《模拟电路第四版课后答案(康华光版本)》
模拟电路第四版课后答案(康华光版本)
第二章2.4.1电路如图题2.4.1所示。（1）利用硅二极管恒压降模型求电路的ID和 Vo的值；（2）在室温（300K）的情况下，利用二极管的小信号模型求vo的变化范围。 解（1）求二极管的电流和电压ID?VDD?2vD(10?2?0.7)V??8.6?10?3A?8.6mA 3R1?10?VO?2VD?2?0.7V?1.4V（2）求vo的变化范围图题2.4.1的小信号模型等效电路如图解2.4.l所示，温度 T＝300 K。
rd?VT26mV??3.02? ID8.6mA当rd1=rd2=rd时，则?vO??VDD2rd2?3.02???1V???6mVR?2rd(.02?)vO的变化范围为(VO??vO)~(VO??vO)，即1.406V～1.394V。2.4.3二极管电路如图2.4.3所示，试判断图中的二极管是导通还是截止，并求出AO两端电压VAO。设二极管是理想的。解 图a：将D断开，以O点为电位参考点，D的阳极电位为－6 V，阴极电位为－12 V，故 D处于正向偏置而导通，VAO=–6 V。图b：D的阳极电位为－15V，阴极电位为－12V，D对被反向偏置而截止，VAO＝－12V。 图c：对D1有阳极电位为 0V，阴极电位为－12 V，故D1导通，此后使D2的阴极电位为 0V，而其阳极为－15 V，故D2反偏截止，VAO=0 V。图d：对D1有阳极电位为12 V，阴极电位为0 V，对D2有阳极电位为12 V，阴极电位为 －6V．故D2更易导通，此后使VA＝－6V；D1反偏而截止，故VAO＝－6V。2.4.4 试判断图题 2.4.4中二极管是导通还是截止，为什么？ 解 图a：将D断开，以“地”为电位参考点，这时有VA?10k??15V?1V(140?10)k?2k?5k??10V??15V?3.5V(18?2)k?(25?5)k?VB?D被反偏而截止。图b：将D断开，以“地”为参考点，有VA?10k??15V?1V(140?10)k?2k?5k??(?10V)??15V?1.5V(18?2)k?(25?5)k?VB?D被反偏而截止。图c：将D断开，以“地”为参考点，有VA?10k??15V?1V(140?10)k??2k?5k??20V??15V?0.5V(18?2)k?(25?5)k?VB?D被正偏而导通。2.4.7电路如图题2.4.7所示，D1，D2为硅二极管，当 vi＝ 6 sinωtV时，试用恒压降模型和 折线模型（Vth＝0.5 V，rD＝200Ω）分析输出电压 vo的波形。
解 （1）恒压降等效电路法当0＜|Vi|＜0.7V时，D1、D2均截止，vo＝vi；当vi≥0.7V时；D1导通，D2截止，vo ＝ 0. 7V；当vi≤0.7V时，D2导通，D1截止，vo＝－0．7V。vi与vo波形如图解2.4.7a所示。 （2）折线等效电路如图解2.4.7b所示，图中Vth＝0．5V，rD＝200Ω。当0＜|Vi|＜0．5
V时，D1，D 2均截止，vo=vi； vi≥0．5V时，D1导通，D2截止。vi≤－0.5 V时，D2导通，D1 截止。因此，当vi≥0．5V时有vO?Vi?VthrD?VthR?rDVom?(6?0.5)V?200?0.5V?1.42V()?同理，vi≤－0.5V时，可求出类似结果。 vi与vo波形如图解2．4．7c所示。2.4.8 二极管电路如图题 2．4．8a所示，设输入电压vI（t）波形如图 b所示，在 0＜t＜5ms的时间间隔内，试绘出vo（t）的波形，设二极管是理想的。 解 vI（t）＜6V时，D截止，vo（t）＝6V；vI（t）≥6V时，D导通vO(t)?vI(t)?6V1?200?6V?vI(t)?3V(200?200)?22.4.13 电路如图题2．4．13所示，设二极管是理想的。（a）画出它的传输特性；（b）若输入电压vI =vi=20 sinωt V，试根据传输特性绘出一周期的输出电压 vo的波形。解 （a）画传输特性0＜vI＜12 V时，D1，D2均截止，vo＝vI；
vI≥12 V时，D1导通，D2截止vO?12k?6k?2?vI??12V?vI?4V(6?12)k?(6?12)k?3－10V＜vI＜0时，D1，D2均截止，vo＝vI；vI≤－10 V时，D2导通，D1 截止vO?12k?6k?210?vI??(?10)V?vI?(6?12)k?(6?12)k?33传输特性如图解 2．4 13中 a所示。（b）当vo＝vI=20 sinωt V时，vo波形如图解2．4．13b所示。2.5.2 两只全同的稳压管组成的电路如图题2．5．2所示，假设它们的参数V2和正向特性的Vth、rD为已知。试绘出它的传输特性。解 当| vI |＜（Vz＋Vth）时，Dzl、DZ2均截止，vo＝vI； | vI |≥（Vz＋Vth）时，Dzl、DZ2均导通vO?vI?VZ?Vth?rd?VZ?VthR?rd传输特性如图解2．5．2所示。第三章3.1.1 测得某放大电路中BJT的三个电极A、B、C的对地电位分别为 VA＝－9 V，VB＝一6 V，Vc＝6．2 V，试分析A、B、C中哪个是基极b、发射极e、集电极c，并说明此BJT是NPN管还是PNP管。解 由于锗BJT的|VBE|≈0.2V，硅BJT的|VBE|≈0．7V，已知用BJT的电极B的VB＝一6 V，电极C的Vc＝–6．2 V，电极A的VA＝－9 V，故电极A是集电极。又根据BJT工作在放大区时，必须保证发射结正偏、集电结反偏的条件可知，电极B是发射极，电极C是基极，且此BJT为PNP管。3.2.1试分析图题3．2．1所示各电路对正弦交流信号有无放大作用。并简述理由。（设各电容的容抗可忽略）解 图题3．2．la无放大作用。因Rb=0，一方面使发射结所加电压太高，易烧坏管子；另一方面使输人信号vi被短路。图题3．2．1b有交流放大作用，电路偏置正常，且交流信号能够传输。
