模擬電路課后習(xí)題答案

??習(xí)題3-2若某一放大電路的電壓放大倍數(shù)為100倍，則其對(duì)數(shù)電壓增益是多少分貝？

另一放大電路的對(duì)數(shù)電壓增益為80dB,則其電壓放大倍數(shù)是多少？

解:如I41=100，則201gIA?1=40；如201gIAu1=80,則IAu1=10000。

本題的意圖是了解電壓放大倍數(shù)與對(duì)數(shù)電壓增益之間的關(guān)系。

??習(xí)題4-2在圖P4-1所示的電路中：

①三極管的最大功耗等于多少？

②流過三極管的最大集電極電流等于多少？

③三極管集電極和發(fā)射極之間承受的最大電壓等于多少？

④為了在負(fù)載上得到最大輸出功率P°m，輸入端應(yīng)加上的正弦電壓有效值大約等于多

少？

解：①PCM>=0.2X2.25W=0.45W

②>壁=以=0.754

,”RL8

③U3)CE0>2%=2X6V=12V

④因?yàn)榛パa(bǔ)對(duì)稱電路中無論哪個(gè)三極管導(dǎo)電，電路均工作在射極跟隨器狀態(tài)，

A1,而略小于1,故U,a號(hào)隼=旦丫x4.24V。

A/2A/2

本題的意圖是了解OCL互補(bǔ)對(duì)稱電路中功率三極管極限參數(shù)的估算方法。

??習(xí)題4-3在圖P4-3所示互補(bǔ)對(duì)稱電路中，已知Vcc為6V,人為8Q,假設(shè)三極管的

飽和管壓降UcES=1V,

①估算電路的最大輸出功率P°m；

②估算電路中直流電源消耗的功率Pv和效率n。

將本題的估算結(jié)果與習(xí)題4-1進(jìn)行比較。

解：①

一心")=GM卬=o.25w

2R2x8

如忽略UCES，則

y2A2

EmX=-W=0.5625卬

SRL8X8

r2

②Pv——W20.716W

2成L2%x8

P025

y=——?34.92%

Pv0.716

如忽略UCES，則〃=="竺a78.56%

Pv0.716

可見，在同樣的VCC和RL之下，OCL電路的Pom比OTL電路大得多(大約為4

倍)。同時(shí)OCL電路的PV也比OTL電路大得多(也大致為4倍)。最終，兩種電路得效率

基本相同。

此題的意圖是理解OTL互補(bǔ)對(duì)稱放大電路的P?,n和Pv的估算方法,并與OCL電路

進(jìn)行比較。

??習(xí)題4-4在圖P4-3所示的電路中：

①估算三極管的最大功耗；

②估算三極管的最大集電極電流；

③估算三極管集電極和發(fā)射極之間承受的最大電壓；

④為了在負(fù)載上得到最大輸出功率P°m，輸入端應(yīng)加上的正弦電壓有效值等于多少？

解：①PCM>0/“=02X0.5625W=0.1125W

>里=_^_4=0.3754

②CM

2&2x8

③U<BR)CEO>%=6V

④因?yàn)榛パa(bǔ)對(duì)稱電路中無論哪個(gè)三極管導(dǎo)電，電路均工作在射極跟隨器狀態(tài)，

.U

A“B1,而略小于1,故

V2V2V2

本題的意圖是了解OTL互補(bǔ)對(duì)稱電路中功率三極管極限參數(shù)的估算方法。

??習(xí)題4-5在圖P4-1和圖P4-3所示的兩個(gè)互補(bǔ)對(duì)稱電路中，己知RL=8Q,假設(shè)三極

管的飽和管壓降UCES均為1V,如果要求得到最大輸出功率P.m=3W,試分別估算兩個(gè)電

路的直流電源Vcc分別應(yīng)為多大。

解：

對(duì)于圖P4-1的OCL電路

22

p__1TJJ_ucent='(，VCrCr--UCrFEJS)

