《模擬電子技術(shù)》思考與練習(xí)解答

1、模擬電子技術(shù)節(jié)后思考與練習(xí)解答L 1思考與練習(xí)1、半導(dǎo)體具有哪些獨特性能？在導(dǎo)電機理上，半導(dǎo)體與金屬導(dǎo)體有何區(qū)別？答：半導(dǎo)體 只所以應(yīng)用廣泛，是因為它具有光敏性、熱敏性和摻雜性的獨特性能，在導(dǎo)電機理上，金屬 導(dǎo)體中只有自由電子一種載流子參與導(dǎo)電，而半導(dǎo)體中有多子和少子兩種載流子同時參與導(dǎo) 電，這是它們導(dǎo)電機理上的本質(zhì)區(qū)別。2、何謂本征半導(dǎo)體？什么是“本征激發(fā)”？什么是“復(fù)合” ?答：天然半導(dǎo)體材料經(jīng)過 特殊的高度提純工藝，成為晶格結(jié)構(gòu)完全對稱的純凈半導(dǎo)體時，稱為本征半導(dǎo)體。由于光 照、輻射、溫度的影響在本征半導(dǎo)體中產(chǎn)生電子一空穴對的現(xiàn)象稱為本征.激.發(fā).；本征激發(fā)的同時，共價鍵中的另外一些價電

2、子 “跳進”相鄰原子 由 本征激發(fā)而產(chǎn)生的空穴中的現(xiàn)象稱為復(fù)合一。復(fù)合不同于本征激發(fā)，本征激發(fā)的主要導(dǎo)電方 式是完全脫離了共價鍵的自由電子載流子逆著電場方向而形成的定向遷移，而復(fù)合運動的導(dǎo) 電方式是空穴.載.流.子.的定向遷移，空穴載流子帶正電，順電場方向定向運動形成電流。3、N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體有何不同？各有何特點？它們是半導(dǎo)體器件嗎？答：本征 半導(dǎo)體中摻入五價雜質(zhì)元素后可得到N型半導(dǎo)體，N型半導(dǎo)體中多子是自由電子，少子是 空穴，定域的離子帶正電；本征半導(dǎo)體中摻入三價雜質(zhì)元素后可得到P型半導(dǎo)體，P型半 導(dǎo)體中多子是空穴，少子是自由電子，定域的離子帶負電。這兩種類型的半導(dǎo)體是構(gòu)成半導(dǎo) 體器件

3、的基本元素，但它們都不能稱之為半導(dǎo)體器件。4、何謂PN結(jié)？ PN結(jié)具有什么特性？答：在同一塊晶體中的兩端注入不同的雜質(zhì)元素 后，在兩端分別形成P區(qū)和N區(qū)，而在P區(qū)和N區(qū)交界處因為濃度上的差別而出現(xiàn)擴 散，擴散的結(jié)果在兩區(qū)交界處形成一個干凈的離子區(qū)，這個離子區(qū)就是PN結(jié)，PN結(jié)具有 單向?qū)щ娦裕赫蚱脮r導(dǎo)通，反向偏置 時截止。5、電擊穿和熱擊穿有何不同？試述雪崩擊穿和齊納擊穿的特點。答：電擊穿包括雪崩擊 穿和齊納擊穿，前者是一種碰撞的擊穿，后者屬于場效應(yīng)的擊穿，這兩種電擊穿一般可逆， 不會造成PN結(jié)的永久損壞。如果上述兩種擊穿不加任何限制而持續(xù)增強時，由于PN結(jié)上 的熱量積累就會造成熱擊穿，熱

4、擊穿過程不可逆，可造成二極管的永久損壞。1.2思考與練習(xí)1、二極管的伏安安特性曲線上分為幾個區(qū)？試述各工作區(qū)上電壓和電流的關(guān)系。答：二 極管的伏安特性曲線上分有死區(qū)、正向?qū)▍^(qū)、反向截止區(qū)和反向擊穿區(qū)四個工作區(qū)。死區(qū)上正向電壓很小，電流基本為零；正向?qū)▍^(qū)管壓降基本不變，硅管約為0. 60. 8V ,其典型值通常取0. 7V ；錯管約為0. 20. 3V ,其典型值常取0. 3V,但 通過管子的正向電流迅速增長；在反向截止區(qū)內(nèi)，通過二極管的反向電流是半導(dǎo)體內(nèi)部的少 數(shù)載流子的漂移運動，只要二極管工作環(huán)境的溫度不變，少數(shù)載流子的數(shù)量就保持恒定，由 于反向飽 和電流的數(shù)值很小，在工程實際中通常近似

5、視為零值；在反向擊穿區(qū)，反向電流會 突然隨 反向電壓的增加而急劇增大，造成齊納擊穿或雪崩擊穿現(xiàn)象，如不加限流設(shè)置，極易 造成“熱擊穿”而使二極管永久損壞。2、普通二極管進入反向擊穿區(qū)后是否一定會被燒損？為什么？答：普通二極管工作在反向擊穿區(qū)時，反向電流都很大，如不加設(shè)限流設(shè)置，極易造成“熱擊穿”而造成永久損壞。3、為什么把反向截止區(qū)的電流又稱為反向飽和電流？答：反向截止區(qū)內(nèi)通過二極管的反向電流是半導(dǎo)體內(nèi)部少數(shù)載流 子的漂移運動形成的。只要二極管的工作環(huán)境溫度不變，少數(shù)載流子 的數(shù)量就會保持恒 定，因此反向截止區(qū)的電流又被稱為反向飽和電流。反向飽和電流的數(shù)值很小，在工程實 際 中通常近似視為零值