图题3．2．lc无交流放大作用，因电容Cbl隔断了基极的直流通路。图题3．2．id无交流放大作用，因电源 Vcc的极性接反。3.3.2 测量某硅BJT各电极对地的电压值如下，试判别管子工作在什么区域。
（a）VC＝6 V
（b）VC＝6 V
（c）VC＝6
（d）VC＝6
（。）VC＝3.6 V
VE＝3. 4 V
解（a）放大区，因发射结正偏，集电结反偏。（b）放大区，VBE＝（2—l．3）V＝0．7 V，VCB＝（6－2）V＝4 V，发射结正偏，集电结反偏。（C）饱和区。
（d）截止区。（e）饱和区。3.3.5 设输出特性如图题 3．3．1所示的 BJT接成图题 3．3.3所示的电路，具基极端上接VBB＝3．2 V与电阻Rb＝20 kΩ相串联，而 Vcc＝6 V，RC＝200Ω，求电路中的 IB、IC和 VCE的值，设 VBE＝0．7 V。
IB??VBB?VBE?0.125mARb由题3．3．1已求得β＝200，故
IC??IB?200?0.125mA?25mAVCE?VCC?ICRC?1V3.3.6 图题3．3．6画出了某固定偏流放大电路中BJT的输出特性及交、直流负载线，试求： （1）电源电压VCC，静态电流IB、IC和管压降VCE的值；（2）电阻Rb、RC的值；（3）输出电压的最大不失真幅度；（4）要使该电路能不失真地放大，基极正弦电流的最大幅值是多少？解 （1）由图3．3．6可知，直流负载线与横坐标轴的交点即Vcc值的大小，故Vcc= 6
V。 由Q点的位置可知，IB ＝20uA，IC＝1 mA，VCE＝3 V。
（2）由基极回路得：
Rb?VCC?300k? IBVCC?VCE?3k?IC由集－射极回路得
RC??（3）求输出电压的最大不失真幅度由交流负载线与输出特性的交点可知，在输人信号的正半周，输出电压vCE从3V到0．8V，变化范围为2.2V；在输入信号的负半周，输出电压vCE从3V到4．6V，变化范围为1．6V。综合起来考虑，输出电压的最大不失真幅度为1．6V。
（4）基极正弦电流的最大幅值是20 uA。3.4.1 画出图题3.4.1所示电路的小信号等效电路，设电路中各电容容抗均可忽略，并注意标出电压、电流的正方向。解 图题3.4.1所示各电路的小信号等效电路如图解3.4.1所示。3.4.2单管放大电路如图题3.4.2所示已知BJT的电流放大系数β＝50。（1）估算Q点； （2）画出简化 H参数小信号等效电路；（3）估算 BJT的朝人电阻 rbe；（4）如输出端接入 4??VV??OkΩ的电阻负载，计算AV?及AVS?O?。 ?iS解（1）估算Q点IB?VCC?40?A
IC??IB?2mA RbVCE?VCC?ICRC?4V（2）简化的H参数小信号等效电路如图解3.4.2所示。 （3）求rberbc?200??(1??)26mV26mV?200??(1?50)?863? IE2mA'?V?R??0??L???(RC||RL)??116 （4）AVrberbeVi??V?VVRiRb||rbe00???AVS???i?A?A??73 VVR?RR?R||rVsViVsissbbe3.4.5 在图题3.4.5所示电路中设电容C1、C2、C3对交流信号可视为短路。（1）写出静态电流?、输人电或Ri．和输出电阻Ro的表达式；Ic及电压VCE的表达式；（2）写出电压增益A（3）V若将电容C3开路，对电路将会产生什么影响？
解（1）Ic及VCE的表达式IC??IB??VCCR1VCE?VCC?IC(R2?R3)?、Ri．和Ro的表达式
（2）AV????(R2||RL) AVrbeRi?R1||rbe
RO?R2（3）C3开路后，将使电压增益的大小增加????[(R2?R3)||RL] AVrbe同时Ro也将增加，RO?R2?R3。3.5.2 如图题3.5.2所示的偏置电路中，热敏电阻Rt具有负温度系数、问能否起到稳定工作点的作用？解 图题3.5.2a所示电路能稳定Q点，过程如下：T???IC?Rt??VBE??IB??IC?图题3.5.2b所示电路不能稳定Q点，因为T?IC?Rt??VBE??IB??IC??V?3.5.4 电路如图3.5.4所示，设β＝100，试求：（1）Q点；（2）电压增益AV1?o1?和s???Vo2（3）输入电阻Ri；（4）输出电阻RO1和RO2、 AV2?；s解
（1）求Q点VB?Rb2VCC?4.3VRb1?Rb2IC?IE?VB?VBE?1.8mA ReVCE?VCC?IC(Rc?Re)?2.8VIB?IC??18?A(2)求rbe及Rirbe?rbb'?(1??)26mV?1.66k? IERi?Rb1||Rb2||[rbe?(1??)Re]?8.2k???V?VV?RcRi0101?AV1???i?????0.79 rbe?(1??)ReRi?RsVsViVs??V?VV?ReRi0202?AV2???i????0.8 Vr?(1??)RR?RVVbeeissis（3）（4）求RO1和RO2、RO1?RC?2k? R02?Re||rbe?(Rb1||Rb2||Rs)?31?1??3.6.3 共基极电路如图题3.6.3所示。射极电路里100，Rs?0,RL??。接入一恒流源，设?＝试确定电路的电压增益、输入电阻和输出电阻。解 rbe?rbb'?(1??)其中 IE＝1.01mA。26mV?2.8k? IE???(RC||RL)?268 AVrbeRi?rbe?28? 1??R0?Rc?7.5k?。3.7.1某放大电路中AV的数幅频特性如图题3．7．1所示。（1）试求该电路的中频电压增益?|A（2）当输人信号的频率 f＝fL或 f＝fH时，该电路实际的VM|，上限频率fH，下限频率fL；电压增益是多少分贝？8?
