作业(答案)

第二章作业

1、组成放大器的基本原则是什么？

答：（1）保证三极管的放大条件；（2）保证信号的有效传输；

（3）保证信号不失真放大；

1、电路如下图所示，已知UbeQ=0.6 V，β=50，试求：

（1）静态工作点IbQ、IcQ、UCEQ （2）画出微变等效电路？

（3）若rbe=733?，求出输入电阻Ri、输出电阻R0和电压放大倍数Au。

+12V+12VR1Rc30K1KR1Rc30K1KC2++ibicC1QQ++++R1R2rbe30K10Khfe.IbRcUi1KRL5KUoRLR45KR20.1KUoR4Ui10KR20.1KR410K0.1K--R50.9KC3R50.9K-- 直流通路 交流微变等效电路

答：（1）为了求解静态工作点Q(IBQ,ICQ,UCEQ)，则先画直流通路。

UR2UE?0.6B?RUCC?3?V? ICQ?IEQ?1?R2R?2.44?R5R?2.4mA

4?R5IICQBQ???0.06mA UCEQ?UCC?ICQ?RC?R4?R5??7.2?V?

(2) 为了求解动态指标，则先画微变电路

rbe?300?26I?733?(已知) Ri?R1//R2/b/?re[??(14R?)BRO?RC?1K? Au???R?Lr

be?(1??)R??7.242、电路如下图所示，图中Q1的rbe=1.6K?，Q2的rbe2=1K?。?1??2?60

（1）画出其微变等效电路；（2）求其电压放大倍数。

] K?3.3+12VR127KR34.7KC2+R510KR73KC2++ib1C1++ic1ib2ic2+Q1Q2+hfe.Ib1RL4KUiR4R210K2.4K+C3hfe.Ib2R3R5R8rbe2R7RLUoUiUoR1R2rbe1R83.3KR61.2K+C4---- ?1?R3//R5//R8//rbe2?0.62K? AU1???1答：（2）RL?1RLrbe1??23

?2?R7//RL?1.7k?RL AU2???2?2RLrbe2??102 Au=Au1?Au2= 2346

3、电路如下图，发射极电阻Re并联旁路电容Ce，不但能稳定静态工作点，还避免了放大倍数

下降，试分析计算Ce虚焊时电路的AVS、Ri、R0将如何变化？设三极管的β=100，rbe=2KΩ。

+18VRb175kRc8.2kC2++C1+QRs1kRb2+Vs10kRe1kCeRL6.2kUo-- 答：① Av=-176 Ri=1.62K Ro=8.2K Avs=-109

② Av=-3.4 Ri=8.1K Ro=8.2K Avs=-3.36 （ Ce虚焊时） 先画微变电路（省略），有关计算公式如下：

(1)Ri?Rb1//Rb2//rbeRO?RCAu???Aus?uous(Rc//RL)rbe?uius?uoui?(RiRi?Rs)?Au|||||||(2)Ri?Rb1//Rb2//[rbe?(1??)Re] RO?RCAu???Aus?uous(Rc//RL)[rbe?(1??)Re]?uius?uoui?(RiRi?Rs)?Au

4、电路如下图，电路能输出大小相等，相位相差180°的平衡电压，即V01= -V02。试问：①设VbeQ=0.6V，β=80，估算静态工作点。

②已知β=80，rbb=300Ω估算V01/Vi和V02/Vi。

+12VRb160kRc1kC2+10uC1+10u++QUo1C3++10uRb220kRe1kUo2Ui--- 答：（1）UB?Rb2Rb1?Rb2U?3?VCC? IEQ?UB?UBEQRe?2.4mA

IBQ?IEQ??0.03mA ICQ?IEQ?IBQ?2.37mA UCEQ?12?ICQ?RC?Re??7.26?V?

（2）rbe?300?(1??)U02Ui26IE?1.167K? Av1?U01Ui???Rcrbe?(1??)Re??0.974

Av2??(1??)(Re//Rc)rbe?(1??)(Re//Rc)?0.986

5、电路如下图，已知I=2mA，rbb=100Ω，hfe=100，画出简化H参数等效电路；并求Au、Ri、R0。

+vccRc3kC?+CAPQRLUoRs1k3kRe1kVs-iRiRo-vee 答：（2）rbe?rbb??1???re?rbb??1??''?26mvIEQ?1.41k? Ri?rbe??1?hfe?Re?102.4K?

Ro?Rc?3K? Au??hfe(Rc//RL)rbe??1?hfe?Re??1.46

三、分析题

1、电路如下图：

（1）试分析温度升高时，直流工作点的稳定过程。

（2）分析Rb1增大将使电路中VCQ、IbQ、ICQ、AV、Ri、R0有何变化？

+12VRb1RcC2++C1++QUoReRb2UiC3 答：（1）T↑→β↑(Iceo↑) →IC↑→Ue↑ Ub不变 UBE↓→IB↓→Ic↓

（2）Rb1??Ub??UE??IE??IB?,IC?,rbe?,UCEQ?