6、。o圖4、試判斷圖1.23所示電路中二極管各處于什么工作狀態(tài)？設(shè)各 二極管的導(dǎo)通電壓為0. 7V ,求輸出電壓Uao o答：圖中二極管VD 1處于正向?qū)顟B(tài)，二極管VD 2處于反向 截止狀態(tài)，輸出電壓U ao =- 0. 7V o5、把一個1.5V的干電池直接正向聯(lián)接到二極管的兩端，會出現(xiàn)什么問題？答：測量二極管類型及好壞時，通常采用 1.5V干電池串一個約1k的電阻，并使 極管按正向接法與電阻相連接，使二極管正向?qū)?。然后用萬用表的直流電壓檔測量二極 管 兩端的管壓降Ud,如果測到的Ud為0.61).7V則為硅管，如果測到的Ud為0.l0. 3V就是鋁管。如果測量時直接把1.5V的干電池正

7、向連接到二極管的兩端，因為沒有限流電阻, 就可能使二極管中因電流過大而損壞。6、理想二極管電路如圖1.24所示。已知輸入電壓m= lOsin otV ,試畫出輸出電uo 壓DOM1O盟/ V 4圖 1.24的波形。答：（a）圖：圖中二極管若看作理想二極管，當輸入正弦波電壓低于一 5V時，二極 管D導(dǎo)通，輸出電壓uo=ui；當輸入正弦波電壓高于一 5V時，二極管D截止，輸出電壓 uo=-5V,波形如下圖所示:Uo/Ui（b）圖：圖中二極管也看作理想二極管，當輸入正弦波電壓高于+ 5V時，二極管D 導(dǎo)通，輸出電壓uo=Ui ；當輸入正弦波電壓低于+ 5V時，二極管D截止，輸出電壓uo=+ 5V ,

8、波形如下圖所示：1. 3思考與練習(xí)1、雙極型三極管的發(fā)射極和集電極是否可以互換使用？為什么？答：由于三極管的發(fā)射 區(qū)和集電區(qū)摻雜質(zhì)濃度上存在較大差異，且面積也相差不少，因此不能互換使用。如果互換 使用，其放大能力將大大下降甚至失去放大能力。2、三極管在輸出特性曲線的飽和區(qū)工作時，其電流放大系數(shù)是否也等于8 ?答：三極管工作在飽和區(qū)時，電流放大能力下降，電流放大系數(shù)B值隨之下降。3、使用三極管時，只要集電極電流超過1cm值；耗散功率超過Pcm值；集一射 極電壓超過U（BR）CE。值，三極管就必然損壞。上述說法哪個是對的？答：其中只有說法正確，超過最大耗散功率Pcm值時，三極管將由于過熱而燒損。4

9、、用萬用表測量某些三極管的管壓降得到下列幾組數(shù)據(jù)，說明每個管子是 NPN型還 是PNP型？是硅管還是錯管？它們各工作在什么區(qū)域？ Ube=0. 7V , Uce= 0. 3V ； Ube=0. 7V , Uce= 4V； Ube=0V , Uce=4V； Ube=- 0. 2V, Uce=-0. 3V；®vBE = 0V ， UcE=- 4V o答：NPN硅管，飽和區(qū)；NPN硅管，放大區(qū)；NPN硅管，截止區(qū)；PNP銘 管，放大區(qū)；PNP錨管，截止區(qū)。5、復(fù)合管和普通三極管相比，具有哪些特點？通常用于哪些場合？答：和普通三極管相 比，復(fù)合管的電流放大系數(shù)比普通三極管大得多，鑒于復(fù)合管的

10、這種特點，常常用于音頻功 率放大、電源穩(wěn)壓、大電流驅(qū)動和開關(guān)控制等電路中。 .4思考與練習(xí)1、雙極型三極管和單極型三極管的導(dǎo)電機理有什么不同？為什么稱雙極型三極管為電流 控制型器件？ MOS管為電壓控制型器件？答：雙極型三極管有多子和少子兩種載流子同時參與導(dǎo)電；單極型三極管只有多子參與 導(dǎo)電。由于雙極型三極管的輸出電流1c受基極電流1b的控制，因此稱其為電流控件；MOS管的輸出電流Id受柵源間電壓Ugs的控制，因之稱為電壓控制型器件。2、當Ugs為何值時，增強型N溝道MOS管導(dǎo)通？當Ugd等于何值時，漏極電流表現(xiàn) 出 恒流特性？答：當Ugs=Ut時，增強型N溝道MOS管開始導(dǎo)通，隨著Ugs的增