解 （1）由图题3．7．1可知，中频电压增益|AVM|＝1000，上限频率人fH＝10HZ，下限频率fL＝102HZ。（2）当f＝fL或 f＝fH时，实际的电压增益是57 dB。3.7.3 一放大电路的增益函数为A(s)?10ss?2??101??1(2??106)试绘出它的幅频响应的波特图，并求出中频增益、下限频率fL和上限频率fH以及增益下降到1时的频率。解 对于实际频率而言，可用s?j2?f代人原增益传递函数表达式，得??10Aj2?f?j2?f?2??101?1101??j2f10f(1?j)(1?j6)62??10f10由此式可知，中频增益|AM|＝10，f＝10 HZ，fH＝106HZ。其幅频响应的波特图如图解3.7.3所示。增益下降到 1时的频率为 IHZ及 10 MHZ。3.7.6一高频BJT，在Ic＝1.5mA时，测出其低频H参数为：rbe＝1.1KΩ，βo＝50，特征频率fT＝100MHz，Cb?c?3pF，试求混合?型参数gm、rb?e、rbb?、Cb?e。gm?IE1??57.69?10?3S?57.69mS re26mVrb'e??gm?866.7?
rbe'?rbe?rb'e?233.3?Cb'e?gmf?92pF
f??T?2MHz 2?fT?3.7.8 电路如图3．5．1所示（射极偏置电路），设在它的输人端接一内阻
Rs= 5KΩ的信号源．电路参数为：Rb1= 33KΩ，Rb2＝22KΩ。Re＝3．9KΩ，Rc＝4．7KΩ，RL＝ 5．1KΩ， Ce＝ 50μF（与Re并联的电容器）． Vcc＝5V．IE≈0.33mA，β0＝120， rce＝300 KΩ，rbb??50?，fT=700 MHZ及Cb?c?1pF。求：（1）输入电阻Ri;（2）中频区电压增益|AVM| （3）上限频率fH。解 （1）求Rirbe?rbb'?(1??)26mV?9.58k?IERi?Rb1||Rb2||rbe?5.55k??| （2）求中频电压增益|AVM因rce??Rc 故?|??(Rc||RL)?30.64 |AVMrbe（3）求上限频率fHgm?IE?12.96mS26mV?9.47k?rb'e??gmCb'e?gm?2.89pF 2?fT'C?Cb'e?(1?gmRL)Cb'e?34.98pF??Rc//RL?2.45k?。 其中RLR?(rbb'?Rs||Rb)||rb'e?2.65k?fH?1?1.72MHz2?RC第四章4.1.3 一个JFET的转移特性曲线如图题4.1.3所示，试问： （1） 它是N沟道还是P沟道FET？（2） 它的夹断电压VP和饱和漏极电流IDSS各是多少？解 由图题4．1．3可见，它是N沟道JFET， 其VP＝–4 V，IDSS＝3 mA。4.3.3一个MOSFET的转移特性如图题4．3．3所示（其中漏极电流iD的方向是它的实际方向）。试问：（1）该管是耗尽型还是增强型？
（2）是N沟道还是P沟道FET？（3）从这个转移特性上可求出该FET的夹断电压VP，还是开启电压VT？其值等于多少？解 由图题 4.3.3可见，它是 P沟道增强型 MOSFET，其
VT＝－4 V。4.4.l增强型FET能否用自偏压的方法来设置静态工作点？试说明理由。解 由于增强型MOS管在vGS=0时，vD=0（无导电沟道），必须在|vGS|＞|VT| （VT为开启电压）时才有iD，因此，增强型的MOS管不能用自偏压的方法来设置静态工作点。4.4.4已知电路参数如图题4．4．4所示，FET工作点上的互导gm＝1ms，设 rd>>Rd。（1） 画出小信号等效电路；（2）求电压增益Av；（3）求放大电路的输人电阻Ri。解 （1）画小信号等效电路忽略rd，可画出图题4.4.4的小信号等效电路，如图解4.4.4所示。 （2）求 Av?V?gmRd?1?10?AV?0????3.3 Vi1?gmR11?1?2（3）求RiRi?Rg3?(Rg1||Rg2)?2075k?4.5.1电路参数如图题4.5.1所示。设FET的参数为gm＝0.8ms，rd＝200kΩ；3AG29（T2）的β＝40，rbe＝1kΩ。试求放大电路的电压增益Av和输入电阻Ri。? 解（1）求AV由于 rd＞＞Rd，故rd可忽略，图题 4.5.1的小信号等效电路如图解 4 .5.1所示。由图有?R?I?[r'?(1??)R] Idbbbe??Irbb'?(1??)ReRd??1?(1?40)?0.18I??8.38I? Ibbb1???(I??I?)??9.38I??gV?Idbbmgs??Ib??gmVgs9.38??gV?????V0mgsR??IbR??9.38IbR?40IbR??49.38IbR???49.38Ib??gmVgs9.38R?49.38??0.8Vgs9.38??2?8.3Vgs??V??V??9.3V? Vigs0gs??8.3VVgs0?AV???0.89V9.3Vigs（2）求RiRi?Rg3?(Rg1||Rg2)?Rg3?5.1M?4.5.4 电路如图题 4 .5.4所示，设FET的互导为gm，rd很大；BJT的电流放大系数为β， 输人电阻力rbe。试说明T1 、T2各属什么组态，求电路的电压增益Av、输人电阻Ri；及输出电阻Ro的表达式。解（1）T1 、T2的组态T1为源极输出器，T2为共射极电路。
