模拟电子技术教程 第4章习题答案

第4章 习题

1． 概念题

（1）在多级直接耦合放大器中，对电路零点漂移影响最严重的一级是 第1级 ，零漂最大的一级是 最后1级 。

（2）差分放大电路有 4 种输入输出连接方式，其差模电压增益与 输出 方式有关，与 输入 方式无关。

（3）集成运放是一种采用 直接 耦合方式的放大电路，所以低频性能 好 ，其最大的问题是 零漂大 。

（4）一个带宽为0.1～10MHz的宽频带多级放大电路，应采用的耦合方式是（ B、D ）。 A：阻容耦合

B：直接耦合

C：变压器耦合

D：光电耦合

（5）有两个性能完全相同的放大器，其开路电压增益为20dB，Ri=2kΩ，Ro=3kΩ。现将两个放大器级联构成两级放大器，则开路电压增益为（ B，20dB+12dB=32dB ）。

A：40 dB 160dB

（6）放大电路中采用复合管的目的是（ C ）。 A：增加输入阻抗

B：减小零点漂移

C：提高电压或电流放大倍数

B：32 dB

C：16 dB

D

：

（7）一般情况下，我们用 输入短路，将测得的输出电压除以运放的增益 的实验法测得输入失调电压UIO。

（8）双入双出的差分放大电路，其共模信号幅值不管多大都不会影响差模输出。对吗？（ 不对 ）

（9）共模信号和差模信号都可以是交流信号，也可以是直流信号。对吗？（ 对 ） （10）对于长尾式差分放大电路，不论是单端输入还是双端输入，在差模交流通路中，射级电阻Re可一概视为短路。对吗？（ 对 ）

（11）有源负载可以增大放大电路的输出电流。对吗？（ 不对 ）

（12）电压输入输出型运放是用量最大的运放，因而产量大、价格低。对吗？（ 对 ） （13）基本镜像恒流源的原理是两个三极管工作在同 一条输出特性曲线 上。 （14）在运放中恒流源的作用有 提供静态工作电流或提供有源负载 。 （15）由于 频率特性好且易于集成 ，光电耦合具有很广阔的前景。

2 . 如图4-63所示多级放大电路中，试判断各单级放大电路的类型及各级间的耦合方式。

1

Rb2Rc2Rb1Rc1 C1 +T1C2T2+VccC3+R2R1T2+VccRb1Rc1Rc2T2T1C2+VccT1 uiR3i_ u __V

uo+ +uo_Rb2IsRe1C1Re2RLBB +Vcc 解：

+R1（a） （b） （c） +VccR4T1R3R5R7R6R8+T2R1C1R3R5R6T2C3R7T3R8C4T1C2uoR9_ Rs+ui_R2R2R4usR9RL_n1=2000Dn2=1000 (d) （e） 图4-63 习题2电路图 （a） 两级共射，阻容耦合 （b） 两级共射，直接耦合 （c） 共射-共集，直接耦合 （d） 共源-共射，阻容耦合

（e） 共射-共源-共射，阻容-变压器耦合

3 . 画出题2中各图微变等效电路，并写出Au、Ri及Ro的表达式。 （略）

4．图4-64为两级阻容耦合交流放大电路。设β1、β2、rbe1、rbe2及各电阻均为已知。 （1）分析两管工作的组态；

（2）求电路的电压增益Au、Ri及Ro。

解：

（1）共集-共基放大电路

+-VccRb1C1Rb2Re1Re2T2C2uoRc2Rb3T1C2Rb4ui_Cb-Vcc 图4-64 习题4电路图 2

AU?AU1?AU2AU1?Au2?(1?β1)(Re1//Ri2)rbe1?(1?β1)(Re1//Ri2)?RC2rbe2rbe21?β2

Ri2?Re2//Ri?Rb1//Rb2//[rbe1?(1?β1)(Re1//Ri2)]Ro?RC2

5．在图4-65所示的两级阻容耦合放大电路中，已知β1=β2=50，rbe1=1.6 kΩ，rbe2=1 kΩ，其它参数如图中所示。

（1）电路的输入阻抗Ri和输出阻抗Ro； （2）电路的电压放大倍数Au、Aus。 解：

Rs5k+15VRb1250kC1+T1Re110kRb250kRc25.1kT2C3C2Rb310kRLRe21k5.1k+uo_us+_ui_Ce2 图4-65 习题5电路图 Ri?Rb1//[rbe1?(1?β1)(Re1//Ri2)]?42kRi2?Rb2//Rb3//rbe2?1kRo?RC2?5.1kAU?AU1?AU2AU1?Au2?(1?β1)(Re1//Ri2)?1rbe1?(1?β1)(Re1//Ri2)??2(Rc2//RL)??125rbe2RiAu??112Ri?RsAU??125Aus?

