《模拟电子技术基础》典型习题解答.doc

模拟电子技术基础典型习题解答第一章 半导体器件的基础知识1.1 电路如图P1.1所示，已知ui5sint (V)，二极管导通电压UD0.7V。试画出ui与uO的波形，并标出幅值。 图P1.1 解图P1.1 解：波形如解图P1.1所示。1.2 电路如图P1.2（a）所示，其输入电压uI1和uI2的波形如图（b）所示，二极管导通电压UD0.7V。试画出输出电压uO的波形，并标出幅值。图P1.2解：uO的波形如解图P1.2所示。解图P1.21.6测得放大电路中六只晶体管的直流电位如图P1.6所示。在圆圈中画出管子，并分别说明它们是硅管还是锗管。 图P1.6 解：晶体管三个极分别为上、中、下管脚，答案如解表P1.6所示。解表P1.6管号T1T2T3T4T5T6上ecebcb中bbbeee下ceccbc管型PNPNPNNPNPNPPNPNPN材料SiSiSiGeGeGe1.7 电路如图P1.7所示，试问大于多少时晶体管饱和？图P1.7解：取UCESUBE，若管子饱和，则 所以，时，管子饱和。 1.8 分别判断图P1.8所示的各电路中晶体管是否有可能工作在放大状态。 图P1.8解：（a）可能 （b）可能 （c）不能 （d）不能，T的发射结会因电流过大而损坏。 （e）可能第二章 基本放大电路2.1分别改正图P2.1所示各电路中的错误，使它们有可能放大正弦波信号。要求保留电路原来的共射接法和耦合方式。 图P2.1 解：（a）将VCC改为VCC 。 （b）在VCC 与基极之间加Rb。 （c）将VBB反接，且在输入端串联一个电阻。 （d）在VBB支路加Rb，在VCC与集电极之间加Rc。 2.3电路如图P2.3所示，晶体管的b80，=100。分别计算RL和RL3k时的Q点、Ri 和Ro。图P2.3解：在空载和带负载情况下，电路的静态电流、rbe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 RL5k时，静态管压降、电压放大倍数分别为 2.4 电路如图P2.4所示，晶体管的b100，=100。 （1）求电路的Q点、Ri和Ro；（1） 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？ 图P2.4解：（1）静态分析： 动态分析： （2） Ri增大，Ri4.1k；减小，1.92。 2.17 电路如图P2.17所示，T1和T2管的饱和管压降UCES3V，UCC15V，RL8。选择正确答案填入空内。 图P2.17 （1）电路中D1和D2管的作用是消除 。 A饱和失真 B截止失真 C交越失真 （2）静态时，晶体管发射极电位UEQ 。 A0V B0V C0V （3）最大输出功率POM 。 A28W B18W C9W （4）当输入为正弦波时，若R1虚焊，即开路，则输出电压 。 A为正弦波 B仅有正半波 C仅有负半波 （5）若D1虚焊，则T1管 。 A可能因功耗过大烧坏 B始终饱和 C始终截止解：（1）C （2）B （3）C （4）C （5）A2.18 在图P2.17电路中，已知UCC16V，RL4，T1和T2管的饱和管压降UCES2V，输入电压足够大。试问： （1）最大输出功率Pom和效率各为多少？ （2）晶体管的最大功耗PTmax为多少？ （3）为了使输出功率达到Pom，输入电压的有效值约为多少？ 解：（1）最大输出功率和效率分别为 （2）晶体管的最大功耗 （3）输出功率为Pom时的输入电压有效值 第三章 负反馈放大电路3.1 判断图P6.4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。图P3.1解：图（a）所示电路中引入了直流负反馈。图（b）所示电路中引入了交、直流正反馈。图（c）所示电路中引入了直流负反馈 图（d）、（e）、（f）、（g）、（h）所示各电路中均引入了交、直流负反馈。3.2 电路如图3.2所示，要求同题3.1。 图P3.2解：图（a）所示电路中引入了交、直流负反馈图（b）所示电路中引入了交、直流负反馈 图（c）所示电路中通过Rs引入直流负反馈，通过Rs、R1、R2并联引入交流负反馈，通过C2、Rg引入交流正反馈。 图（d）、（e）、（f）所示各电路中均引入了交、直流负反馈。 图（g）所示电路中通过R3和R7引入直流负反馈，通过R4引入交、直流负反馈。第四章 直接耦合放大电路4.1图P4.1所示电路参数理想对称，12，rbe1rbe2rbe。 （1）写出RW的滑动端在中点时Ad的表达式； （2）写出RW的滑动端在最右端时Ad的表达式，比较两个结果有什么不同。图P4.1 解：（1）RW的滑动端在中点时Ad的表达式为 （2）RW的滑动端在最右端时 所以Ad的表达式为 比较结果可知，两种情况下的Ad完全相等；但第二种情况下的。4.2 图P4.2所示电路参数理想对称，晶体管的均为50，=100，UBEQ0.7。试计算RW滑动端在中点时T1管和T2管的发射极静态电流IEQ，以及动态参数Ad和Ri。 图P4.2 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： Ad和Ri分析如下： 4.3 电路如图P4.3所示，T1管和T2管的均为40，rbe均为3k。