（2）求Av??AV1gmrbe1?gmrbe????(Rc||RL) AV2rbe??A??A???gm?(Rc||RL) AVV1V21?gmrbe（3） 求Ri和RoRi?RgRo?Rc第五章5.1.1在甲类、乙类和甲乙类放大电路中，放大管的导通角分别等于多少？它们中哪一类放大电路效率最高？解 在输入正弦信号情况下，通过三极管的电流ic不出现截止状态（即导通角θ＝2π）的称为甲类；在正弦信号一个周期中，三极管只有半个周期导通（θ＝π）的称为乙类；导通时间大于半周而小于全周（π＜θ＜2π）的称为甲乙类。其中工作于乙类的放大电路效率最高，在双电源的互补对称电路中，理想情况下最高效率可达 78．5％。5.2.2一双电源互补对称电路如图题5．2．2所示，设已知Vcc＝12 V，RL＝16Ω，vI为正弦波。求：（1）在BJT的饱和压降VCES可以忽略不计的条件下，负载上可能得到的最大输出功率Pom；（2）每个管子允许的管耗 PCM至少应为多少？（3）每个管子的耐压 |V(BR)CEO|应大于多少？解 （1）输出功率Pom（2）每管允许的管耗V2CC(12V)2???4.5W 2RL2?16?PCM?0.2POM?0.2?0.45W?0.9W（3） 每管子的耐压|V(BR)CEO|?2VCC?2?12V?24V5.2.4设电路如图题5.2.2所示，管子在输人信号vI作用下，在一周期内T1和T2轮流导电约 180o，电源电压 Vcc＝20 V，负载RL＝8Ω，试计算：（1）在输人信号Vi＝10 V（有效值）时，电路的输出功率、管耗、直流电源供给的功率和效率；（2）当输人信号vi的幅值为 Vim＝Vcc＝20 V时，电路的输出功率、管耗、直流电源供给的功率和效率。解（l）Vi＝10 V时Vim?2Vi?2?10V?14V,AV?1Vom?AVVim?14V1V2cem1V2om1142????W?12.25W 输出功率
P0??2RL2RL281VCCVomV2om120?14142(?)?(?)W?5.02W 每管的管耗
PT1?PT2?RL?483.144两管的管耗
PT?2PT1?10.04W电源供给的功率
PV?P0?PT?12.25?10.04?22.29W 效率
??P012.25?100%??100%?54.96% PV22.29（2）Vim?VCC?20V时，Vom?AVVim?VCC?20V1V2CC1202P0????W?25W2RL282V2CCV2CCPT?2PT1?(?)?6.85WRL?4PV?P0?PT?25?6.85?31.85W??P025?100%??100%?78.5% PV31.855.3.1一单电源互补对称功放电路如图题5．3．1所示，设vi为正弦波，RL＝8Ω，管子的饱和压降VCES可忽略不计。试求最大不失真输出功率Pom（不考虑交越失真）为9W时，电源电压Vcc至少应为多大？解 由Pom?则有(VCC)22RL(VCC)2?8RLVCC?RLPom??8??9W?24V5.3.3一单电源互补对称电路如图题5．3．3所示，设T1 、T2的特性完全对称，vi为正弦波，Vcc＝12 V，RL＝8Ω。试回答下列问题：（1）静态时，电容C2两端电压应是多少？调整哪个电阻能满足这一要求？（2）动态时，若输出电压vo出现交越失真，应调整哪个电阻？如何调整？（3）若R1＝R2＝1.1KΩ，T1和T2的β＝40，|VBE|=0．7 V，PCM＝400 mw，假设 D1、D2、R2中任意一个开路，将会产生什么后果？解（1）静态时，C2两端电压应为Vc2＝Vcc/2 =6V，调整R1或R2可满足这一要求。
（2）若vo出现交越失真，可增大R2。（3）若D1、D2或R2中有一个开路，则由于T1、T2的静态功耗为PT1?PT2??IBVCE????40?VCC?2|VBE|VCC?R1?R3212V?2?0.7V12V??1156mW2.2k?2即PT1?PT1??PCM，所以会烧坏功放管。第六章6.1.2电路如图题6.1.2所示，所有BJT的β均很大，VBE＝0.7V，且T2、T3特性相同，电路参数如图。问：（1）T2、T3和R组成什么电路？在电路中起什么作用？（2）电路中T1、Re1起电平移动作用，保证vi＝0时，vo＝0。求IREF、Ic3和Re1的值。解（1）T2、T3和R组成镜像电流源电路，在电路中作为 BJT
T1的恒流源负载，提高带负载能力。（2）当vi＝0时，vo＝0VREF?VBE2?(?VEE)R(12?0.7?12)V??23.3mA1k?IC3?IREF?Re1?VI?VBE(8?0.7)V??313? IC3(23.3?10?3)A6.2.2 双端输人、双端输出理想的差分式放大电路如图题6.2.2所示。求解下列问题（1）若vi1=1500μV。vi2=500μV，求差模输人电压vid，共模输入电压vic的值；（2）若AVD＝100，求差模输出电压vod；（3）当输入电压为vid时，若从 C2点输出，求 vc2与vid的相位关系；（4）若输出电压vo＝1000 vi1－999 vi2时，求电路的从AVD、Avc和 KCMR的值。解（1）差模输人电压为vid?vi1?vi2?1500?V?500?V?1000?V共模输人电压为vic?11(vi1?vi2)?()?V?1000?V 22（2）AVD＝100，差模输出电压为vod?AVDvid?100?1000?V?100mV（3）vc2与vid同相。（4）vo?vi2，求AVD、AVD和KCMRvo?AVDvid?AVCvic1?AVD(vi1?vi2)?AVC?(vi1?vi2)211?(AVD?AVC)vi1?(AVD?AVC)vi222所以(AVD?1AVC)?1000 21(AVD?AVC)?9992AVD|?999.5 AVC则
AVC?1,AVD?999.5,KCMR?|6.2.5电路如图题 6.2 .5所示，JFET的 gm＝2mS，rDS＝20 kΩ，求：（1）双端输出时的差模电压增益AVD＝（vo1-vo2）／vid的值；（2）电路改为单端输出时，AVD1、Avc1和KCMR的值。
解（1）差模电压增益AVD?vO1?vO2vid??gm(Rd||rDS)??2mS[6.67k?]??13.3
