模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)典型習(xí)題解答

《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》典型習(xí)題解答半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)知識(shí)電路如圖所示，已知ui＝5sinωt(V)，二極管導(dǎo)通電壓UD＝。試畫出ui與uO的波形，并標(biāo)出幅值。

圖解圖解：波形如解圖所示。

電路如圖（a）所示，其輸入電壓uI1和uI2的波形如圖（b）所示，二極管導(dǎo)通電壓UD＝。試畫出輸出電壓uO的波形，并標(biāo)出幅值。圖

解：uO的波形如解圖所示。解圖

測(cè)得放大電路中六只晶體管的直流電位如圖所示。在圓圈中畫出管子，并別離說明它們是硅管仍是鍺管。

圖

解：晶體管三個(gè)極別離為上、中、下管腳，答案如解表所示。

解表管號(hào)T1T2T3T4T5T6上ecebcb中bbbeee下ceccbc管型PNPNPNNPNPNPPNPNPN材料SiSiSiGeGeGe

電路如圖所示，試問β大于多少時(shí)晶體管飽和？圖解：取UCES＝UBE，若管子飽和，則

所以，時(shí)，管子飽和。別離判斷圖所示的各電路中晶體管是不是有可能工作在放大狀態(tài)。圖

解：（a）可能（b）可能（c）不能（d）不能，T的發(fā)射結(jié)會(huì)因電流過大而損壞。（e）可能

第二章大體放大電路別離更正圖所示各電路中的錯(cuò)誤，使它們有可能放大正弦波信號(hào)。要求保留電路原來的共射接法和耦合方式。圖解：（a）將－VCC改成＋VCC。（b）在＋VCC與基極之間加Rb。（c）將VBB反接，且在輸入端串聯(lián)一個(gè)電阻。（d）在VBB支路加Rb，在－VCC與集電極之間加Rc。

電路如圖所示，晶體管的＝80，=100Ω。別離計(jì)算RL＝∞和RL＝3kΩ時(shí)的Q點(diǎn)、、Ri和Ro。圖

解：在空載和帶負(fù)載情形下，電路的靜態(tài)電流、rbe均相等，它們別離為空載時(shí)，靜態(tài)管壓降、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻別離為RL＝5kΩ時(shí)，靜態(tài)管壓降、電壓放大倍數(shù)別離為電路如圖所示，晶體管的＝100，=100Ω。（1）求電路的Q點(diǎn)、、Ri和Ro；若電容Ce開路，則將引發(fā)電路的哪些動(dòng)態(tài)參數(shù)發(fā)生轉(zhuǎn)變？如何轉(zhuǎn)變？

圖解：（1）靜態(tài)分析：動(dòng)態(tài)分析：Ri增大，Ri≈Ω；減小，≈－。電路如圖所示，T1和T2管的飽和管壓降│UCES│＝3V，UCC＝15V，RL＝8Ω。選擇正確答案填入空內(nèi)。

圖（1）電路中D1和D2管的作用是消除。A．飽和失真B．截止失真C．交越失真（2）靜態(tài)時(shí)，晶體管發(fā)射極電位UEQ。A．＞0VB．＝0VC．＜0V（3）最大輸出功率POM。A．≈28WB．＝18WC．＝9W（4）當(dāng)輸入為正弦波時(shí)，若R1虛焊，即開路，則輸出電壓。A．為正弦波B．僅有正半波C．僅有負(fù)半波（5）若D1虛焊，則T1管。A．可能因功耗過大燒壞B．始終飽和C．始終截止解：（1）C（2）B（3）C（4）C（5）A