'??1???(rbe?rbb--26mvIEQ,UCEQ?VCC?ICQ(Rc?Re))

RCrbe?Ri=(Rb1//Rb2//rbe) ，因为rbe??Ri? R0=Rc,不变 AU????。

2、电路如下图（a）、（b）所示，分析比较两个电路的输入电阻Ri和电压放大倍数有何不同？

若已知三极管B、E间动态电阻rbe，写出输入电阻Ri和电压放大倍数Au的表达式。

+VCC+VCCRbRcC2+RbRcC2+C1++C1UoUiC3ReReUiUo-(a)--(b)-

?RCrbe??1???RC答：（1）图(a)Ri?Rb//rbe Au???Rcrbe（2）图(b)Ri?Rb//?rbe??1???Re? Au?

3、电路如下图所示的（a）、（b）、（c）、（e）、（f）、（g）,试分析能否实现交流电压不失真放大？并说明为什么？（各电容对信号可视短路）。

+VCCR1+VCCC4R2R3+++VCCC6R8+C2+C3+++Q2+C1++Q1UoUiR5Uo+C5+Q3UoR7R9UiUi-(a)--(b)-VCCR6--(c)--VCCR10R11R4C10+R14+-VCCC8+C9+++Q5C12++C7++Q4UoUiR12R13Uo+C11+Q6R15UiUoUi-(d)--(e)--(f)- 判断依据：（a）满足三极管的外部放大条件；（b）保证信号的有效传输； 答：（1）图(a)能不失真放大交流电压，因为电路中的交直流通路均满足要求。

（2）图(b)不能放大。因为无上偏置电阻，使集电结正偏，并且Ui经C3和电源到地被短路。 （3）图(c)不能放大。因为无Rc，使输出信号经C6、电源短路。 （4）图（d）不能放大，因为电源极性接反了。

（5）图（e）能放大，因为交直流通路均满足要求。

（6）图（f）不能放大。因为三极管基极和发射极等电位。

4、电路如下图，试分析若下列元件出现故障对电路产生什么影响？①Rb1开路；②Rb2开路；③Re开路；④C3开路。

+12VRb1RcC2++C1++QUoReRb2UiC3-- 答：（1）RB1开路，则IB=0、IC=0，不能放大小信号；大信号输入时，出现非线性失真。

（2）RB2开路，则IB、IC变大，三极管饱和，且易损坏。 （3）Re开路，则Ie=0，电路不能工作。

（4）Ce开路，则出现电流串联负反馈，放大倍数下降，电路性能会改善。

解：（1）Pomax?1?2(Vcc?Vces)2??24?2?(Uomax)?2???2??2.5?W2RL2RL2?2012?

（2）Pomax??Ucc?Uces?2RL2?2?24?2?2?202?12.10?W?

2（3）Pomax?1??1?U?V???24?2?ccces??2??2????2.5?W?

2RL2?20?1?Ucc2?24?2(?Uces)???2?2???2.5?W2R22?202（4）Pomax?

（5）Pomax?(Ucc?Uces)2R22??24?2?2?202?12.10?W?

2、图示为三种功率放大电路。已知图中所有晶体管的电流放大系数、饱和管压降的数值等参

数完全相同，导通时b-e间电压可忽略不计；电源电压VCC和负载电阻RL均相等。填空：

（1）分别将各电路的名称（OCL、OTL或BTL）填入空内，图（a）所示为_______电路，图（b）所示为_______电路，图（c）所示为_______电路。

（2）静态时，晶体管发射极电位uE为零的电路为有_______。

（3）在输入正弦波信号的正半周，图（a）中导通的晶体管是_______，图（b）中导通的晶体管是_______，图（c）中导通的晶体管是_______。

（4）负载电阻RL获得的最大输出功率最大的电路为_______。 （5）效率最低的电路为_______。

【相关知识】 常用功率放大电路（OCL、OTL或BTL）。

【解题思路】

（1）根据三种功率放大电路（OCL、OTL或BTL）的结构特点来选择相应的电路填空。 （2）功率放大电路采用双电源供电时，其晶体管发射极电位uE为零。

（3）根据三种功率放大电路（OCL、OTL或BTL）的基本工作原理来选择相应的晶体管填空。

（4）分析三种功率放大电路的最大不失真输出电压，从而选出输出功率最大的电路。 （5）根据三种功率放大电路的最大输出功率以及功放管消耗的能量大小来确定效率最低的电路。

【解题过程】

（1）答案为OTL、OCL、BTL。

（2）由于图（a）和（c）所示电路是单电源供电，为使电路的最大不失真输出电压最大，静态应设置晶体管发射极电位为VCC/2。因此，只有图（b）所示的OCL电路在静态时晶体管发射极电位为零。因此答案为OCL。

（3）根据电路的工作原理，图（a）和（b）所示电路中的两只管子在输入为正弦波信号时应交替导通，图（c）所示电路中的四只管子在输入为正弦波信号时应两对管子（T1和T4、T2和T3）交替导通。