（2）单端输出时，差模电压增益AVD1?1AVD??6.67 2共模电压增益AVC1gm(Rd||rDS)2?10?3(6.67?103)??????0.331?gm(2Rs)1?2?10?3(20?103)共模抑制比KCMR?AVD16.67??20.2 AVC10.336.2.7电路如图题6.2.7所示，已知BJT的β1=β2=βrce=200 kΩ，VBE=0.7 V，试求单端输出时的差模3=50，电压增益AVD2、共模抑制比KCMR、差模输人电阻Rid和输出电阻Ro。提示：AB两端的交流电阻???3Re3rAB?r0?rce3?1??r?(R||R)?Rbe312e3??解 R2两端的电压为VR2?R23VEE?(?9)??3.1VR1?R23?5.6IE3?VR2?VBE33.1?0.7?A?2mA 3Re31.2?10IE1?IE2?1IE3?1mA 2VT?1.53k? IE1rbe1?200??(1??1)?V?rbe3??200??(1??3)T??0.86k?IE3??R1||R2?1.95k?单端输出差模电压增益AVD2???(Rc2||RL)50?3.2??122[Rs?rbe1?(1??)Re1]2?[0.1?1.53?(1?50)?0.1]AB两端交流电阻为???3Re350?1.2???rAB?ro?rce3?1???1.95?1.2?k??3.2M? ?r?R||R?R???be312e3??单端输出的共模电压增益AVc2???(Rc2||RL)50?3.2????0.00052(1??)ro2?(1?50)?3.2?103AVD212??24000 AVC20.0005共模抑制比KCMR?差模输人电阻Rid?2[Rs?rbe1?(1??)Re]?2[01.?1.53?51?0.1]k??13.5k? 输出电阻Ro?Rc2?4.7k?6.2.9 电路如图题6.2.9所示，设所有BJT的β＝20，rbe＝2.5KΩ，rce＝200KΩ，FET的gm＝4mS，其它参数如图所示。求：（1）两级放大电路的电压增益Av＝Av1·Av2；（2）Rid和Ro；（3）第一级单端输出时的差模电压增益
AVD1?vo1、共模电压增益Avc1和共模抑制比KCMR vid注：源极恒流源交流等效电阻为???(Re5?Rp3)??ro?rce5?1??[R||(r?R)]?r?(R?R)?3be6e6be5e5p3???解
（1）两级放大电路的电压增益AVD?AV1?AV2???Rc3'??gmRL1???r?(1??)Rp2be3?2????????? ?????Rp1????????gm??Rd1?||?rbe3?2??????Rp2???Rc3???(1??)????2????r?(1??)Rp2be3?2???20?12??4?5.1?????2.5?(1?20)?0.2??730（2）输入电阻Rid?R1||rgs?R1?5.1M?输出电阻Ro?Rc3?Rc4?24k? （3）第一级单端输出时的差模电压增益1AVD1??gmR'L12Rp1??Rp2??1????????gm??Rd1?||r?(1??)?? ??be32?22???????1???4?5.1??10.22T1、T2源极恒流源交流等效电阻???(Re5?Rp3)??ro?rce5?1??[R||(r?R)]?r?(R?R)?3be6e6be5e5p3??? 20?8.5???200?1??k??2664k??2.8?2.5?8.5?第一级单端输出的共模电压增益AVC1gmR'L14?5.1??????0.96?10?31?gm(2ro)1?4?2?2664共模抑制比KCMR?AVD110.23??10.6?10 ?3AVC10.96?10第七章7.1.1在图题7.1.1所示的各电路中，哪些元件组成了级间反馈通路？它们所引人的反馈是正反馈还是负反馈？是直流反馈还是交流反馈？（设各电路中电容的容抗对交流信号均可忽略）解 图题7.1.la中，由电阻R1、R2组成反馈通路，引人负反馈，交、直流反馈均有；b图中，由Re1且人负反馈，交、直流反馈均有，由Rf1、Rf2引人直流负反馈；c图中，由Rf、Re2引人负反馈，交、直流反馈均有；d图中，由R1、R2引人负反馈，交、直流反馈均有；e图中，由A2、R3引人负反馈，交、直流反馈均有；f图中，由R6引人负反馈，交、直流反馈均有。7.1.2 试判断图题7.1.1所示各电路的级间交流反馈的组态。 解 图题7.1.1a中，R2、R1引入电压并联负反馈； b图中，Re1引入电流串联负反馈； c图中，Rf、Re2引入电流并联负反馈； d图中，R2、R1引入电压串联负反馈； e图中，A2、R3引入电压并联负反馈； f图中，R6引入电流串联负反馈；7.1.4 电路如图7.1.4所示，（1）分别说明Rf1，Rf2引入的两路反馈的类型及各自的主要作用；（2）指出这两路反馈在影响该放大电路性能方面可能出现的矛盾是什么？（3）为了消除上述可能出现的矛盾，有人提出将Rf2断开，此方法是否可行？为什么？你认为怎样才能消除这个矛盾？解（1）Rf1在第一、三级间引入交、直流负反馈，此直流负反馈能稳定前三级的静态工作点，其交流反馈为电流串联负反馈，可稳定第三级的输出电流，同时提高整个放大电路的输人电阻；Rf2在第一、四级间引入交、直流负反馈，其中直流负反馈为T1；提供直流偏置，且稳定各级的静态工作点，而其交流反馈为电压并联负反馈，可稳定该电路的输出电压，即降低电路的输出电阻，另外也降低了整个电路的输人电阻。（2）Rf1的引入使 Rif上升，而Rf2的引入使Rif下降，产生矛盾。（3）不能断开Rf2，因Rf2是T1的偏置电阻，否则电路不能正常工作。消除上述矛盾的?4的两端并一容量足够大的电容器，去掉Rf2上的交流负反馈，这对输出电压的稳方法是在Re定不会有很大影响，因为T4是射极输出器。?很大。7.1.6设图题 7.1.6所示电路中的开环增益A（1）指出所引反馈的类型；（2）写出?的表达式；输出电流I（3）说明该电路的功能。 o解（1）由R2、R3引入了电流并联负反馈。（2）在深度负反馈条件下（因开环增益很大），由“虚短”、“虚断”可知???I???Vi vN?vP?0,IfiR1??IfR3? I0R2?R3??R2?R3V I0iR1R3已知R1?R2?10k?,R3?10?,R2??R3，则???Vi??Vi I0R310?(3) 此电路可视为压控电流源。?/X?的表达式。 7.2.2某反馈放大电路的方框图如图题7.2.2所示。试推导其闭环增益Xoi?