在圖電路中，已知UCC＝16V，RL＝4Ω，T1和T2管的飽和管壓降│UCES│＝2V，輸入電壓足夠大。試問：（1）最大輸出功率Pom和效率η各為多少？（2）晶體管的最大功耗PTmax為多少？（3）為了使輸出功率達(dá)到Pom，輸入電壓的有效值約為多少？解：（1）最大輸出功率和效率別離為（2）晶體管的最大功耗（3）輸出功率為Pom時(shí)的輸入電壓有效值第三章負(fù)反饋放大電路判斷圖所示各電路中是不是引入了反饋，是直流反饋仍是交流反饋，是正反饋仍是負(fù)反饋。設(shè)圖中所有電容對(duì)交流信號(hào)都可視為短路。

圖

解：圖（a）所示電路中引入了直流負(fù)反饋。圖（b）所示電路中引入了交、直流正反饋。圖（c）所示電路中引入了直流負(fù)反饋圖（d）、（e）、（f）、（g）、（h）所示各電路中均引入了交、直流負(fù)反饋。電路如圖所示，要求同題。

圖

解：圖（a）所示電路中引入了交、直流負(fù)反饋圖（b）所示電路中引入了交、直流負(fù)反饋圖（c）所示電路中通過Rs引入直流負(fù)反饋，通過Rs、R1、R2并聯(lián)引入交流負(fù)反饋，通過C2、Rg引入交流正反饋。圖（d）、（e）、（f）所示各電路中均引入了交、直流負(fù)反饋。圖（g）所示電路中通過R3和R7引入直流負(fù)反饋，通過R4引入交、直流負(fù)反饋。

第四章直接耦合放大電路圖所示電路參數(shù)理想對(duì)稱，β1＝β2＝β，rbe1＝rbe2＝rbe。（1）寫出RW的滑動(dòng)端在中點(diǎn)時(shí)Ad的表達(dá)式；（2）寫出RW的滑動(dòng)端在最右端時(shí)Ad的表達(dá)式，比較兩個(gè)結(jié)果有什么不同。圖解：（1）RW的滑動(dòng)端在中點(diǎn)時(shí)Ad的表達(dá)式為（2）RW的滑動(dòng)端在最右端時(shí)所以Ad的表達(dá)式為比較結(jié)果可知，兩種情形下的Ad完全相等；但第二種情形下的。圖所示電路參數(shù)理想對(duì)稱，晶體管的β均為50，=100Ω，UBEQ≈。試計(jì)算RW滑動(dòng)端在中點(diǎn)時(shí)T1管和T2管的發(fā)射極靜態(tài)電流IEQ，和動(dòng)態(tài)參數(shù)Ad和Ri。圖

解：RW滑動(dòng)端在中點(diǎn)時(shí)T1管和T2管的發(fā)射極靜態(tài)電流分析如下：Ad和Ri分析如下：

電路如圖所示，T1管和T2管的β均為40，rbe均為3kΩ。試問：若輸入直流信號(hào)uI1=20mv，uI2=10mv，則電路的共模輸入電壓uIC=？差模輸入電壓uId=？輸出動(dòng)態(tài)電壓△uO=?圖解：電路的共模輸入電壓uIC、差模輸入電壓uId、差模放大倍數(shù)Ad和動(dòng)態(tài)電壓△uO別離為由于電路的共模放大倍數(shù)為零，故△uO僅由差模輸入電壓和差模放大倍數(shù)決定。

電路如圖所示，晶體管的β=50，=100Ω。（1）計(jì)算靜態(tài)時(shí)T1管和T2管的集電極電流和集電極電位；（2）用直流表測(cè)得uO=2V，uI=？若uI=10mv，則uO=？

圖

解：（1）用戴維寧定理計(jì)算出左側(cè)電路的等效電阻和電源為靜態(tài)時(shí)T1管和T2管的集電極電流和集電極電位別離為

（2）先求出輸出電壓轉(zhuǎn)變量，再求解差模放大倍數(shù)，最后求出輸入電壓，如下：△uO＝uO－UCQ1≈－若uI=10mv，則

第五章集成運(yùn)算放大器及應(yīng)用

試求圖所示各電路輸出電壓與輸入電壓的運(yùn)算關(guān)系式。圖解：在圖示各電路中，集成運(yùn)放的同相輸入端和反相輸入端所接總電阻均相等。各電路的運(yùn)算關(guān)系式分析如下：（a）（b）（c）（d）