11、加，溝道加寬，Id 增大。當Ugd =U gs- Uds< U t時，漏極電流Id幾乎不變，表現(xiàn)出恒流特性。3、雙極型三極管和MOS管的輸入電阻有何不同？答：雙極型三極管的輸入電阻rbe一般在幾百歐千歐左右，相對較小；而MOS管絕 緣層的輸入電阻極高，趨近于無窮大，因此通常認為柵極電流為零。4、MOS管在不使用時，應(yīng)注意避免什么問題？否則會出現(xiàn)何種事故？答：由于二氧化 硅層的原因，使MOS管具有很高的輸入電阻。受外界電壓影響時，柵極易產(chǎn)生相當高的感應(yīng) 電壓，造成管子擊穿，所以MOS管在不使用時應(yīng)避免柵極懸空，務(wù)必將各電極短接。5、為什么說場效應(yīng)管的熱穩(wěn)定性比雙極型三極管的熱穩(wěn)定性好？答：

12、雙極型三極管同時 有兩種載流子參與導(dǎo)電，其中少數(shù)載流子受溫度影響變化較大，即其熱穩(wěn)定性較差，而場效 應(yīng)管只有多子一種載流子參與導(dǎo)電，而溫度對多子無影響，因此其熱穩(wěn)定性較好。 .5思考與練習(xí)1、分析下列說法是否正確，對者打“ 錯者打“X”。(1)晶閘管加上大于IV的正向陽極電壓就能導(dǎo)通。(x )（2）晶閘管導(dǎo)通后，控制極就失去了控制作用。（V ）（3）晶閘管導(dǎo)通時，其陽極電流的大小由控制極電流決定。（V）（4）只要陽極電流小于維持電流，晶閘管就從導(dǎo)通轉(zhuǎn)為阻斷。（X ）（只有在門控極電流為零時，陽極電流小于維持電流時，晶閘管才會從導(dǎo)通轉(zhuǎn)為阻 斷。）2、當正向陽極電壓大到正向轉(zhuǎn)折電壓時，晶閘管能夠正

13、常導(dǎo)通嗎？為什么？答：當正向陽極電壓超過臨界極限即正向轉(zhuǎn)折電壓Ubo時，漏電流會急劇增大，晶閘管便由阻斷狀態(tài)轉(zhuǎn)變導(dǎo)通狀態(tài)，這種開通不屬于正常導(dǎo)通，稱為“硬開通”。3、何謂晶閘管的“硬開通” ？晶閘管正常工作時允許“硬開通”嗎？為什么？答：晶閘管的正向陽極電壓超過臨界極限即正向轉(zhuǎn)折電壓Ubo時，晶閘管出現(xiàn)“硬開通”，硬開通時晶閘管的管壓降只有IV左右，但是通過晶閘管的電流卻很大，顯然，晶閘 管正常工作時一般是不允許硬開通。4、選擇晶閘管時，主要選擇哪兩個技術(shù)參數(shù)？答：選擇晶閘管時，主要選擇額定通態(tài) 平均電流It和反向峰值電壓Urrni這兩個參數(shù)。2.1思考與練習(xí)1、影響靜態(tài)工作點穩(wěn)定的因素有哪些

14、？其中哪個因素影響最大？如何防范？答：實踐證明，放大電路即使有了合適靜態(tài)工作點，在外部因素的影響下，例如溫度 變 化、電源電壓的波動等，都會引起靜態(tài)工作點的偏移，在諸多影響因素中，溫度變化是 影響 靜點穩(wěn)定的最主要因素。在放大電路中加入反饋環(huán)節(jié)，可以有效地抑制溫度對靜態(tài)工d)c)圖2. 19思考與練習(xí)題2電路圖作點的影響。2、圖2. 19所示各電路，分析其中哪些具有放大交流信號的能力？為什么？答：圖（a）沒有放大交流信號的能力。因為，基極電位Vb=Ucc,靜態(tài)工作點太高； 圖（b）電路中，由于集電極電阻Rc=O,所以無法實現(xiàn)電壓放大；圖（c）分壓式偏置共射放 大電路缺少負反饋環(huán)節(jié)，且電容極性反

15、了，因此易產(chǎn)生失真，不能正常放大；圖（ d） 電路中核心元件三極管應(yīng)選擇NPN硅管，但用成PNP管，因此不具有交流信號放大能力。3、靜態(tài)時耦合電容Ci、C2兩端有無電壓？若有，其電壓極性和大小如何確定？答：靜 態(tài)時耦合電容Ci和C2兩端均有電壓。共射放大電路靜態(tài)時，輸入信號源相當于短路，因 此，耦合電容Ci的端電壓等于三極管基極電位值Vb,左低右高；靜態(tài)下由于無輸出，所以輸出端也相當短路短路，耦合電容 C2的端電壓等于三極管輸出電壓值Uce, 左高右低。4、放大電路的失真包括哪些？失真情況下，集電極電流的波形和輸出電壓的波形有 何不同？消除這些失真一般采取什么措施？答：放大電路出現(xiàn)的失真包括截

16、止失真和飽和失真兩種。截止失真時，共射放大電路的集 電極電流波形出現(xiàn)下削波，輸出電壓波形出現(xiàn)上削頂；飽和失真時，共射放大電路的集電極電 流波形出現(xiàn)上削波，輸出電壓波形出現(xiàn)下削頂。消除截止失真，需將靜態(tài)工作點上移，消除飽 和失真，要將靜態(tài)工作點下移。另外，還要在電路中加設(shè)反饋環(huán)節(jié)。5、試述Re和Ce在放大電路中所起的作用。答：Re在電路中起的作用是負反饋作用，數(shù)值通常為幾十至幾千歐，它不但能夠?qū)χ绷?信號產(chǎn)生負反饋作用，同樣可對交流信號產(chǎn)生負反饋作用，從而造成電壓增益下降過多。為 了不使交流信號削弱，一般在 Re的兩端并上一個濾波電容Ce,以消除反饋電阻對交流 量的影響，減小Re對交流電壓放大倍