因此答案为T1，T1，T1和T4。

（4）在三个电路中，哪个电路的最大不失真输出电压最大，哪个电路的负载电阻RL获得的最大输出功率就最大。三个电路最大不失真输出电压的峰值分别为

，，

（5）根据（3）、（4）中的分析可知，三个电路中只有BTL电路在正弦波信号的正、负半周均有两只功放管的消耗能量，损耗最大，故转换效率最低。因而答案为（c）。 3、单电源互补功率放大电路如图所示。设功率管、

，发射结正向压降

的容量足够大。

（1）静态时，A点的电位别为多大？

（2）动态时，若输出电压仍有交越失真， （3）试确定电路的最大输出功率

应该增大还是减小?

，及此时需要的输入激励电流

、电容器C两端压降

和输入端信号中的直流分量

分

，

，

的特性完全对称, 管子的饱和压降

，

，并且电容器

和

、能量转换效率

的值；

（4）如果二极管D开路，将会出现什么后果?

【相关知识】 甲乙类互补推挽功放电路的工作原理。

【解题思路】

（1）为了使单电源互补推挽功放电路输出信号正负两个半周的幅值对称，静态时，A点的电位应等于电源电压的一半，由此可推算电容器C两端压降和输入端信号中的直流分量

的大小。

（2）分析产生交越失真的原因，讨论

的作用。

（3）确定输出电压最大值，求解最大输出功率、能量转换效率及此时需要的输入激励电流的值。

（4）断开二极管，分析电路可能出现的状况。 【解题过程】

(1) 静态时，调整电阻

等于电源电压的一半，即

、

和

，保证功率管

和

处于微导通状态，使A点电位

。此时耦合电容C被充电，电容C两端的电压

；输入信号中的直流分量的大小，应保证输入信号接通后不影响放大电路的

直流工作点，即

(2) 电路中设置电位器

。

和二极管D的目的是为功率管提供合适的静态偏置，从而减

小互补推挽电路的交越失真。若接通交流信号后输出电压仍有交越失真，说明偏置电压不够大，适当增大电位器

的值之后，交越失真将会减小。

（3） 功率管饱和时，输出电压的幅值达到最大值，则电路的最大输出功率

此功放电路的能量转换效率最大

当输出电压的幅值达最大值时，功率管基极电流的瞬时值应为

（4）当D开路时，原电路中由电位器消失。和

、

、和

的发射结及

和二极管D给功率管和提供微导通的作用管完全导通。若

将构成直流通路，有可能使和，从而使功放管烧坏。

的值较小时，将会出现

4、在图(a)所示电路中，已知二极管的导通电压UD≈0.7 V；晶体管导通时|UBE|均约为0.7 V，T1和T3的饱和管压降|UCES|=1 V。试问：

图(a)

（1）T1、T3和T5管基极的静态电位各为多少？

（2）设R3＝10kΩ，R4＝100Ω，且T1和T3管基极的静态电流可忽略不计，则T5管集电极静态电流约为多少？

（3）若静态时iB1＞iB3，则应调节哪个参数可使iB1＝iB3，如何调节？

（4）电路中二极管的个数可以是1、2、3、4吗？你认为哪个最合适？为什么？ （5）若R3断路，则输出电压约为多少？

【相关知识】OCL电路的工作原理、静态和动态分析方法。

【解题思路】

（1）根据静态时UO=0以及晶体管处于导通状态来确定T1、T3和T5管基极的静态电位。 （2）T5管集电极电流与R3的电流近似相等。

（3）降低T3管基极的静态电位可以减小iB3，从而使iB1＝iB3。

（4）根据T1和T3管基极之间的静态电位差的要求来确定二极管的个数。 （5）分析R3断路后各个晶体管的工作状态来分析输出电压。

【解题过程】

（1）因为静态时输出电压uO为0 V，所以T1、T3和T5管基极的静态电位分别为

UB1＝UBE2＋UBE1 ≈1.4 V UB3＝0－UBE3 ≈－0.7 V UB5＝－VCC＋UBE5 ≈－14.3 V

（2）静态时，T1和T3的基极电流可忽略不计，因而T5管集电极电流与R3、R4的电流近似相等，即ICQ5 ≈ IR3 = UR3 / R3 =（VCC － UB1）/R3 ≈[（15－1.4）/10] mA=1.36 mA

因为R4上的电压约为T1管b-e间的导通电压UBE，所以若利用ICQ5 ≈ IR4 ≈ UBE/R4求解ICQ5，则UBE的实际值与0.7 V的差别必定使估算出的ICQ5产生很大的误差，故不能采用这种方法。 （3）若静态时iB1＞iB3，则应通过调整R4的阻值来微调T1和T3的基极电压。由于在调整R4时T5管的基极电流不变，集电极电流也就不变，即R4中电流基本不变。因此，应增大R4以降低T5管集电极电位，即降低T3基极电位，使iB3增大，达到iB1与iB3相等的目的。