1ucem1cm

om~2-ZR-2R

=>Vcc=^2RLPi>m+UCES=(72x8x3+1)V-7.93V

對(duì)于圖P4-3的OTL電路

=>Vcc=2^2RLPom+UCES)=2x(V2x8x3+1)V?15.9V

可見，在同樣的Pom和RL時(shí)，OTL電路的Vcc比OCL電路高得多。但前者只需要「

個(gè)直流電源，而后者需要正、負(fù)兩路直流電源。

本題的意圖是對(duì)OTL和OCL兩種電路進(jìn)行比較，當(dāng)要求同樣的Pom時(shí)所需的Vcc各

為多少。

??習(xí)題4-6分析圖P4-6中的OTL電路原理，試回答：

①靜態(tài)時(shí)，電容C?兩端的電壓應(yīng)該等于多少？調(diào)整哪個(gè)電阻才能達(dá)到上述要求？

②設(shè)R1=1.2kQ,三極管的B=50,PcM=200mW,若電阻R?或某一個(gè)二極管開路,

三極管是否安全？

圖P4-6

解：

①靜態(tài)時(shí)，電容C2兩端的電壓應(yīng)等于Vcc/2,即5V。應(yīng)調(diào)整電阻R1達(dá)到此要求。

②若電阻R2或某一個(gè)二極管開路，則

_2UBE10-2x0.7

1BI1B2mA?3.58mA

+%1.2+1.2

機(jī)〃泊

Icl=IC2=/?/B|=50x3.58A=179

CX

PTl=PT2=/.㈤=(1795)〃?W=S95mW>PCM

因此，三極管將被燒毀。

本題的意圖是理解OTL電路的工作原理,了解保證電路安全的重要措施。

??習(xí)題4-7分析圖P4-7中的OCL電路原理，試回答：

①靜態(tài)時(shí)，負(fù)載RL中的電流應(yīng)為多少？

②若輸出電壓波形出現(xiàn)交越失真，應(yīng)調(diào)整哪個(gè)電阻？如何調(diào)整？

③若二極管V?；騐D2的極性接反，將產(chǎn)生什么后果？

③若VD、VD2、R?三個(gè)元件中任一個(gè)發(fā)生開路，將產(chǎn)生什么后果？

①靜態(tài)時(shí)，負(fù)載R.中的電流應(yīng)為0,如不符合要求，應(yīng)調(diào)整電阻Ri；

②若輸出電壓波形出現(xiàn)交越失真，應(yīng)調(diào)整電阻R2,增大的R2阻值；

③若二極管VD1或VD2的極性接反，將使功率三極管電流急劇增大，可能燒毀三極

管；

④若VD|、VD2,R2三個(gè)元件中任一個(gè)開路，同樣可能使功率三極管電流急劇增大，

燒毀三極管。

本題的意圖是理解OCL電路的工作原理,了解交越失真的概念以及減小交越失真和保證電

路安全的措施。

??習(xí)題4-8試分析圖P4-8中各復(fù)合管的接法是否正確。如果認(rèn)為不正確，請(qǐng)扼要說明

原因；如果接法正確，說明所組成的復(fù)合管的類型(NPN或PNP),指出相應(yīng)的電極，并列

出復(fù)合管的B和公的表達(dá)式。

圖P4-8

解

(a)接法不正確。因如和iB2的實(shí)際方向正好相反，無法形成統(tǒng)一的電流通路。從輸入

端看，在bl和e2之間無論加上何種極性的電壓，和VT2兩者之中總有一個(gè)管子的發(fā)射

結(jié)將被反向偏置。

(b)接法不正確。因ici和iB2的實(shí)際方向正好相反，無法形成統(tǒng)一的電流通路。

(c)接法正確。復(fù)合管為PNP型。bl是復(fù)合管的b,el(c2)是復(fù)合管的e,e2是復(fù)合管

c,復(fù)合管的g和和B分別為rbe=rM,皿

(d)接法不正確。因iEI和im的實(shí)際方向正好相反，無法形成統(tǒng)一的電流通路。

本題的意圖是了解復(fù)合管的正確接法和類型,以及復(fù)合管的B和樂。

??習(xí)題5-1圖P5-1是集成運(yùn)放BG303偏置電路的示意圖，已知VCC=VEE=15V,偏置

電阻R=1MQ（需外接）。設(shè)各三極管的B均足夠大，試估算基準(zhǔn)電流IREF以及輸入級(jí)放大管

的電流Ici'Ic2?