17、數(shù)的影響。6、放大電路中為什么要設(shè)置靜態(tài)工作點？靜態(tài)工作點不穩(wěn)定對放大電路有何影響？答： 對放大電路的要求是：對輸入信號能放大且不失真。放大電路的核心元件三極管為非線性器 件，只有保證在任意時刻都使三極管工作在線性放大區(qū)，輸出波形才不會失真。若不設(shè)置靜 態(tài)工作點，則死區(qū)電壓以下的信號萬分就不能得到傳輸而造成失真；若讓靜態(tài)工作點靠近或進 入截止區(qū)，則輸出波形容易發(fā)生截止失真；若靜態(tài)工作點靠近或進入飽和區(qū)，輸出波形容易發(fā) 生飽和失真。7、電壓放大倍數(shù)的概念是什么？電壓放大倍數(shù)是如何定義的？共發(fā)射極放大電路的電 壓放大倍數(shù)與哪些參數(shù)有關(guān)？答：共發(fā)射極電壓放大電路的主要任務(wù)是對輸入的小信號進行電壓放大

18、，因此電壓放 大倍 數(shù)Au是衡量放大電路性能的主要指標。放大電路中，通常把電壓放大倍數(shù)定義為輸出電壓的 幅值與輸入電壓的幅值之比。共發(fā)射極放大電路的電壓放大倍數(shù)與晶體管的電流 放大倍數(shù) 8、動態(tài)電阻r be及集電極電阻Rc有關(guān)。ri盡量大8、試述放大電路輸入電阻的概念。為什么總是希望放大電路的輸入電阻答：對需要傳輸和放大的信號源來說，放大電路相當于一個負載，負載電阻就是放大電路 的輸入電阻。放大電路的輸入電阻ri的大小決定了放大器向信號源取用電流的大小。因為被放大信號是微弱小信號，而且總是存在一定內(nèi)阻。所以我們希望放大電路的輸入電阻 m盡量大些，這樣從信號源取用的電流就會小一些，以免造成輸入信

19、號電壓的衰減。9、試述放大電路輸出電阻的概念。為什么總是希望放大電路的輸出電阻r。盡量小一些 呢？答：對負載來說，放大電路的輸出電阻r。相當于信號源內(nèi)阻。我們通常希望放大電路 的輸出電阻ro盡量小一些，以便向負載輸出電流后，輸出電壓沒有很大的衰減。而且放大 器 的輸出電阻ro越小，負載電阻Rl的變化對輸出電壓的影響就越小，使得放大器帶負載 能力 越強。10、何謂放大電路的動態(tài)分析？動態(tài)分析分析步驟？你能否說出微變等效電路法的思 想？答：放大電路的動態(tài)分析，就是求解放大電路對交流信號呈現(xiàn)的輸入電阻 置、電路的 輸出電阻ro和交流電壓放大倍數(shù)A uo動態(tài)分析的對象是放大電路中各電壓、電流的交流 分

20、 量；動態(tài)分析的目的是找出輸入電阻門、輸出電阻ro、交流電壓放大倍數(shù)Au與放大電路 參 數(shù)間的關(guān)系。采用微變等效電路法的思想是：當信號變化的范圍很小時，可認為晶體管電壓、電流變化 量之間的關(guān)系是線性的。即在滿足小信號條件下，將晶體管線性化，把放大電路等效為一個近 似的線性電路。這樣我們就可以利用前面學(xué)習(xí)過的電路分析法，求出放大電路對 交流信號呈現(xiàn) 的輸入電阻置、輸出電阻r。和交流電壓放大倍數(shù)Au 了。H、共集電極放大電路與共發(fā)射極放大電路相比，有何不同？電路有何特點？答：共集 電極放大電路與共發(fā)射極放大電路相比，共發(fā)射極放大電路輸入電阻不夠大，而共集電極放 大電路輸入電阻較大；共發(fā)射極放大電路

21、輸出電阻不夠小，而共集電極放大電路輸出電阻較 小；共發(fā)射極放大電路的電壓放大倍數(shù)很大，放大能力較強，而共集電極 放大電路的電壓放大 倍數(shù)約等于lo因此共發(fā)射極放大電路適合于做多級放大電路的中間級，而共集電極放大電路適合于多級放大電路的前級和后級。12、射極輸出器的發(fā)射極電阻Re能否像共發(fā)射極放大器一樣并聯(lián)一個旁路電容Ce來提 高電路的電壓放大倍數(shù)？為什么？答：射極輸出器的發(fā)射極電阻乍是不能象共發(fā)射極放大電路一樣并聯(lián)一個旁路電容 Ce來提高電路的電壓放大倍數(shù)的。因為射極輸出器的輸出取自于發(fā)射極，即輸出電壓等于 發(fā)射極電阻Re兩端的電壓，如果并上一個旁路電容，則電路對交流信號就會無輸出。13、共基