应当指出，在图（a）所示电路中，只有在产生较大误差，如静态时输出电压为几伏，才调整R3的阻值。

（4）采用如图所示两只二极管加一个小阻值电阻合适，也可只用三只二极管。这样一

方面可使输出级晶体管工作在临界导通状态，消除交越失真；另一方面在交流通路中，D1和D2管之间的动态电阻又比较小，可忽略不计，从而减小交流信号的损失。

（5）若R3断路，则R4和T1、T2两个支路都为断路，电路如图（b）所示。由图可知，T5、T3和T4组成复合管作为放大管，构成共射放大电路；而且，静态时各管子的电流如图中所标注，由于T5的基极回路没有变化，因而其集电极电流不变。

图(b)

应当指出，在OCL电路中，功放管在静态时基本不损耗功率，其选取依据是

PCM＞0.2× V 2CC/（2RL）

因而当电路产生故障时应首先分析功放管静态时的功耗，判断其是否会因功耗过大而损坏。

本题可能出现以下几种情况：

① 若T5、T3和T4均工作在放大状态，则负载电阻的静态电流

IL = IE3 + IC4 =（1+β3）IC5 + β3 β4 IC5

数值很大。此时，若T3和T4的管压降也比较大，则它们静态的集电极功耗将很大，以至于使之因过热而损坏。若它们损坏后短路，则uO＝－15 V；若它们损坏后断路，则uO＝0 V。

 ② 如果电源电压几乎全部降在负载上，使T3饱和，则输出电压 uO=－VCC+（|UCES3|+UBE4）≈ [－15+（1+0.7）] V =－13.3 V

第6章作业（1）答案

-----差模放大器部分

1、已知差动放大器两个输入端的输入信号分别为uI1和uI2，如图1所示，试画出输入信号的差模分量和共模分量。

图1

2、电路如图2所示：

（1）试分析差动放大器抑制零点漂移的原理；

（2）图中Re的作用是什么？它对差模信号和共模信号各有什么影响？ （3）写出差模增益表达式； （4）画出交流电路；

（5）试分析RE的引入对电路性能有哪些改善？

（6）设ui1?10sin?t(mv)、ui2?6sin?t(mv)，求差模输入信号?uid和共模输入信号?uic，并予以图示。

+VCCRCRCvo1RLvo2Q2Q1R1R1+Vi1ReI+Vi2---VEE 图2

解：（1）抑制零点漂移原理：

↗

IC1↑→IE1↑

↘ IERe↑

↗

↗ VBE1↑→IC1↓ ↘

VBE2↑→IC2↓

温度（T）↑ ↘

（2）Re的作用是抑制零点源移，提高共模抑制比。Re对差模信号没有影响，对共模信号有抑制作用。 （3）Au??（4）

??RLrbeIC2↑→IE2↑ ↗

差模等效 共模等效

（5）Re对共模信号起反馈作用，对差模信号没有反馈作用，起到抑制零点漂移的作用，提高共模抑制比。

（6）?uid=ui1?ui2=10sin?t?6sin?t?4sin?t(mv) ?uic= ui1?ui2??ui1?ui22=

10sin?t?6sin?t4?8sin?t(mv)

?uid2?uid2??uic ??uic

3、电路如图3所示，设3个晶体管均有rbb??200?，hfe试求：

（1）静态工作参数UC1，IC1，UB1，IB1和UE1； （2）差模电压增益。

?50，稳压管2CW15的稳定电压为8V，

图3

4、在图4路中，已知?1??2?40，rbb?1?rbb?2?100?，试求：

（1）Rc1?10k?，Rc2?11k?的共模抑制比；

（2）uI1?1V，uI2?1.1V，此时uO??并标出其实际极性。

第6章作业（2）

-------集成运算放大器的应用 通过批改作业的情况来看：

（1）第5题第（3）问做对的很少，可以参照《模拟电子线路》（康华光 主编） （2）第3题做的不规范，没有指出其功能；

（3）第11题第（2）问做对的很少，请看清题目（要求用一个运算放大器构成，见教材） （4）第8题为补充题目，判断方法和教材的方法一样。

1、试用你所学过的基本电路将一个正弦波电压转换成二倍频的三角波电压。要求用方框图说明转换思路，并在各方框内分别写出电路的名称。 【相关知识】 波形变换，各种运算电路。

【解题思路】 利用集成运放所组成的各种基本电路可以实现多种波形变换；例如，利用积分运算电路可将方波变为三角波，利用微分运算电路可将三角波变为方波，利用乘方运算电路可将正弦波实现二倍频，利用电压比较器可将正弦波变为方波。

【解题过程】 先通过乘方运算电路实现正弦波的二倍频，再经过零比较器变为方波，最后经积分运算电路变为三角波，方框图如图（a）所示。

【其它解题方法】 先通过零比较器将正弦波变为方波，再经积分运算电路变为三角波，最后经绝对值运算电路（精密整流电路）实现二倍频，方框图如图（b）所示。 实际上，还可以有其它方案，如比较器采用滞回比较器等。