6 .电路如图4-66所示为场效应管和晶体管组成的两级放大电路。已知T1的gm，T2的β及rbe。

（1）画出微变等效电路；

（2）求电压放大倍数和输入、输出阻抗。

uiRgReCe+VCCC1 RcT1T2C2RLuo

图4-66 习题6电路图 3

解：

（1） 微变等效电路如图所示。 （2）

AU?AU1?AU2AU1Au2ugmuGSrbegmrbe?o1??uiuGS?gmuGSrbe1?gmrbeu?(RC//RL)?o??uo1rbe++gsu_GSuiRg_++gmugsuO1_drbeicRcRLuo_Ri2?RgRo?RC

习题6 （1） 微变等效电路 7. 在图4-67两级放大电路中，已知晶体管β=50，，rbb′=300Ω，UBE=0.7V；二极管UD=0.7V，

rD=100Ω； 场效应管UGS(th)=4V，IDO=10mA。

（1）求各级静态工作点；

R120kΩRs+2.8kΩR24kΩT1R33kΩT2++12V （2）为了保证T2管正常工作，求R2的最大值；

（3）写出中频电压放大倍数Aus、输入阻抗Ri

us和输出阻抗Ro的表达式。

解：

uoD__ 图4-67 习题7电路图 （1）IBQ?IR1-IRS?VCC-UBE-UDUBE?UD-?0.03mAR1RS

ICQ??IQ?1.5mAUCEQ?VCC?ICQR2?UD?5.3VUGSQ?UCEQ?UD?6VIDQ?IDO(UGSQUGS(th)?1)2?2.5mAUDSQ?VCC?IDQR3?4.5V 4

（2）UGSQ?VCC?ICQR2?UGS(th)R2?5.3K（3）AU?AU1?AU2Au1???R2??32rbe?（1??）rD26mV?1.2kICQ'rbe?rbb?(1??)Au2??gmR3??7.5gm?2UGS(th)IDOIDQ?2.5mSAu?240Ri?R1//[rbe?(1??)rD]?4.8K?Ro?R3?5K?

8. 若在差动放大器的一个输入端加上信号ui1=20mV，而在另一输入端加入信号ui2。当ui2分别为20mV、－20 mV、10 mV、0V时，分别求出上述四种情况的差模信号uid、共模信号uic及差模输入ui的数值。

解：

ui1?ui22u?ui2uic?i1

2ui?2uiduid?

9. 图4-68所示电路中，晶体管参数理想对称，β均为50，rbb′=300Ω。 （1）求静态时两管的ICQ、UCQ；

（2）求当ui1=5V，ui2=5.01V时的双端输出电压uo； （3）求当ui1=10mV，ui2=0V时的双端输出电压uo； （4）若Rc1=5kΩ，Rc2=5. 1kΩ，重复（1）、（2）计算过程。

解：

5

1kΩ+ui1_5kΩ(-12V)Rc15kΩ(+12V)+uoT1_T2Rc25kΩc1c21kΩ+ui2_ 图4-68 习题9电路图

(1)ICQ?IEQ?VEE-UBE?1.13mAUCQ?VCC?ICQRC?6.35V2Re(2)电路完全对称时uo?Ad(ui1?ui2)Ad???RCrbe?RQ'rbe?rbb?(1??)26mV?1.5KIEQAd??100uo?Ad(ui1?ui2)??1V(3)分析同（2）uo?Ad(ui1?ui2)??1V（4）电路不对称：ICQ1?ICQ2?IEQ?1.13mAUCQ1?VCC?ICQ1RC1?6.35VUCQ2?VCC?ICQ2RC2?6.23V对差模信号：?u0d??uc1-?uc2?Ad1uid?Ad2(?uid)?(Ad1?Ad2)uidAd1???RC1RQ?rbeAd2???RC2RQ?rbe?u0d???(RC1?RC2)RQ?rbeuid???(RC1?RC2)RQ?rbe1?（ui1?ui2)??1.01V2对共模信号：?u0c??uc1-?uc2?Ac1uic?Ac2uic?(Ac1?Ac2)uicAc1???RC1RQ?rbe?2(1??)ReAc2???RC2RQ?rbe?2(1??)Re?uoc???(RC1?RC2)?(RC1?RC2)1uic???（ui1?ui2)?0.05VRQ?rbe?2(1??)ReRQ?rbe?2(1??)Re2