解：VT4、VT3、R組成鏡像電流源，流過R的基準(zhǔn)電流IREF為：

VCC+VfE-^BE15+15-0.7,“c

1REF=_cc——----生=-----------必=29.3/44

1

REFy座/REF=29.344

1+

0

1293

VT1、VT2為差分對(duì)管，則有：Icl=IC2=-/C3/zA?14.7/^4

本題的意圖是理解鏡像電流源的工作原理和估算方法。

??習(xí)題5-2圖P5-2是集成比較器BG307偏置電路的示意圖。已知VEE=6V,R5=85Q,

2=68。，R7=1.7k。。設(shè)三極管的B足夠大，試問VTI、VT2的靜態(tài)電流ICI、L為多大？

解：

VT5、VT6為核心組成比例電流源，其基準(zhǔn)電流IR7為：

024￡一(-%)0-2x07+6

【R7A?2.6mA

&+J68+1700

1cs—ICG~1RI——x2.6')mA—M

C5網(wǎng)C6R_?72.08/A

、為差分對(duì)管，則有：I,—I——1.04mA

VT1VT2rv1vrz721，=2—x2.08m/l=1

本題的意圖是理解比例電流源的工作原理和估算方法。

??習(xí)題5-6在圖P56中，假設(shè)三極管的B=40,小=8.21;。，VCC=VKE=15V,及=75kQ,

Re=56kQ,R=L8kQ,R“=lkQ,Rw的滑動(dòng)端處于中點(diǎn)，負(fù)載電阻Ri=30kQ。

①求靜態(tài)工作點(diǎn)；

②求差模電壓放大倍數(shù)：

③求差模輸入電阻。

解

@

1507

0-1R-U-2IR=-V=1="-U"EQ=---------------mA3.1M

B°OBEQQE00eEEB°QR+2(l+/?)/?,,1.8+2x(l+40)x56

ICQx01BQ=40x3.1/2/1=124/zA?0.12mA

%=%-3件+凡)=吁。［2嗎+75)”5.94丫(對(duì)地)

-63

t/Be=0-x10x1.8x10)V=-5.58V(對(duì)地)

(底+力〃(75+%

②——-40x-------上a—50

1.8+8.2

③Rid=2(R+%)=[2X(1.8+8.2)伙O=20kQ

本題的意圖是掌握長尾式差分放大電路的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析方法。

??習(xí)題5-7在圖P5-7中，已知三極管的B=100,?=10.3kQ,VCc=VEE=15V,&=36k

Q,Re=27kC,R=2.7kQ,Rw=100Q,Rw的滑動(dòng)端處于中點(diǎn),負(fù)載電阻RL=181CQ,試估算:

①靜態(tài)工作點(diǎn)；

②差模電壓放大倍數(shù)；

③差模輸入電阻。

解:

①

1

。-/B°R_UBEQ_EQ(寸+2&)=-VEE

一7VEE-UBEQ15-0.7“c一

-------------------100-------------4x2.6M

〃。二R

R+(l+￡)(g+26)2.7x103+(1+100)x(―+2x27x103)

ICQ?plljQ=100x2.6/zA=260//A?0.26mA

UCQ^VCC-ICQRC=[15-0.26x36]V=5.64V(對(duì)地)

-63

UBQ=0-1Bi}R=(-2.6x10x2.7x10)V?-JmV(對(duì)地)

RL

RCUA36〃I%

②A”=-p----——"C=-100x---------------------------—?-40

R+"+(l+P)于2.7+10.3+(l+100)x100x10

22

③Rid=2[R+%+(l+/7)g]=2x(2.7+10.3+101x0.05)kQ=36攵Q

本題的意圖是掌握長尾式差分放大電路的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析方法。

??習(xí)題6-1在圖P6-1所示的的各放大電路中，試說明存在哪些反饋支路，并判斷哪些

是負(fù)反饋，哪些是正反饋；哪些是直流反饋，哪些是交流反饋。如為交流反饋，試分析反饋

的組態(tài)。假設(shè)各電路中電容的容抗可以忽略。

??習(xí)題6-3在圖P6-1所示的各電路中，試說明哪些反饋能夠穩(wěn)定輸出電壓，哪些能夠

穩(wěn)定輸出電流，哪些能夠提高輸入電阻，哪些能夠降低輸出電阻。

解：

(a)①Rs引入第?一級(jí)的交直流負(fù)反饋，其中交流電流串聯(lián)負(fù)反饋可穩(wěn)定本級(jí)的工作電流，

提高輸入電阻，直流負(fù)反饋可穩(wěn)定本級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)：②Re2和Ce也引入第一級(jí)的直流