22、放大電路與共發(fā)射極放大電路相比，有何不同？電路有何特點？答：共基放大電路的信號是從發(fā)射極輸入，從集電極輸出，因此基極是輸入、輸出回路的 公共端，共基放大電路的名稱即由此而得。與共發(fā)射極放大電路相比，共基放大電路 不具有電 流放大作用，但由于電壓放大倍數(shù)和共射放大電路同樣很高，因此電路仍具有功 率放大作用， 共射放大電路的輸入、輸出為反相關(guān)系，而共基組態(tài)的放大電路輸入、輸出同相，因此電壓放 大倍數(shù)為正值。所以共基放大電路具有的特點是：輸入電阻很小、輸出電阻很高，高頻特性比 較好。14、共基放大電路有電流和功率放大嗎？它通常用于哪些場合？答：共基放大電路不具 有電流放大作用，但由于電壓放大倍數(shù)和共

23、射放大電路同樣很高，因此電路仍具有功率放大作 用。共基放大電路多用于高頻和寬頻帶電路或恒流源電路中。2. 2思考與練習(xí)1、選擇題：(1)場效應(yīng)管是利用外加電壓產(chǎn)生的_B_來控制漏極電流的大小的。A.電流B.電場C.電壓(2)場效應(yīng)管是C器件。A.電壓控制電壓B.電流控制電壓C.電壓控制電流D.電流控制電流(3)場效應(yīng)管漏極電流由_C_的運動形成。A.少子B.電子C.多子D.兩種載流子2、場效應(yīng)管放大電路共有幾種組態(tài)？共源和共漏放大電路分別對應(yīng)雙極型晶體管的 哪種 組態(tài)放大電路？答：場效應(yīng)管放大電路有共源極放大電路、共漏極放大電路和共柵極放大電路三種組 態(tài)。 其中共源放大電路對應(yīng)雙極型晶體管的共

24、射放大電路；共漏放大電路對應(yīng)雙極型晶體管的共集 電極放大電路。2. 3思考與練習(xí)1、與一般電壓放大器相比，功放電路在性能要求上有什么不同點？答：從能量控制的觀 點來看，功率放大器和電壓放大器并沒有本質(zhì)上的區(qū)別。但是，從完成任務(wù)的角度和對電路的 要求來看，它們之間有著很大的差別。電壓放大電路主要要求它能夠向負載提供不失真的放大 信號，其主要指標是電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻等。功率放大器主要考慮獲 得最大的交流輸出功率，而功率是電壓與電流的乘積，因此功放電路不但要有足夠大的輸出 電壓，而且還應(yīng)有足夠大的輸出電流。2、能說出甲類、乙類和甲乙類三種功放電路的特點嗎？答：甲類功放電路的特點是

25、高保 真，但效率較低；乙類功放電路效率較高但存在“交越失真”，甲乙類功放電路兼顧了甲 類放大器音質(zhì)好和乙類放大器效率高的優(yōu)點。3、何謂“交越失真” ?哪種電路存在“交越失真” ？如何克服“交越失真” ？答：因為 晶體管都存在正向死區(qū)。因此，當乙類功放電路在輸入信號正、負半周交替時，兩個功放管都 處于截止狀態(tài)，造成輸出信號波形不跟隨輸入信號的波形變化，波形的正、負交界處出現(xiàn)了一 段零值，這種失真現(xiàn)象稱為交越失真。4、OTL互補輸出級是如何工作的，與負載串聯(lián)的大容量電容器有何作用？答：OTL電路稱為無輸出變壓器功放電路。是一種輸出級與揚聲器之間采用電容耦合 而 無輸出變壓器的功放電路，是高保真功率

26、放大器的基本電路之一。OTL電路互補輸出級 在信 號的正負半周，上下兩組三極管輪流導(dǎo)通，推挽工作，輸出端與負載之間采用大容量電容耦 合。在輸入信號正半周時，VT 2管導(dǎo)通，VT 3管截止。VT 2管以射極輸出器的形式 將正向 信號傳送給負載，同時對電容Cl充電；在輸入信號負半周時，VT2管截止，VT 3管導(dǎo)通。電容Cl放電，充當VT 3管的直流工作電源，使VT 3管也以射極輸出器形式將輸入 信號傳送給負載。這樣，負載上得到一個完整的信號波形。5、什么是復(fù)合管？在構(gòu)建復(fù)合管時，應(yīng)遵循什么原則？答：把兩個三極管按一定方式組 合起來可構(gòu)成復(fù)合管。構(gòu)建復(fù)合管時，應(yīng)遵循讓復(fù)合起來的管子都處于放大狀態(tài)，以

27、滿足發(fā)射 結(jié)正偏、集電結(jié)反偏，各電極的電流能合理地流動的原則。2 . 4思考與練習(xí)1、多級放大電路通常有哪些耦合方式？它們各自具有什么優(yōu)缺點？答：多級放大電路通 常有直接耦合、阻容耦合和變壓器耦合三種方式。其中直接耦合的多級放大電路具有既可放大 交流信號，也可放大直流和變化非常緩慢的信號，且信號傳輸效率高，具有結(jié)構(gòu)簡單、便于集 成化等優(yōu)點，缺點是存在著各級靜態(tài)工作點相互牽制和零點漂移這兩個問題。阻容耦合的放大 電路具有隔直通交作用，使各級電路的靜態(tài)工作點相互獨立，給設(shè)計和調(diào)試帶來了方便，且電 路具有體積小、重量輕等優(yōu)點。缺點是耦合電容的存在對輸入信號產(chǎn)生一定的衰減，從而使電 路的頻率特性受到影