解 设该放大电路的开环增益为A????XXXA00102??A????A1Xid1Xid1X011?A2F2??XA0?AF??FX1?A11?A?A12??1?A2F2A1A2??AAA1?AF2?1?F11?AF22?|与开环电压增益?|?0.01,试绘出闭环电压增益|A7.3.2 负反馈放大电路的反馈系数|FVVFAVO之间的关系曲线。设AVO在1与1000之间变化。解 依据式??AVFAVO|1?AVO|FV?|与AVO的关系曲线如图解7.3.2所示。 ?|?0.01，可画出|A及|FVVF7.3.7 一运放的开环增益为 106，其最低的转折频率为 5 Hz。若将该运放组成一同相放大电路，并使它的增益为100，问此时的带宽和增益－带宽积各为多少？解 因开环与闭环时的增益一带宽积相等，故增益一带宽积为A·BW≈A·fH＝5 ×106Hz，闭环时的带宽BW?fHFA?fH5?106Hz???5?104Hz?50kHzAF1007.3.9 图题7.1.1所示各电路中，哪些电路能稳定输出电压？哪些电路能稳定输出电流？哪些电路能提高输入电阻？哪些电路能降低输出电阻？ 解 图题7.1.1所示各电路中： 稳定输出电压的有：a，d，e 稳定输出电流的有：b，c，f 提高输入电阻的有：b，d，f 降低输出电阻的有：a，d，e7.4.4在图题7.1.1a、b、c、e所示各电路中，在深度负反馈的条件下，试近似计算它的闭环增益。解 图题7.1.1a中引人电压并联负反馈，在深度负反馈下，有iI?iF故??vO??iFR2??R
ARF2iIiIb图中引人电流串联负反馈在深度负反馈条件下，有vI?vF故??iO?
AGFvIiO1? iORe1Re1c图中引人电流井联负反馈，在深度负反馈条件下有iI?iF故??iO?AIFiIRf?Re2iO??Re2Re2?iORf?Re2e图中引人电压井联负反馈，在深度负反馈条件下，有iI?iF（流过R3的电流），故??vO??i1R3??R ARF3iIiI7.5.1 设某集成运放的开环频率响应的表达式为??
AV(1?j105ffH1)(1?jffH2)(1?jffH3)其中fH1＝1MHz，fH2＝10MHz，fH3＝50MHz。（1）画出它的波特图；（2）若利用该运放组成一电阻性负反馈放大电路，并要求有45o的相位相度，问此放大电路的最大环路增益为多少？（3）若用该运放组成一电压跟随器能否稳定地工作？
解（1）画波特图?f??f??f?????
由20lgAV?100?20lg???20lg1??20lg??f??f??f???H1??H2??H3?222????arctgffH1?arctgffH2?arctgffH3画出波特图，如图解7.5.1所示。（2）求最大环路增益由图解7.5.1可知，当相位裕度?m＝45时o20lg故最大环路增益为1?|?82dB ?20lg|AVFV?F|?20lg|A?|?20lg1?(100?82)dB?18dB 20lg|AVMVVMFV?|?0dB，而现在（3）若用该运放组成电压跟随器，因Fv＝1，则要求20lg|AV?|?100dB．故电路不能正常工作。20lg|AVM第八章8.1.1在同相输人加法电路如图题8.1.1所示，求输出电压vo；当R1＝R2＝R3＝Rf时，vo＝？解
输出电压为Rf???vO??1?vP ??R3??式中 vP?即R2R2vS1?vS2R1?R2R1?R2Rf??1?vO????1?R???3??R1?R2????(R2vS1?R1vS2) ?若R1?R2?R3?Rf，则vO?vS1?vS28.1.4 电路如图题8.1.4所示，设运放是理想的，试求vO1、vO2及vO的值。 解
A1、A2组成电压跟随电路vO1?V1??3V,vO2?V2?4VA3组成加减电路。利用叠加原理。当V3＝0，反相加法时，A3的输出电压为v'O????R3RvO1?3vO2R1R23030(?3V)?(4V)??1V3030当vO1＝0，vO2＝0，V3＝+3V时，A3的输出电压为v''O?R3??1??R1||R2????vP ?vP?R530(V3)?(3V)?2VR4?R515?30?30?v''O??1???2V?6V?15??与vo??叠加得输出电压为 vovO?v'O?v''O??1V?6V?5V8.1.7 图题8.1.7为一增益线性调节运放电路，试推导该电路的电压增益AV?达式。解 A1、A2是电压跟随器，有vO1?vI1,vO2?vI2 利用虚短和虚断概念，有vo的表(vI1?vI2)?vO1?vN3vN3??RR21??vO1?vP3vP3?vO4??R2 ?R1?R?vO4??3vOR4??v?vP3?N3将上述方程组联立求解，得?R1R3?R2vO1?R2vO2????R??VO，故4??AV?vORR??24vI1?vI2R1R38.1.11 电路如图题8.1.11所示，A1、A2为理想运放，电容器C的初始电压vC(0)?0V。（1）写出vo与vS1、vS2和vS3之间的关系式；（2）当电路中电阻R1＝R2＝R3＝R4＝R5＝R时，求输出电压vo的表达式。解（1）A1组成差分式运算电路，A2组成积分电路。A1的输出电压为?R3??R4?R4???vO1??1?v?vS1 S2??R?R??R1?R13???2A2的输出电压为1t?vO1vS3??vO?????dt ?0C?R5R6??（2）当R1＝R2＝R3＝R4＝R5＝R时，vO1?vS2?vS1vO??1t??vS2?vS1??vS3?dt ?0RC8.3.2 电路如图题8.3.2所示，若电路中的BJT T1、T2、T3相互匹配，试求vo的表达式，说明此电路完成何种运算功能。