負(fù)反饋，可穩(wěn)定本級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)；③Re3引入第二級(jí)的交直流負(fù)反饋，交流電壓串聯(lián)負(fù)

反饋可穩(wěn)定輸出電壓，提高本級(jí)的輸入電阻，降低輸出電阻，而直流負(fù)反饋可穩(wěn)定本級(jí)的靜

態(tài)工作點(diǎn)；④RF和CF引入級(jí)間(整體)交流電壓串聯(lián)正反饋，故總體來說不能穩(wěn)定輸出

電壓或輸出電流。

(b)①Rei引入第一級(jí)的交直流負(fù)反饋，其中交流電流串聯(lián)負(fù)反饋可穩(wěn)定本級(jí)的工作電流，

提高輸入電阻，直流負(fù)反饋可穩(wěn)定本級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)；②艮2和Ce引入第二級(jí)的直流負(fù)

反饋，可穩(wěn)定本級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)；③Re3引入第三級(jí)的交直流負(fù)反饋，交流電流串聯(lián)負(fù)反

饋可穩(wěn)定輸出電流，提高本級(jí)的輸入電阻，提高輸出電阻，而直流負(fù)反饋可穩(wěn)定本級(jí)的靜態(tài)

工作點(diǎn)；④RF引入級(jí)間(整體)交直流負(fù)反饋，其中交流電流串聯(lián)負(fù)反饋可穩(wěn)定輸出電

流，提高輸出電阻，提高輸入電阻，而直流負(fù)反饋可穩(wěn)定各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)。

(c)①Rs引入第二級(jí)的交直流負(fù)反饋，其中交流電流串聯(lián)負(fù)反饋可穩(wěn)定本級(jí)的工作電流，

提高本級(jí)輸入電阻，提高輸出電阻，而直流負(fù)反饋可穩(wěn)定本級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)；②Re2和Ce

引入第二級(jí)的直流負(fù)反饋，可穩(wěn)定本級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)；③RF引入級(jí)間(整體)交直流負(fù)

反饋，其中交流電流并聯(lián)負(fù)反饋可穩(wěn)定輸出電流，提高輸出電阻，降低輸入電阻，而直流負(fù)

反饋可穩(wěn)定各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)。

(d)①R-引入第一級(jí)的交直流負(fù)反饋，其中交流電流串聯(lián)負(fù)反饋可穩(wěn)定本級(jí)的工作電流，

提高輸入電阻，直流負(fù)反饋可穩(wěn)定本級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)；②RF引入級(jí)間(整體)交直流負(fù)

反饋，其中交流電壓并聯(lián)負(fù)反饋可穩(wěn)定輸出電壓，提高輸出電阻，降低輸入電阻，而直流負(fù)

反饋可穩(wěn)定各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)。

(e)①Rei引入第二級(jí)的交直流負(fù)反饋，其中交流電流串聯(lián)負(fù)反饋可穩(wěn)定本級(jí)的工作電流，

提高本級(jí)輸入電阻，提高輸出電阻，而直流負(fù)反饋可穩(wěn)定本級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)；②RF引入