28、響，加之不便于集成 化，因而在應(yīng)用上也就存在一定的局限性。變壓器耦 合的多級放大電路具有靜態(tài)工作點相 互獨立、互不影響；因容易實現(xiàn)阻抗變換，而容易獲得 較大的輸出功率，以獲得最佳負載。缺點是變壓器體積大而重，不便于集成，頻率特定較差， 也不能傳輸直流和變化非常緩慢的信號，所以其應(yīng)用受到很大限制。2、多級放大電路的性能指標有哪些？與單級放大電路有何不同？答：多級放大電路的基 本性能指標與單級放大電路相同，即有電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。與單級放大電路 不同的是：多級放大電路的電壓放大倍數(shù)等于各級電壓放大倍數(shù)的乘積；多級放大電路的輸入 電阻是輸入級的輸入電阻；多級放大電路的輸出電阻 是輸出級

29、的輸出電阻。3 .5思考與練習(xí)1、什么是零漂現(xiàn)象？零漂是如何產(chǎn)生的？采用什么方法可以抑制零漂？答：直接耦合的 多級放大電路，當輸入信號為零時，輸出信號電壓并不為零，而且這個不為零的甩壓會隨時間 作緩慢的、無規(guī)則的、持續(xù)的變動，這種現(xiàn)象稱為零點漂移，簡稱零漂。差動放大電路可以有 效地抑制零漂。當溫度變化時，因兩管電流變化規(guī)律相同，兩管集電極電壓漂移量也完全相 同，從而使雙端輸出電壓始終為零。也就是說，依靠差動放大電路的完全對稱性，使兩管的零 漂在輸出端相抵消，使零點漂移得到抑制。2、何謂差模信號？何謂共模信號？答：差模信號是放大電路中需要傳輸和放大的有用信 號，用Uid表示，數(shù)值上等于兩 管輸入

30、信號的差值；溫度變化，電源電壓波動及外界電磁干擾 等對放大電路的影響，相當于輸入端加了 “共模信號”。因此，共模信號對放大電路是一種 干擾信號，應(yīng)采取措施加以抑制。3、試述差動放大電路的類型有哪幾種？答：差動放大電路有兩個輸入端子和兩個輸出端 子，因此信號的輸入和輸出均有雙端 和單端兩種方式。雙端輸入時，信號同時加到兩輸入端； 單端輸入時，信號加到一個輸入端與地之間，另一個輸入端接地。雙端輸出時，信號取于兩輸 出端之間；單端輸出時，信號取于一個輸出端到地之間。因此，差動放大電路有雙端輸入雙端 輸出、單端輸入雙端輸出、雙端輸入單端輸出、單端輸入單端輸出四種應(yīng)用方式。2. 6思考與練習(xí)1、何謂放大

31、電路的頻率響應(yīng)？何謂波特圖？答：頻率響應(yīng)是衡量放大電路對不同頻率信 號適應(yīng)能力的一項技術(shù)指標。頻率響應(yīng)中表示電壓放大倍數(shù)的模與頻率f之間的關(guān)系，稱為 幅頻響應(yīng)；表示放大器輸出電壓與輸入電壓之間的相位差與頻率f之間的關(guān)系，稱為相頻響 應(yīng)。放大電路的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)統(tǒng)稱為放大電路的頻率響應(yīng)或頻率特性。在研究放大電路 的頻率響應(yīng)時，由于信號的頻 率范圍很寬（從幾赫到幾百兆赫以上），放大電路的放大倍數(shù)也很大 （可達百萬倍），為壓縮坐標，擴大視野，在畫頻率特性曲線時，頻率坐標采用對數(shù)刻度，而幅值 （以dB為單位）或相角采用線性刻度。在這種半對數(shù)坐標中畫出的幅頻特性和相頻曲線稱為對數(shù) 頻率特性或波特圖。

32、2、試述上限頻率、下限頻率和通頻帶的概念。說明單級和多級放大電路的通頻帶和上、 下限頻率有何不同？答：信號頻率下降或上升而使電壓放大倍數(shù)下降到中頻區(qū)的0. 707倍Aum時，所對應(yīng) 的頻率分別為下限截止頻率fL （簡稱下限頻率）和上限截止頻率fH （簡稱上限頻率）。上 限頻率fH至下限頻率f L的一段頻率范圍稱為通頻帶。多級放大電路的下限頻率fL比單級 的要大，上限頻率fH比單級的要小，因此多級放大電路與單級放大電路相比，總的頻帶寬度 BW變窄了。通頻帶變窄換來的是電路總的放大倍數(shù)的提高。3、試述線性失真和非線性失真的概念，并說明放大電路的頻率響應(yīng)屬于何種失真。答： 放大電路對不同頻率成分信號

