平衡条件。图(b)能振荡,为正反馈,满足相位平衡条件。图(c)能振荡,两级放大器移相180,3节RC电路移相180,故满足正反馈条件。10-5图(a)不能振荡,变压器同名端有错误,造成负反馈。(b) 可能振荡,满足相位平衡条件。(c) 不能振荡,交流通路中,be间与ce间不是同性电抗,不满足三点式振荡相位平衡条件。 (a) (b) (c)(d) (e) (f)(d) 可能振荡,满足相位平衡条件。(e) 可能振荡,满足正反馈条件。(f) 可能振荡,满足正反馈条件。10-6图(a)的同名端在同侧(在线圈的上端打点),图(b)的同名端在异侧(在L1的左端、L2的右端打点)。 (a) (b) 10-9 m、n相连为正反馈,属于串联型晶振电路。10-11晶振等效为电感,电路属于并联型晶振电路。LC回路对振荡频率呈感性。
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