級(jí)間(整體)交直流負(fù)反饋，其中交流電壓串聯(lián)負(fù)反饋可穩(wěn)定輸出電壓，提高輸出電阻，降

低輸入電阻，而直流負(fù)反饋可穩(wěn)定各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)。

(0本電路是在射極輸出器的基礎(chǔ)上，再從VT的發(fā)射極通過電容C3引導(dǎo)回一個(gè)交流電壓

并聯(lián)正反饋。射極輸出器本身為電壓串聯(lián)負(fù)反饋，具有穩(wěn)定輸出電壓，提高輸入電阻，降低

輸出電阻的作用。但若不接電容C3,其輸入電阻因受基極偏置電阻的影響，其值只能接近于

Ri=Rb+(Rl//R2)。現(xiàn)由C3引回一個(gè)電壓并聯(lián)正反饋，由于射極輸出器的電壓放大倍數(shù)接近

于1,即VT發(fā)射極和基極的交流電位接近相等，則電阻Rb兩端的交流壓降很小，故流過

Rb的交流電流也很小，因而大大提高了電路的輸入電阻。這種將輸出電壓通過電容引回到

輸入回路以提高輸入電阻的措施為“自舉

此二題屬于基本概念題，意圖是判斷分立元件放大電路中反饋的類型和作用。

圖P6-2

??習(xí)題6-2試判斷圖P6-2各電路中反饋的極性和組態(tài)。

??習(xí)題6-3在圖P6-2所示的各電路中，試說明哪些反饋能夠穩(wěn)定輸出電壓，哪些能夠

穩(wěn)定輸出電流，哪些能夠提高輸入電阻，哪些能夠降低輸出電阻。

解：

(a)RF引入電壓并聯(lián)正反饋。

(b)①RFI引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋，穩(wěn)定輸出電壓，降低輸出電阻，降低輸入電阻；②RF2

引入電壓串聯(lián)正反饋。

(c)RF引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋，穩(wěn)定輸出電壓，降低輸出電阻，降低輸入電阻。

(d)RF引入電流串聯(lián)負(fù)反饋，穩(wěn)定輸出電流，提高輸出電阻，提高輸入電阻。

(e)RF引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋，穩(wěn)定輸出電壓，提高輸入電阻，降低輸出電阻。

⑴RF引入電流并聯(lián)負(fù)反饋，穩(wěn)定輸出電流，降低輸入電阻，提高輸出電阻。

此二題屬于基本概念題,意圖是判斷主要由集成運(yùn)放組成的放大電路中反饋的類型和作

用。

??習(xí)題6-5設(shè)圖P6-2(c)~⑴中的集成運(yùn)放均為理想運(yùn)放，各電路均滿足深負(fù)反饋條件,

試分別估算它們的電壓放大倍數(shù)。

解：

(c)RF引入深度的電壓并聯(lián)負(fù)反饋，有〃a

.u.Uu.0■UR,

Iia--if=--------=.....-nA.■=-A=--------

ff

R2R,R2RFUjR2

(d)RF引入深度的電流串聯(lián)負(fù)反饋，有U/

UL=-iR

&++Re'

4

fSRR

(e)RF引入深度的電壓串聯(lián)負(fù)反饋，有人可。

:_1iR-

“十瓦

R?+Rp

(f)RF引入深度的電流并聯(lián)負(fù)反饋，有〃

U.RR.RU

Lx，=-------￡——I?--------——I=——￡—乙

f

'&&+勺R(shí)e+RFRC+R?RC

Re九二＜UoRc(Re+RF)

uf

/?,~Re+RFRC(J,R禺

本題的意圖是針對(duì)集成運(yùn)放組成的放大電路理解深度負(fù)反饋條件下閉環(huán)放大倍數(shù)的估算

方法。

??習(xí)題6-6如果要求當(dāng)負(fù)反饋放大電路的開環(huán)放大倍數(shù)IAI變化25%時(shí)，其閉環(huán)放大倍

數(shù)IA/I的變化不超過1%,又要求閉環(huán)放大倍數(shù)為100,問IAI至少應(yīng)選多大？這時(shí)反饋系數(shù)

IFI又應(yīng)選多大？

dAf

dA\

解：一f^二一?想='=3=坨=上上^1+AF=25

Af1+AFA1+AFdA25%25

T

A

AA=------=>AA==(1+AF)A^25x100=2500

5f1+AFf

l+AF=25^>AF=24=>F=a%。。=0.0096?0.01

本題的意圖是理解負(fù)反饋對(duì)提高放大倍數(shù)穩(wěn)定性的作用，而且提高的程度與反饋深度有關(guān)。

??習(xí)題7-1在圖P7-1所示的放大電路中，已知R|=R2=R5=R?=R8=10kQ,

&=R9=Rio=2Ok。：

①試問R3和R4分別應(yīng)選用多大的電阻；

②列illUoi、U02和Uo的表達(dá)式；

③設(shè)Uu=3V,UI2=1V,則輸出電壓U°=?