试问：若输入直流信号uI1=20mv，uI2=10mv，则电路的共模输入电压uIC=？差模输入电压uId=？输出动态电压uO=?图P4.3 解：电路的共模输入电压uIC、差模输入电压uId、差模放大倍数Ad和动态电压uO分别为 由于电路的共模放大倍数为零，故uO仅由差模输入电压和差模放大倍数决定。 4.4 电路如图P4.4所示，晶体管的=50，=100。 （1）计算静态时T1管和T2管的集电极电流和集电极电位；（2）用直流表测得uO=2V，uI=？若uI=10mv，则uO=？图P4.4 解：（1）用戴维宁定理计算出左边电路的等效电阻和电源为 静态时T1管和T2管的集电极电流和集电极电位分别为 （2）先求出输出电压变化量，再求解差模放大倍数，最后求出输入电压，如下： uOuOUCQ11.23V 若uI=10mv，则 第五章 集成运算放大器及应用 5.3 试求图P5.3所示各电路输出电压与输入电压的运算关系式。图P5.3解：在图示各电路中，集成运放的同相输入端和反相输入端所接总电阻均相等。各电路的运算关系式分析如下：（a）（b） （c） （d）5.4 电路如图P5.4所示。 （1）写出uO与uI1、uI2的运算关系式； （2）当RW的滑动端在最上端时，若uI110mV，uI220mV，则uO？ （3）若uO的最大幅值为14V，输入电压最大值 uI1max10mV，uI2max20mV，最小值均为0V，则为了保证集成运放工作在线性区，R2的最大值为多少？图P5.4解：（1）A2同相输入端电位 输出电压 或 （2）将uI110mV，uI220mV 代入上式，得uO100mV（3）根据题目所给参数，的最大值为20mV。若R1为最小值，则为保证集成运放工作在线性区， 20mV时集成运放的输出电压应为14V，写成表达 式为 故 R1min143 R2maxRWR1min（100.143）k9.86 k5.5 分别求解图P5.5所示各电路的运算关系。图P5.5解：图（a）所示为反相求和运算电路；图（b）所示的A1组成同相比例运算电路，A2组成加减运算电路；图（c）所示的A1、A2、A3均组成为电压跟随器电路，A4组成反相求和运算电路。（a）设R3、R4、R5的节点为M，则 （b）先求解uO1，再求解uO。 （c）A1、A2、A3的输出电压分别为uI1、uI2、uI3。由于在A4组成的反相求和运算电路中反相输入端和同相输入端外接电阻阻值相等，所以 5.8 试求出图P5.8所示电路的运算关系。图P5.8 解：设A2的输出为uO2。因为R1的电流等于C的电流，又因为A2组成以uO为输入的同相比例运算电路，所以 第六章 正弦波振荡电路6.1 试用相位平衡条件判别图6.1电路中，哪个有可能振荡，哪个不能振荡，并简述理由。图6.1解：此类题分析的要点是首先确定振荡器类型(1)，一般从选频网络来看是RC，还是LC振荡器(2)。若为RC振荡器，是RC串并联网络还是用单级的RC移相网络级联组成，并要清楚这二种选频网络的频率特性(3)。若为LC振荡器，要判别是变压器耦合型的还是三点式型的。特别要注意的是瞬时极性总是按同一方向的，故抽头与非参考接地的那端子必为相同极性(4)。管子各级间电压极性的关系，由管子的组态决定。 图(a)所示电路，选频网络为RC串并联电路，其特征是：在时，其反馈电压最大，即，而相移F=0。则T1，T2必须构成同相型放大器才行，T1，T2为单端输入单端输出的差分放大器，判别其相位关系，可以从T1的基极断开加一瞬时极性为“”(相对于交流“地”)的信号，T2集电极C2输出电压的极性与T1基极输入电压极性相同，也为，反馈到T1基极的极性也为 (F=0)，引入的是正反馈，满足产生正弦振荡的相位平衡条件，故有可能产生振荡，瞬时极性见图(a)。图(b)电路，选频网络为三节滞后RC移相网络组成，其相移0F3，相当于增幅箴石个；随着Uo使二极管流过的Id，rd。负反馈变强，使Auf=3，产生稳幅振荡。第七章 直流稳压电源7.3 电路如图P7.3所示，已知稳压管的稳定电压为6V，最小稳定电流为5mA，允许耗散功率为240mW；输入电压为2024V，R1360。试问： （1）为保证空载时稳压管能够安全工作，R2应选多大？ （2）当R2按上面原则选定后，负载电阻允许的变化范围是多少？ 图P7.3 解：R1中的电流和稳压管中的最大电流为 （1） 为保证空载时稳压管能够安全工作 （2） 负载电流的最大值 负载电阻的变化范围 7.4 直流稳压电源如图P7.4所示。 （1）说明电路的整流电路、滤波电路、调整管、基准电压电路、比较放大电路、采样电路等部分各由哪些元件组成。（2）标出集成运放的同相输入端和反相输入端。（3）写出输出电压的表达式。图P7.4 解：（1）整流电路：D1D4；滤波电路：C1；调整管：T1、T2；基准电压电路：、R、DZ；比较放大电路：A；取样电路：R1、R2、R3。 （2）为了使电路引入负反馈，集成运放的输入端上为“”下为“”。 （3）输出电压的表达式为 7.8 串联反馈型稳压电路如图7.8所示。 标出运放A的同相端及反相端 当稳压管DZ的UZ=6V，Ui=10V时，计算