電路如圖所示。（1）寫出uO與uI1、uI2的運(yùn)算關(guān)系式；（2）當(dāng)RW的滑動(dòng)端在最上端時(shí)，若uI1＝10mV，uI2＝20mV，則uO＝？（3）若uO的最大幅值為±14V，輸入電壓最大值uI1max＝10mV，uI2max＝20mV，最小值均為0V，則為了保證集成運(yùn)放工作在線性區(qū)，R2的最大值為多少？

圖

解：（1）A2同相輸入端電位輸出電壓或（2）將uI1＝10mV，uI2＝20mV代入上式，得uO＝100mV（3）按照題目所給參數(shù)，的最大值為20mV。若R1為最小值，則為保證集成運(yùn)放工作在線性區(qū)，＝20mV時(shí)集成運(yùn)放的輸出電壓應(yīng)為＋14V，寫成表達(dá)式為故R1min≈143ΩR2max＝RW－R1min≈（10－）kΩ≈kΩ

別離求解圖所示各電路的運(yùn)算關(guān)系。

圖

解：圖（a）所示為反相求和運(yùn)算電路；圖（b）所示的A1組成同相較例運(yùn)算電路，A2組成加減運(yùn)算電路；圖（c）所示的A1、A2、A3均組成為電壓跟從器電路，A4組成反相求和運(yùn)算電路。（a）設(shè)R3、R4、R5的節(jié)點(diǎn)為M，則（b）先求解uO1，再求解uO。（c）A1、A2、A3的輸出電壓別離為uI1、uI2、uI3。由于在A4組成的反相求和運(yùn)算電路中反相輸入端和同相輸入端外接電阻阻值相等，所以

試求出圖所示電路的運(yùn)算關(guān)系。圖

解：設(shè)A2的輸出為uO2。因?yàn)镽1的電流等于C的電流，又因?yàn)锳2組成以u(píng)O為輸入的同相較例運(yùn)算電路，所以

正弦波振蕩電路試用相位平衡條件判別圖電路中，哪個(gè)有可能振蕩，哪個(gè)不能振蕩，并簡(jiǎn)述理由。圖解：此類題分析的要點(diǎn)是第一肯定振蕩器類型(1)，一般從選頻網(wǎng)絡(luò)來看是RC，仍是LC振蕩器(2)。若為RC振蕩器，是RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)仍是用單級(jí)的RC移相網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)組成，并要清楚這二種選頻網(wǎng)絡(luò)的頻率特性(3)。若為LC振蕩器，要判別是變壓器耦合型的仍是三點(diǎn)式型的。特別要注意的是瞬時(shí)極性老是按同一方向的，故抽頭與非參考接地的那端子必為相同極性(4)。管子各級(jí)間電壓極性的關(guān)系，由管子的組態(tài)決定。