解 A1和A2组成对数运算电路，有vO1??VTlnvI1IES1R1vI2IES2R2vO2??VTlnA3为反相加法运算电路，有?vI1vI2vO3???vO1?vO2??VT?ln?ln?IRIES2R2ES11?A4为反对数运算电路，因此可得??? ?vO??IES3RfevO3/VT??IES3RfvI1vI2IES1IES2R1R2当IES1＝IES2＝IES3＝IES，R1＝R2＝Rf＝R时，有vO??1IESRvI1vI2此电路完成乘法运算功能。8.5.3 图题8.5.3所示为一个一阶低通滤波器电路，试推导电路的传递函数，并求出其－3 dB截止角频率?H。（A为理想运放）解 这是一个一阶有源低通滤波电路。考虑到其通带电压增益AVF＝1，且电压跟随器的输入阻抗很高、输出阻抗很低，因此可得下列关系式Vo(s)?1sCR?1sCVi(s)?1Vi(s)1?sRC电路的传递函数为A(s)?Vo(s)?Vi(s)11?s?n式中，?0?1称为特征角频率，也是-3dB截止角频率。 RC8.5.4试画出下列传递函数的幅频响应曲线，并分别指出各传递函数表示哪一种（低通、高通、带通、带阻或全通）滤波电路：（提示：下面各式中S＝s?n?j??n）(1)A(S)?1S?2S?12(2)A(S)?1S?2S?2S?132S2(3)A(S)?3 2S?2S?2S?1S2?2S?2(4)A(S)?2S?2S?2(5)A(S)?2S2S?0.2S?11S?2S?12解 （1）A(S)??j??A???????n?1??1?????n????j2??n?1????1???????n????222?j??A???????n?2??????2??????n???|A(当???n时，（2）A(S)?j??n)|?12，得幅频特性如图8.5.4a所示。这是一个二阶低通滤波电路。1S?2S?2S?132?j??A???????n?123?????????1?2??????j?2??????????n??n?n???1????1?2?????n?????2?j??A???????n???????3?????2???????????n?n???22当???n时，|A(j??n)|?12，得幅频特性如图8.5.4b所示。这是一个三阶低通滤波电路。S2（3）A(S)?3S?2S2?2S?1?????j???n??j?????A?? ???23???n???????????1?2??j2????????????n??n?n???3?j??A???????n???????n????1?2?????n?)|?12????3????2??????3?????2???????????n?n???22???????n????3??1?????n????6|A(当???n时，j??n，得幅频特性如图8.5.4c所示。这是一个三阶高通滤波电路。S2?2S?2(4)A(S)?2S?2S?2??2?????j???n?A????????n?2?????n|A(当???n时，????j2??n? 2????j2??n?)|?12，得幅频特性如图8.5.4d所示。这是全通滤波电路。2j??n(5)A(S)?2S2S?0.2S?1?j??A???????n?j2??1?????n2??n????j0.2??n?)|?12，得幅频特性如图8.5.4e所示。这是一个三阶高通滤波电路。当???n时，|A(j??n8.5.11 设A为理想运放，试写出图题8.5.11所示电路的传递函数，指出这是一个什么类型的滤波电路。解 由图题8.5.11有V(s)A(s)?o?Vi(s)Rf1Rf?sC??sCRf1?sCRf上式说明，这是一个一阶高通滤波电路。第九章9.2.1电路如图题9.2.1所示，试用相位平衡条件判断哪个电路可能振荡，哪个不能，并简述理由。解 图题9.2.la所示电路不能振荡。用瞬时（变化）极性法分析可知，从T1栅极断开，加180。考虑到 RC串并联网络在一“（＋）”信号，则从 T2射极输出为“（－）”，即?a＝o?＝?0＝1/RC时?f＝0o，因此反馈回T1栅极的信号为“（－）”，即?a??f?360，不满o足相位平衡条件。图题9.2.1b所示电路能振荡。当从运放同相端断开并加一“（＋）”信号，则vo为“（十）”，1/RC时，?f＝0，经 RC串并联网络反馈到同相端的信即?a＝0或360。因在?＝?0＝号也为“（＋）”，即有?a??f＝0或 360o，满足相位平衡条件。9.2.6 设运放A是理想的，试分析图题9.2.6所示正弦波振荡电路：（1）为满足振荡条件， 试在图中用＋、－标出运放A的同相端和反相端；（2）为能起振，Rp和R2两个电阻之和应大于何值；（3）此电路的振荡频率f0＝？（4）试证明稳定振荡时输出电压的峰值为ooooVom?3R1VZ2R?RP解（1）利用瞬时极性法分析可知，为满足相位平衡条件，运放A的输人端应为上“＋”下“－”。 （2）为能起振．要求AV?1?RP?R2?3 ，即 R1RP?R2?2R1?10.2k?（3）振荡频率f0?1/(2??0.01F?10?6?10?103?)?1591.5Hz（4）求Vom表达式当vB＝Vom时，有VN?VP?Vom132VZ?VRP?Vom3VNRP R1VomRP 3R1考虑到通过R1与Rp得电流相等，有VRP?得 VRP?VZ?Vom2RP?Vom 3R13整理得：Vom?3R1?VZ2R1?RP9.3.1电路如图题9.3.l所示，试用相位平衡条件判断哪个能振荡，哪个不能，说明理由。解 用瞬时极性法判断。图题9.3.la所示为共射电路，设从基极断开，并加入“（＋）”信号，则经变压器反馈回来180，不满足相位平衡条件．