2、电路如图(a)所示。设为A理想的运算放大器，稳压管DZ的稳定电压等于5V。 （1）若输入信号的波形如图(b)所示，试画出输出电压 （2）试说明本电路中稳压管

的作用。

的波形。

图(a) 图(b)

【相关知识】反相输入比例器、稳压管、运放。

【解题思路】（1）当稳压管截止时，电路为反相比例器。

（2）当稳压管导通后，输出电压被限制在稳压管的稳定电压。

【解题过程】 （1） 当

时，稳压管

截止，电路的电压增益

故输出电压

当时，稳压管导通，电路的输出电压被限制在，即。根据

以上分析，可画出的波形如图(c)所示。

图(c)

（2）由以上的分析可知，当输入信号较小时，电路能线性放大；当输入信号较大时稳压管起限幅的作用。

3、试指出如下电路uo?ui的关系，并说明其功能。

U1YuiXKuovi=VimsinwtXC1U2YKC2uo(1)(2)U1XKYR1R2R3u1U3-∞+++R4R6uoR5u1U4-∞+uoKYU2Xu2(4)(3) 解：（1）图（1）由于Ux?Uy?Ui,则U0?KUi2，故构成平方电路。

（2）图(2),?Ui?VimSim?t，则：

u?0?k[VimSim?t]?KVimSim?t?KV22im222[1?cos2?t]?KVim22?KVim222

cos2?t?中直流分量被去掉即得U0?经C2后u0KVim2cos2?t，即电路具有二倍频功能。

?UOKUiK???Ui,而UO??KU02则U0?（3）由图可知，UO??

可见，UO是 -Ui的平方根，条件：输入电压必须为负值，才能实现平方根运算。

（4）u3?KU0U2，由图可知

u1R1??u3R2，即u3??R2R1u1代入可得

uo?u3KU2??R2u1KR1u2，若R1?R2则U0?U1KU2，则该电路为除法电路。

4、电路如图所示。已知集成运放均为理想运放；图（c）所示电路中R1＝R2，R4＝R5＝R6。 （1）分别说明各电路是低通滤波器还是高通滤波器，简述理由； （2）分别求出各电路的通带放大倍数。

【相关知识】低通滤波器，高通滤波器，通带放大倍数。 【解题思路】

（1）根据低通滤波器和高通滤波器的特点来识别电路：若输入电压频率趋于零时而输入电压频率趋于无穷大时

，则电路为低通滤波器；反之则为高通滤波器。

，

（2）求解通带放大倍数的方法：对于低通滤波器，求解输入电压频率趋于零时的电压放大倍数即为通带放大倍数；对于高通滤波器，求解输入电压频率趋于无穷时的电压放大倍数即为通带放大倍数。

【解题过程】

（1）在电路（a）中，若输入电压频率趋于零，则C1和C2相当于开路，在集成运放两个输入端

由于A构成电压跟随器，输出 （1）

若输入电压频率趋于无穷大，则C1和C2相当于短路，输出电压

可见，电路（a）是低通滤波器，通带放大倍数（2）

（2）在电路（b）中，若输入电压频率趋于零，则C1和C2相当于开路。由于在集成运放两个输入端为“虚地”，R2的电流为零，R1和R3的电流相等，即

（3）

若输入电压频率趋于无穷大，则C1和C2相当于短路，输出电压

可见，电路（b）是低通滤波器，根据式（3），通带放大倍数

（3）在电路（c）中，A2与R4～R7组成反相求和运算电路，其输出电压

（4）

将已知条件R4＝R5＝R6代入，可得（5）

若输入电压频率趋于零，则C相当于开路，在A1集成运放两个输入端出电压

，代入式（5）得

（6）

，其输

若输入电压频率趋于无穷大，则C相当于短路，A1和R1、R2组成反相比例运算电路，其输

出电压 将已知条件R1＝R2代入，可得，代入式（5）得（7）

。可见，

电路（c）是低通滤波器，根据式（6），通带放大倍数

综上，三种电路均为低通滤波器，图（a）～（c）的通带放大倍数分别如式（2）、（4）、（7）所示。

5、在工程设计中，常用电压过零比较器作为波形转换电路。如图所示，输入电压Ui为正弦交流信号，时间常数R2C1<

（3）定性画出当输入正弦交流信号时U01、U02、U03的各点波形； （4）若要求输出电压Uo3为负脉冲，图中电路应如何改变？

uiR1D1D2-A∞++R2R3uo1C1uo2D3uo3 解：（1）电路由过零比较器、R2和C1构成微分电路、D3构成限幅电路组成；R1为输入电阻，D1、D2为输入限幅二极管。