33、的增益不同，從而使輸出波形產(chǎn)生失真，稱為幅度頻率失真，簡稱幅頻失真。放大電路對不同頻率成分信號的相移不同，從而使輸出波形產(chǎn) 生失真，稱為相位 頻率失真，簡稱相頻失真。幅頻失真和相頻失真是線性失真。放大電路中的非線性器件，如三 極管，當其工作在非線性區(qū)時，所引起截止、飽和、截頂?shù)确蔷€性 失真。顯然放大電路的頻率 響應(yīng)屬于線性失真。2. 7思考與練習(xí)1、什么叫反饋？正反饋和負反饋對電路的影響有何不同？答：“反饋”就是通過一定的 電路形式，把放大電路輸出信號的一部分或全部按一定的方式回送到放大電路的輸入端，并影 響放大電路的輸入信號。如果反饋能使輸入信號的凈輸入量削弱的稱為負反饋，負反饋提 高了基本

34、放大電路的工作穩(wěn)定性。如果放大電路輸出信號的一部分或全部，通過反饋網(wǎng)絡(luò)回送 到輸入端后，造成凈輸入信號增強，則這種反饋稱為正反饋。正反饋可以提高放大電路的增 益，但正反饋電路的性能不穩(wěn)定，一般較少使用。2、放大電路一般采用的反饋形式是什么？如何判斷放大電路中的各種反饋類型？答：放 大電路中普遍采用的是負反饋。負反饋通常有四種典型形式：電壓串聯(lián)負反饋、電壓并聯(lián)負 反饋、電流串聯(lián)負反饋和電流并聯(lián)負反饋。放大電路中如果反饋信號取自于輸出電壓，為電壓 負反饋；若取自于輸出電流，則為電流負反饋；若反饋信號與輸入信號在輸入端以電壓的形式 相加減，可判斷為串聯(lián)負反饋；若反饋信號與輸入是以電流的形式相加減，可

35、判斷為并聯(lián)負反 饋；如果反饋信號和輸入信號加到放大元件的同一電極，則為并聯(lián)反饋，否則為串聯(lián)反饋。3、放大電路引入負反饋后，對電路的工作性能帶來什么改善？答：放大電路引入負反饋 后，雖然提高了放大電路的穩(wěn)定性，但放大電路的電壓放大倍數(shù)降低了。但對放大電路來說， 電路的穩(wěn)定性至關(guān)重要，因此電路的電壓放大倍數(shù)雖然降低了，換來的卻是放大電路的穩(wěn)定性 得以提高，這種代價值得。4、放大電路的輸入信號本身就是一個已產(chǎn)生了失真的信號，引入負反饋后能否使失真消 除？答：采用負反饋能夠提高放大電路的穩(wěn)定性，從本質(zhì)上講，是利用失真的波形來改善波形 的失真，不能理解為負反饋能使波形失真完全消除。2.1 思考與練習(xí)1、

36、集成運放由哪幾部分組成，各部分的主要作用是什么？答：集成電路主要由輸入級、 中間放大級、輸出級和偏置電路四部分構(gòu)成。其中輸入級是決定運放性能好壞的關(guān)鍵，要求輸 入電阻高，差模電壓放大倍數(shù)大，共模抑制比大，靜態(tài)電流小，通常由一個高性能的雙端輸入 差動放大器組成。中間放大級是整個集成運放的主放大器，其性能的好壞直接影響運放的放大 倍數(shù)，主要作用是提高電壓增益，通常采用復(fù)合管的共發(fā)射極電路構(gòu)成。輸出級又稱功放級， 要求有較小的輸出電阻以提高帶負載能力，通常采用電壓跟隨器或互補的電壓跟隨器組成。偏 置電路的作用是向運放內(nèi)部各級 電路提供合適又穩(wěn)定的靜態(tài)工作點電流。2、試述集成運放的理想化條件有哪些？答

37、：集成運放的理想條件是：開環(huán)電壓放大倍數(shù)Auo=8;差模輸入電阻置=8；輸出電阻ro=O；共模抑制比Kcmr -8。3、工作在線性區(qū)的理想運放有哪兩條重要結(jié)論？試說明其概念。答：工作在線性區(qū)理想運放的有條重要結(jié)論：(1)虛短：理想運放的同相輸入端和反相輸入端電位相等，U+= U-o由于兩個輸入 端并非真正短接，但卻具有短接的特征，稱之為“虛短” o(2)虛斷：由于理想運放的差模輸入電阻置=8,因此可得i+=i-=Oo集成運放的輸入 端并未斷開，但通過的電流恒為零，這種情況稱為“虛斷”3. 2思考與練習(xí)1、集成運放構(gòu)成的基本線性應(yīng)用電路有邪些？這些基本電路中，集成運放均工作在何種狀 態(tài)下？答：集

38、成運放的線性應(yīng)用通常為運算電路，均存在深度負反饋環(huán)節(jié)；運放在特性曲線的線 性區(qū)，其特性非常接近理想特性，因此可用理想運放的“虛短”、“虛斷”及“虛地”分析 線性運放的問題。2、“虛地”現(xiàn)象只存在于線性應(yīng)用運放的哪種運算電路中？答：“虛地”現(xiàn)象只存在于反相的線性應(yīng)用運放電路中。3、舉例說明理想集成運放兩條重要結(jié)論在運放電路分析中的作用。答：可以反相比例輸入 電路和同相比例輸入電路為例說明。(過程略)4、工作在線性區(qū)的集成運放，為什么要引入深度電壓負反饋？而且反饋電路為什么要接到 反相輸入端？答：工作在線性區(qū)的集成運放，引入深度電壓負反饋的目的就是保證運放工作在線性放大 區(qū)。反饋電路接到反相輸入端