解：

①R3=RJ/R2=(10//10)^Q=5AQ,R4=R5//R6=(10〃20)2?6.67口

R10__

②^-2““=一/”“=—"/I，"。2=(Z11+(Id---)ui,=1.5〃,,，

/\)1U20

R20

u-??2)=_L5〃/2)=2〃/]

o=一_-^(MOI+3M/2

/v7lu

=（2x3+3xl）V=9V

③uo=2MZI+3M/2

本題的意圖是掌握反相輸入、同相輸入、差分輸入比例運(yùn)算電路的工作原理,估算三種

比例電路的輸入輸出關(guān)系。

??習(xí)題7-2在圖P7-2所示電路中，寫出其

輸出電壓Uo的表達(dá)式。

解：

本題的意圖是掌握反相輸入和同相輸入比例

電路的輸入、輸出關(guān)系。

??習(xí)題7-3試證明圖P7-3中，"。=（1+合

RRRRR

U<,=一肅〃“+（1+?）％2=_廣（1+片）“八+（1+?）〃/2

1*2/\21\2?1\2

~-（1+~^~）W/1+（1+才）〃/2=（1+-〃/1）

xv2

本題的意圖是掌握反相輸入和同相輸入比例電路的輸入、輸出關(guān)系。

??習(xí)題7-4在圖P7-4所示電路中，列出uo的表達(dá)式。

解:

反饋組態(tài)應(yīng)為深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋,因此有Auf

及3Rq+R[R]R-j若丑=RR-j

-=Allf=」——T-=1+—=>w=(1+—)w—''>"=(1+—)MZ1

?UJnD°o1;°P

4+R7*3以3*3"l

??習(xí)題7?5列出圖P7-5所示電路中輸出電壓uo的表達(dá)式。

k2圾

U0=UO2-UO\麗U,

本題的意圖是掌握反相輸入和同相輸入比例運(yùn)算電路的輸入、輸出關(guān)系。

??習(xí)題7-6試設(shè)計(jì)一個(gè)比例運(yùn)算放大器，實(shí)現(xiàn)以下運(yùn)算關(guān)系：u°=0.5ui。請(qǐng)要求畫

出電路原理圖，并估算各電阻的阻值。希望所用電阻的阻抗在20kQ至200kQ的范圍內(nèi)。

解：

上圖為實(shí)現(xiàn)本題目要求的一種設(shè)計(jì)方案，使A”=?A”？=(—0.5)x(—1)=0.5,

a?！?.5〃/o

本題的意圖是在深入掌握各種比例運(yùn)算電路性能的基礎(chǔ)上，采用適當(dāng)電路實(shí)現(xiàn)給定

的運(yùn)算關(guān)系。以上只是設(shè)計(jì)方案之一。

??習(xí)題7-7在圖725所示的三運(yùn)放數(shù)據(jù)放大器中，假設(shè)Ri為阻值在lkQ~10kQ之

間可調(diào)的電位器，R2=R3=20kQ,R4=R5=33kQ,R6=R7=100kQ,試估算電路的輸出電

壓與輸入電壓之間的比例系數(shù)的可調(diào)范圍。

UI+1

UI

〃。2=（1+U）02=（1+便”2

A1/ZA|

2R八2R2

Uo\-Uo2（1+「-）（〃/]一%2）=（1+D）%

R.z、八2R）、

Uo-~~（Uol_〃。2）=~~U+

K4K4K]

輸出電壓與輸入電壓之間的比例系數(shù)即4=3,

當(dāng)R1阻值為IkQ時(shí)，A=-—(1+^^)?-124.2,

“331

當(dāng)R1阻值為10kQ時(shí)，A“=一圖(1+20)^一15.2。

"3310

本題的意圖是了解三運(yùn)放數(shù)據(jù)放大器的特