（2）R1为输入电阻、D1、D2为输入限幅电路。

（3）画图：U01为方波、U02为正负尖顶脉冲、U03为正尖顶脉冲。 （4）将图中的D3的电极反接即可。

注意：通过批改作业的情况来看，第（3）问做对的很少，可以参照《模拟电子线路》（康华光 主编）

6、在图(a)、(b)所示的两个电路中，A为理想运算放大器，输出电压的最大值为 （1） 指出这两个电路的名称；

（2） 定性画出电路的电压传输特性曲线（

与

的关系曲线）。

。

图(a) 图(b) 【相关知识】反馈、比例器，比较器。

【解题思路】判断电路反馈的极性，若为负反馈，电路工作在线性状态；若为正反馈，电路工作在开关状态。

【解题过程】（1） 由图可知，图(a)电路中引入了负反馈，输入信号加在运放的同相输入端；而图(b)引入如了正反馈，输入信号加在运放的反相输入端。故图(a)为同相输入比例运算电路，图(b)为反相输入迟滞电压比较器。 （2）对图(a)电路，当输入电压大时，运放将工作于饱和区，所示。

较小时，运放工作于线性区，

；而当

较

。因而可画出图(a)电路的电压传输特性曲线如图（c）

图 (c) 图 (d)

对于图(b)电路，由于电路引入如了正反馈，所以运放工作于饱和区。当电压时， 示。

7、图(a)所示电路是没有画完整的正弦波振荡器。 （1）完成各节点的连接； （2）选择电阻

的阻值；

；当；当

时，输出电压

时，

；而

，即当

时，输出

。故得电路的电压传输特性曲线如图 (d)所

（3）计算电路的振荡频率； （4）若用热敏电阻

（

的特性如图(b)所示）代替反馈电阻

，当（有效值）多

大时该电路出现稳定的正弦波振荡？此时输出电压有多大？

图(a) 图(b)

【相关知识】 RC正弦波振荡器。

【解题思路】根据RC正弦波振荡器的组成和工作原理对题目分析、求解。 【解题过程】

（1）在本题图中，当

时，RC串—并联选频网络的相移为零，为了满足相位条件，

放大器的相移也应为零，所以结点应与相连接；为了减少非线性失真，放大电路引入负反馈，结点

应与

相连接。

（2）为了满足电路自行起振的条件，由于正反馈网络（选频网络）的反馈系数等于1/3（

时），所以电路放大倍数应大于等于3，即

。故

应选则大于

的

电阻。

（3）电路的振荡频率

（4）由图(b)可知，当输出电压的有效值

，即当电路出现稳定的正弦波振荡时，

，此时

8、（补充）试判断图(a)所示电路是否有可能产生振荡。若不可能产生振荡，请指出电路中的错误，画出一种正确的电路，写出电路振荡频率表达式。

图(a) 图(b)

【解题思路】

(1) 从相位平衡条件分析电路能否产生振荡。

(2) LC电路的振荡频率，L、C分别为谐振电路的等效电感和电容。

【解题过程】图（a）电路中的选频网络由电容C和电感L（变压器的等效电感）组成；晶体管T及其直流偏置电路构成基本放大电路；变压器副边电压反馈到晶体管的基极，构成闭环系统统；本电路利用晶体管的非线性特性稳幅。静态时，电容开路、电感短路，从电路结构来看，本电路可使晶体管工作在放大状态，若参数选择合理，可使本电路有合适的静态工作点。动态时，射极旁路电容

和基极耦合电容

短路，集电极的LC并联网络谐振，其等效

阻抗呈阻性，构成共射极放大电路。利用瞬时极性法判断相位条件：首先断开反馈信号（变压器副边与晶体管基极之间），给晶体管基极接入对地极性为

的输入信号，则集电极对地

的输出信号极性为一，即变压器同名端极性为一，反馈信号对地极性也为一。反馈信号输入信号极性相反，不可能产生振荡。若要电路满足相位平衡条件，只要对调变压器副边绕组接线，使反馈信号对地极性为

即可。改正后的电路如图（c）所示。本电路振荡频率的表达式

图(c) 图 (d)

图（b）电路中的选频网络由电容C1、C2和电感L组成；晶体管T是放大元件，但直流偏置不合适；电容C1两端电压可作为反馈信号，但放大电路的输出信号（晶体管集电极信号）没有传递到选频网络。本电路不可能产生振荡。首先修改放大电路的直流偏置电路：为了设置合理的偏置电路，选频网络与晶体管的基极连接时要加隔直电容

，晶体管的偏置电路有

两种选择，一种是固定基极偏置电阻的共射电路，另一种是分压式偏置的共射电路。选用静态工作点比较稳定的电路（分压式偏置电路）比较合理。修改交流信号通路：把选频网络的接地点移到C1和C2之间，并把原电路图中的节点2连接到晶体管T的集电极。修改后的电路如图（d）所示。然后再判断相位条件：在图（d）电路中，断开反馈信号（选频网络与晶体管基极之间），给晶体管基极接入对地极性为