39、是為了獲得負反饋。5、若給定反饋電阻Rf= 10k Q,試設(shè)計一個uo 10m的電路。解：設(shè)計電路如下:Uin Qib Ouo上3.3思考與練習(xí)1、集成運放的非線性應(yīng)用主要有哪些特點？ “虛斷”和“虛短”的概念還適用嗎？答： 集成運放應(yīng)用在非線性電路時，處于開環(huán)或正反饋狀態(tài)下；運放在非線性運用中同相輸入端和 反相輸入端上的信號電壓大小不等，因此“虛短”的概念不再成立；非線性 應(yīng)用下的運放雖然 同相輸入端和反相輸入端信號電壓不等，但由于其輸入電阻很大，所以輸入端的信號電流仍可 視為零值。因此，非線性應(yīng)用下的運放仍然具有“虛斷”的特點；非線性區(qū)運放的輸出量與輸 入量之間為非線性關(guān)系，輸出端信號電壓

40、或為正飽和值，或為負飽和值。2、畫出滯回比較器的電壓傳輸特性，說明其工作原理。答：滯回比較器的電壓傳輸特性如 右圖所示。當輸入信號 電壓由a點負值開始增大時，輸出uo=+ Uz cUz,直到輸入電壓Ui = Ubi時，uo由+ Uz躍變到一Uz,電ab 一壓 傳輸 特性由abcd-f；若輸入信號電壓Ui由f點正值1：.uiUB2 0 UB1開始逐漸減小時，輸出信號電壓U0原來等于一 Uz,當輸入電壓 二二同e UzUi=UB2時，U0由 一 U Z躍變?yōu)? Uz,電壓傳輸特性由f一d-e-bfa,圖示曲線中的點，又稱為上、下門限電壓，AU= Ubi、Ub2稱為狀態(tài)轉(zhuǎn)換 Ubi- Ub2稱為回差

41、電壓。由于此電壓比較器在電壓傳 輸過程中具有滯回特性，因此稱為滯回電壓比較器。由于滯回電壓比較器存在回差電壓，使電路的抗干擾能 力大大增強。3、改變占空比的大小，振蕩頻率會隨之發(fā)生變化嗎？答：改變占空比的大小，振蕩頻率不 會發(fā)生變化。4、RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)在什么條件下具有選頻作用？答：RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)當3 = 3 。時，幅頻特性達到最大值，并等于1/3,相移為零，此時輸出電壓與輸入電壓同相，具有選 頻作用。5、試述自激振蕩的條件。答：自激振蕩的條件為：|AuF|=l和ab 2n （ n為整數(shù)）。6、何謂石英晶體的壓電效應(yīng)？什么是壓電振蕩？答：在晶片的兩側(cè)施加機械壓力，則在 晶片相應(yīng)的方向上將

42、產(chǎn)生電場，這種物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。當外加交變電壓的頻率為某一特定值時，振幅驟然增大，比其他頻率下的振幅大得多，這種現(xiàn)象稱為 壓電振蕩。3.4思考與練習(xí)1、實際選用集成運放時，應(yīng)考慮哪些因素？答：實際選擇集成運放時，除優(yōu)值系數(shù) 要考慮之外，還應(yīng)考慮其他因素。例如信號源的性質(zhì)，是電壓源還是電流源；負載的 性質(zhì)，集成運放輸出電壓和電流的是否滿足要求；環(huán)境條件，集成運放允許工作范 圍、工作電壓范圍、功耗與體積等因素是否滿足要求等。2、使用集成運算放大器時，應(yīng)注意哪些問題？答：使用集成運放時應(yīng)考慮的問題有：1.集成運放的電源供給方式；2.集成運放的調(diào) 零問題；3.集成運放的自激振蕩問題。另外，防止通過

43、電源內(nèi)阻造成低頻振蕩或高頻 振蕩的 措施是在集成運放的正、負供電電源的輸入端對地一定要分別加入一個10uF的電解電容和一個0. 01 u F0. 1 u高F頻濾波電容。3、集成運算放大器的安全保護包括邪幾個方面？答：集成運放的安全保護包括三個方面：電源保護、輸入保護和輸出保護。4. 1思考與練習(xí)1、什么是直流穩(wěn)壓電源，由哪幾部分組成？答：利用電網(wǎng)提供的50Hz的工頻交流電經(jīng) 過整流、濾波和穩(wěn)壓后獲得的穩(wěn)恒直流電源稱為直流穩(wěn)壓甩源。直流穩(wěn)壓電源通常由變壓器、 整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路幾部 分組成。2、整流的作用主要是什么？主要采用什么元件實現(xiàn)？最常用的整流電路是哪一種？答： 整流的作用主要是將幅值合適的交流電轉(zhuǎn)換為脈動的直流電。主要利用二極管的單向?qū)щ娦詫?現(xiàn)整流，最常用的整流電路是橋式整流電路。3、濾波電路的主要作