圖(a)所示電路，選頻網(wǎng)絡(luò)為RC串并聯(lián)電路，其特征是：在時(shí)，其反饋電壓最大，即，而相移φF=0。則T1，T2必需組成同相型放大器才行，T1，T2為單端輸入單端輸出的差分放大器，判別其相位關(guān)系，能夠從T1的基極斷開加一瞬時(shí)極性為“＋”(相對(duì)于交流“地”)的信號(hào)，T2集電極C2輸出電壓的極性與T1基極輸入電壓極性相同，也為＋，反饋到T1基極的極性也為(∵φF=0)，引入的是正反饋，知足產(chǎn)生正弦振蕩的相位平衡條件，故有可能產(chǎn)生振蕩，瞬時(shí)極性見圖(a)。圖(b)電路，選頻網(wǎng)絡(luò)為三節(jié)滯后RC移相網(wǎng)絡(luò)組成，其相移0<φF<270°，而在270°時(shí)反饋是，但在180°相移時(shí)可提供足夠反饋量，只要知足起振條件(幅度平衡條件)，T1，T2必需組成一個(gè)反相放大器才行，能夠發(fā)覺T1－T2為CC－CE級(jí)聯(lián)，b1與C2反相，φA為180°，從相位平衡條件看，有可能產(chǎn)生振蕩，瞬時(shí)極性見圖(b)。圖(c)電路，其選頻網(wǎng)絡(luò)L1C接在集電極，由變壓器耦合在L2產(chǎn)生反饋電壓，接發(fā)射極，T為CB組態(tài)，斷開e極，在T，發(fā)射極加“＋”的信號(hào)，二極與之同相。按照同名端，L2二端取得的反饋電壓為，形成正反饋，電路有可能振蕩。瞬時(shí)極性見圖(c)。圖(d)電路：L2C選頻網(wǎng)絡(luò)接在基極；為了減少放大器Ri，Ci對(duì)LC回路的影響，取抽頭按如圖(d)接法。L2左端為交流“地”，在基極加一瞬時(shí)＋的信號(hào)。C極反相為－，由于L1的右端與L2的左端為異名端，而抽頭與L2右端對(duì)應(yīng)交流“地”相位同，所以抽頭處為，形成正反饋，可能振蕩。瞬時(shí)極性見圖(d)圖(e)電路，顯然是一種三點(diǎn)式電路，基極斷開，加一瞬時(shí)“＋”的信號(hào)，集電極對(duì)交流接“地”（即VCC對(duì)交流接“地”）為一，L1、L2分壓，反饋電壓取自L2兩頭，亦應(yīng)為“－”，引到基極，則為負(fù)反饋，故不可能產(chǎn)生正弦振蕩。若以三點(diǎn)式代禯陸判別準(zhǔn)則，交流時(shí)應(yīng)知足“射同基反”，本電路接了相同性質(zhì)的電抗組件L1、L2而e極卻接了C，L1性質(zhì)不同的電抗組件，故不能起振。圖(f)畫出其交流通路，明顯知足“射同基反”那個(gè)組成三點(diǎn)式LC振蕩器的原則，故可能振蕩，實(shí)質(zhì)上引回反饋取自C1二端的電壓。文氏電橋正弦振蕩器如例圖所示，已知R=10KΩ，RW=50KΩ，C=μF。A為性能理想的集成運(yùn)放，求(1)標(biāo)出運(yùn)放A的同相、反相端符號(hào)；(2)計(jì)算振蕩頻率fo；(3)分析二極管D1、D2作用。圖解：（1）RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)在反饋是最大時(shí)，相移為0，所以A必需是同相放大器，故接RC并聯(lián)支路一端應(yīng)為，接RW為。(2)(3)D1、D2為穩(wěn)幅且易于起振。在剛起振時(shí)，Uo幅度小，流過二極管(無論Uo是正仍是負(fù)，總有一個(gè)二極管會(huì)導(dǎo)通)的電流小，相應(yīng)的動(dòng)態(tài)電阻rd就大，與R1并聯(lián)后等效電阻也較大，引入的負(fù)反饋弱，使A組成的發(fā)達(dá)起的閉環(huán)增益Auf>3，相當(dāng)于增幅箴石個(gè)；隨著Uo↑使二極管流過的Id↑，rd↓。負(fù)反饋?zhàn)儚?qiáng)，使Auf=3，產(chǎn)生穩(wěn)幅振蕩。第七章直流穩(wěn)壓電源

電路如圖所示，已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)固電壓為6V，最小穩(wěn)固電流為5mA，允許耗散功率為240mW；輸入電壓為20～24V，R1＝360Ω。試問：（1）為保證空載時(shí)穩(wěn)壓管能夠安全工作，R2應(yīng)選多大？（2）當(dāng)R2按上面原則選定后，負(fù)載電阻允許的轉(zhuǎn)變范圍是多少？圖