的输入信号，集电极输出信号对地极性为一

（共射放大电路），当LC选频网络发生并联谐振时，LC网络的等效阻抗呈阻性，反馈信号（电容C1两端电压）对地极性为

。反馈信号与输入信号极性相同，表明

，修

改后的电路能满足相位平衡条件，电路有可能产生振荡。本电路振荡频率的表达式为

9、电路如图(a)所示，设运放和都是理想特性。试分析电路能否产生方波、三角波信

号，若不能产生振荡，请改正。

图(a)

【相关知识】比较器、积分器、方波三角波发生器。

【解题思路】根据非正弦波信号发生器电路组成原理及产生振荡的条件判断电路能否产生振荡。

（1）检查电路是否同时具有电压比较电路（开关器件）、反馈网络和积分器（延时环节）。 （2）只要反馈信号能使电压比较电路的输出状态发生变化，该电路就能产生振荡。 【解题过程】 在图示电路中，运放

组成反相输入迟滞比较器，运放

组成积分电路，积必然是方波信号，

分器输出接比较器输入构成反馈环路。如果电路能振荡，比较器输出

，积分器输出

将随比较器输出

的极性向相反方向变化而产生三角波。

假定比较器输出，此时运放同相端的电位，积分器输出向负方

向变化，随时间推移将趋向负电源电压。比较器反相输入端的电位与同相输入端电位没

有比较点，所以它不可能翻转，即本电路不会产生方波、三角波信号。为了使比较器输出状态能随积分器输出电压的变化而翻转，可将运放开，并与运放

的反相输入端接地，把电阻

的接地端断

的输出端相接。改正后的电路如图(b)所示。

图(b)

另一种改正方法是在原电路的比较器和积分器之间，再加一级反相器，改正后的电路如图(c)所示。

图 (c)

10、图(a)示电路为一精密半波整流电路。当输入电压为正弦波时，A点可得正半周期波形，B点可得负半周期波形。在电路中，虽然二极管本身的压降没有改变，但从输入与关系来看，整流电路的死区电压却大大的降低了。试说明电路的工作原理，并画出的波形图。

、、

的及

图(a)

【相关知识】 精密整流电路。

【解题思路】 求二极管在即将导通时，即二极管两端的电压等于其死区电压时的电路的输入电压，该电路的死区电压。

【解题过程】 由图可知，当二极管即将导通时，电路中各支路的电流为零，点A、B与输入端等电位。故有

（或

）

式中为二极管的死区电压。运放的开环电压放大倍数。

由以上各式联立求解可得，整流电路的死区电压为

当时，二极管导通、截止， 。

当时，二极管导通、时，

截止，；

时，

。故该电路称为半波精密整流电路。

，但输出电压、

与点A、B的电压

从

、

尽管当

仍然相差一个管压降到

或从

到

。因此，在二极管管交替导通的时刻，输出电压、

、

将产生2的突变。 的波形图分别如图(b)所示。

11、（1）用运放设计一个单级放大电路，指标要求如下：

（a）其电压放大倍数为11；（b）希望输入电阻尽可能大。

若选负反馈电阻为100KΩ，试画出设计电路图，并求出电路的其它电阻值。 (2) 试用一个运算放大器构成U0=-2Ui1+4Ui2的运算关系，且要求每路输入电阻不小于10kΩ。 解：(1)设计电路如下：

R3R1A1-∞+UoR2 （a）为使输入电阻尽可能大，选用同相比例放大电路，根据要求电压放大倍数为11，

Au?1?R3R1Ui+ 即 11?1?100R1 ，所以R1=10KΩ

（b）平衡电阻：R2=R1//R3=10KΩ//100KΩ=9.5K （2）设计电路为：

RfR1ui1A1-∞+UoR2ui2R3+ n利用全加器设计公式（见教材P226）：uo???j?1RfR1jmuI1j????1RfR1?uI2?

选R1=15K，则

RfR1?2?Rf=2R1=30K；

RfR2?4?R2=RF/4=7.5KΩ。

由全加器条件

R1Rf?R2R3? R3=15KΩ

第7章作业

1、串联型稳压电路如图所示。已知稳压管

的稳定电压

，负载

。 的调整范围。

(1) 标出运算放大器A的同相和反相输入端。 (2) 试求输出电压 (3) 为了使调整管的

，试求输入电压

的值。

【解题思路】 (1) 运算放大器的同相和反相输入端的连接要保证电路引入电压负反馈。

(2) 根据确定输出电压的调整范围。

(3) 由，并考虑到电网电压有波动，确定输入电压的值。

【解题过程】 (1) 由于串联型稳压电路实际上是电压串联负反馈电路。为了实现负反馈，取样网络（反馈网络）应接到运放的反相输入端，基准电压应接到运放的同相输入端。所以，运放A的上端为反相输入端（–），下端为同相端（+）。

(2) 根据串联型稳压电路的稳压原理，由图可知

式中，为可变电阻滑动触头以下部分的电阻，。

当时，最小

当时，最大

因此，输出电压的可调范围为。

（3）由于 当

若考虑到电网电压有

时，为保证波动时，也能保证

，输入电压

，那

么，实际应用中，输入电压应取。

【常见的错误】容易忽视电网电压有2、稳压电路及参数如图所示。

波动。

（1）试计算Vo的可调范围；（2）试分析当电网电压升高时，输出电压V0的稳定过程。

Q1+R1R2Ube=0.7vR33001D1T1ui42C1C2Q2R8300uoR5Ube=0.7v3R4300D2UZ=5.3V- 解：（1）当R8调至最上端，R8=300Ω时，U0最小，即： U0min?(Ube2?U2)R3?R4?R8R8?R4?9?V?