不能振荡。 的为“（－）”信号，即?a??f＝图题9.3.1b为共基极电路，设从射极断开，并加入“（＋）”信号，则经变压器反馈回来的为“（十）信号，即?a??f＝360，满足相位平衡条件，可能振荡。图题9.3.1c为共基极电路，设从射极断开，并加入“（＋）”信号，则经L1反馈回来的信oo180，不满足相位平衡条件，不能振荡。 号为“（－）”，即?a??f＝o图题9.3.1d为共射电路，设基极断开，并加入“（＋）”信号，经变压器反馈到L1的信号为“（＋）”，即?a??f＝360，满足相位平衡条件，可能振荡。9.3.2对图题9.3.2所示的各三点式振荡器的交流通路（或电路），试用相位平衡条件判断 哪个可能振荡，哪个不能，指出可能振荡的电路属于什么类型。o解 用瞬时极性法判断。图题 9.3.2a所示电路不能振荡。例如，设从反相端加入“（＋）”信号，则由L1得到的反馈信180，不满足相位平衡条件。 号为“（－）”，即?a??f＝图题9.3.2b所示电路可能振荡。当石英晶体呈感性时，构成电容三点式振荡电路。例如，当从栅极加入“（十）”信号，vo为“（－）”，经与栅极相连的电容获得的反馈信号为“（十）”，即?a??f＝360，满足相位平衡条件。图题9.3.2c所示电路不能振荡。例如，设从反相输人端加入“（＋）”信号，则由C3获得oo180，不满足相位平衡条件。 的反馈信号为“（－）”，即?a??f＝9.3.4两种石英晶体振荡器原理电路如图题9.3.4a上所示。试说明它们属于哪种类型的 晶体振荡电路，为什么说这种电路结构有利于提高频率稳定度？o解 图题9.3.4a是电感三点式晶振电路。
图题9.3.4b是电容三点式晶振电路。由于石英晶体的品质因数Q值很高，因而这种电路的频率稳定度很高，当它工作于串联谐振方式时，振荡频率的稳定度可以更高。为了不降低品质因数Q，外电路的串联电阻和石英晶体的阻尼电阻R相比，要尽可能小，图题9.3.4a上两电路符合上述要求。第十章10.1.1变压器副边有中心抽头的全波整流电路如图题10.1.1所示，副边电源电压为v2a?v2b?2V2sin?t假定忽略管子的正向压降和变压器内阻。 （1）试圆出v2a、v2b、iD1、iD1、iL、vL及一极管承受的反向电压vR。的波形；（2）已知V2（有效值），求VL、IL（均为平均值）；（3）计算整流二极管的平均电流ID、最大反向电压 VRM；（4）若已知 VL＝30 V，IL＝80 mA，试计算 V2a、V2b的值，并选择整流二极管。解（1）v2a、v2b、iD1、iD1、iL、vL及一极管承受的反向电压vR。的波形如图解10.1.1所示。（2）负载电压VL和负载电流IL（平均值）VL??11??0??0vLd(?t)??2V2sin?td(?t)?0.9V2IL?VL0.9V2?RLRL（3）整流二极管的平均电流ID和最大反向电VRM1ID?2???0vL1d(?t)?RL2???02V2Isin?td(?t)?L RL2VRM?22V2（4） VL＝30V，IL＝80mA时V2a?V2b?VL?1.11?30V?33.3V 0.9此时二极管电流ID?IL80mA??40mA 22VRM?22?33.3V?94.2V41选用2CP6A10.1.4如图题10.1.4所示倍压整流电路，试标出每个电容器上的电压和二极管承受的最 大反向电压；求输出电压VL1、VL2的大小，并标出极性。解 每个电容器上承受的最大电压v2正半周（a端正b端负）D1导通，C1两端电压最大值为VC1?2V2v2负半周，D2导通，V2和C1两端电压一起通过D2对C2充电，C2两端电压的最大值为VC2?2V2?VC1?22V2v2正半周D3导通，同理，C3两端电压最大值为VC3?2V2?VC1?VC1?22V2v2负半周，D4导通，C4两端电压最大值为VC4?2V2?VC1?VC3?VC2?22V2二极管承受的最大反向电压VRM?22V2ac两端电压VL1?VC2?VC4?42V2bd两端电压VL2?VC1?VC3?32V2电压极性如图题10．1．4所示。10.2.1电路如图题 10．2．1所示，稳压管Dz的稳定电压 Vz＝6 V，VI＝18 V，C＝1000 pF，R＝RL＝1KΩ。（1）电路中稳压管接反或限流电阻R短路，会出现什么现象？（2）求变压器副边电压有效值 V2、输出电压 Vo的值？（3）若稳压管Dz的动态电阻 rz＝20Ω，求稳压电路的内阻Ro及面?Vo/?VI的值；（4）若电容器C断开，试画vI、vO及电阻R两端电压vR的波形。42解（1）稳压管接反使VO降低到约为0.7V；而限流电阻R短路，IR电流过大，使IZ电流 超过允许值会使稳压管烧坏。（2）Vo=Vz=6V,而V2?V1/1.2?18V/1.2?15V（3）稳压电路内阻Ro?rz||R?rz?20?一般RL>>RZ所以?Vorz||RLrz20?????0.R?rz||RLR?rz(1?10?20)?（4）vI、vO及电阻R两端电压vR的波形如图解10.2.1所示，其中 vI?vO?vR4310.2.4 电路如图题10.2.4所示，集成稳压器端电压V32＝VREF＝24 V，求输出电压VO和输出电流IO的表达式，说明该电路具有什么作用？ 解 运放A接成电压跟随器，所以R1上的电压VR1＝V32＝VREF，则电路的输出电压为??R2?R2????VO?VREF?1??241?V ????R1?R1???IO?VREF R1电路中VREF、R1一定时，该电路具有恒流作用。44本文由()首发，转载请保留网址和出处！
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