当R8调至最下端，R8=0Ω时，V0最大，即

U0max?(Ube2?U2)R3?R4?R8R4?18?V?

（2）Ui↑→Uo↑→UBE2↑→Ic2↑→Uc2（UB2）↓→UBE2↓→Ic1↓→Uce1↑→Uo↓

3、图为运算放大器组成的稳压电路，图中输入直流电压UI=30V，调整管T的b=25，运算放大器的开环增益为100dB、输出电阻为100

、输入电阻为2M

，稳压管的稳定电压UZ=5.4V，

稳压电路的输出电压近似等于9V。在稳压电路工作正常的情况下，试问： （1）调整管T的功耗PT和运算放大器的输出电流等于多少？

（2）从电压串联负反馈电路详细分析计算的角度看，该稳压电路的输出电压能否真正等于9V，无一点误差，如不能，输出电压的精确值等于多少？ （3）在调整管的集电极和基极之间加一只5.1k运算放大器的输出电流；

（4）说明引入电阻R4的优点。

的电阻R4（如图中虚线所示），再求

【解题思路】

（1）调整管的功耗

，运算放大器的输出电流

。

（2）根据

（3）运算放大器的输出电流

，可得输出电压的精确值。

。

（4）考虑引入电阻R4后，对运放的输出电流、功耗的影响，以及对稳压电路输出电压调整能力的影响等问题进行讨论。 【解题过程】

（1）调整管功耗

运算放大器的输出电流IAO即为调整管的基极电流IB

（2）由于本电路中运放的电压放大倍数是有限值，所以UO只能近似等于9V。按负反馈电路增益计算方法可得闭环增益

（3）增加电阻R4后，流过R4的电流为

运放的输出电流为

（4）R4接入后减小了运放A的输出电流，从而降低运放的功率损耗。但是运放A对调整管的基极电流的控制作用则有所削弱。

4、图示电路为W117组成的输出电压可调的稳压电源。

已知W117的输出电压UREF＝1.25 V，输出电流I′O允许的范围为10 mA～1.5 A，输入端和输出端之间的电压U12允许的范围为3～40 V，调整端3的电流可忽略不计。回答下列问题： （1）R1的上限值为多少？（2）输出电压UO的最小值为多少？

（3）若R1＝100 Ω，要想使输出电压的最大值为30 V，则R2应为多少？  （4）输出电压的最大值能够达到50 V吗？简述理由。

【相关知识】

W117的基本用法及参数的选择方法。

【解题思路】

（1）为使W117正常工作，任何情况下都必须保证I′O≥10 mA。负载开路时I′O最小，此时R1的取值必须保证I′O≥10 mA。

（2）当R2调节到最小时，输出电压达到最小值。 （3）根据UO 与R1、R2之间的关系求解R2的值。 （4）输出电压变化范围受到U12变化范围的限制。

【解题过程】

（1）考虑到电路可能开路，

（2）输出电压的最小值UOmin=UREF＝1.25 V。

（3）输出电压

代入数据可得

（4）输出电压的最大值不能够达到50 V。因为电路输出电压的最小值为1.25 V，若调到最大值为50 V，W117的U12的变化范围为（50－1.25）V超过其允许的参数（40～3）V，说明将在输出电压较低时1、2间电压将超过其耐压值。

【方法总结】 W117是串联型稳压电源，1、2相当于调整管的集电极和发射极。I′O为10 mA～1.5 A，说明W117输出电流大于10 mA才能稳压，小于1.5 A才不至于损坏；U12为3～40 V，说明U12大于3 V调整管才工作在放大区，U12大于40 V，调整管将被击穿。 5、图中画出了两个用三端集成稳压器组成的电路，已知静态电流IQ=2mA。 （1）写出图（a）中电流IO的表达式，并算出其具体数值； （2）写出图（b）中电压UO的表达式，并算出当R2=0.51k（3）说明这两个电路分别具有什么功能？

时的具体数值；

图(a) 图(b)

【解题思路】(4) 写出图(a)电路输出电流与稳压器输出电压的表达式。 (5)写出图(b)电路输出电压与稳压器输出电压的表达式。 (6)由表达式分析各电路的功能。

【解题过程】（1）

（2）

（3）图（a）所示电路具有恒流特性，图（b）所示的电路具有恒压特性。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/71f3.html