?uo??u0d??uoc?(?1.01)?0.05??0.96V10. 在图4-68所示电路的基础上接入10kΩ的负载RL及100Ω的射级调零电位器RW，如图4-69所示。设电位器的滑动端处在其中点，试对该电路作全面的静态分析和动态分析。

解：

+ui_1kΩ(+12V)Rc5kΩ+uoT1RLRw_T2Rc5kΩ1kΩ5kΩ(-12V) 图4-69 习题10电路图 6

静态分析：I?VEE-UBEEQ1?1.13mA2RW?2ReICQ1?ICQ2?IEQ?1.13mAUCQ1?UCQ2?VCC?ICQRC?6.23V动态分析：?(R//1AC2RL)d??R?)1?-25Q?rbe?(1?2RWR?（2R(1??)1idQ?rbe?2RW）?10kR?10K

O?2RC

11. 如图4-70所示差分放大电路，已知β=50， rbb′=300Ω。 （1）求静态时RL=2.2kΩ及RL=∞两种情况下两管的集电级电流及集电极电位；

（2）写出输出电压uo的表达式，计算RL=2.2kΩ，ui=10mV时uo的值

（3）计算共模抑制比及共模输入阻抗；

（4）T2管的基极接地，为什么其集电极可以有信号输出？分析T2的放大过程。

解：

(1)IEQ?VEE-UBE2R?2.mAeICQ1?ICQ2?IEQ?2mAUCQ1?VCC?9V

RL??：UCQ2?VCC?ICQ2RC?4.6VRL?2.2K?：URLCQ2?RVCC-ICQ(RC//RL)?2.3VL?RC

+9VRcuo2.2kuRiTL1T2Re2k-9V 图4-70 习题11电路图 7

(2)uo?Adui?ACuicAd?1?（RC//RL）2rbeAc??uo??(RC//RL)rbe?2(1??)Re1?（RC//RL）2rbe?ui??(RC//RL)u?irbe?2(1??)Re2'rbe?rbb?(1??)26mV?950?IEQ

uo?275mV(3)CMR?Ad1r?2(1??)Re?be?200Ac2rbe1Ric?（rbe?(1??)Re）?50k?2（4）射级耦合，T2共基放大

12. 某场效应管差动放大电路如图4-71所示。对电路做全面的静态和动态分析。 解：

uiT1T2Rd+uo Rd+VDD_Rs_VSS 静态分析：UGSQ?VSS?2IDQRSIDQ?IDO(UGSQUGS(th)?1)2

图4-71 习题12电路图 UDQ?VDD?IDQRdUSQ??(VSS?2IDQRS)动态分析：Ad??gmRdRid??RO?2Rd

8

13. 电路如图4-72所示，已知晶体管的β=200，rbb′=200Ω，RQ=2kΩ。忽略晶体管的饱和电压降，希望信号最大输出电压为12V，试求： （1）电阻RC的值；

（2）差模电压增益和差模输入阻抗；

（3）如果希望uo一端接地，并构成同相放大器，负载应接在何处？

解：

u_iIo2mA-12V+RQRc+12Vc1T1+uo_T2Rcc2RQ 图4-72 习题13电路图 （1）ICQ?UCEQ1IEQ?1mA2?UCQ?UEQ?VCC?ICQRC?(?UBE?IBQRQ)?VCC?ICQRC当UCEQ?6V?ICQRC?6V?RC?6K?满足u0mmax?12V??uc1max?6V（2）Ad???Rcrbe?RQ??17626mV?5.4kIEQ

'rbe?rbb?(1??)Rid?2(RQ?rbe)?14.8k

（3）接在c2和地之间。

14. 电路如图4-73所示，所有晶体管均为硅管，β均为60，rbb′=100Ω，稳压管稳压值UZ=3.7V。试求：

（1）求T3管的集电极电流IC3；

（2）要使静态时uo=0，则Rc2＝？； （3）求差模电压放大倍数Ad、差模输入阻抗Rid及输出阻抗Ro。

u_iIc3T3RC310kΩDzRc410kΩ+T1T2Rc2R2kΩRe4500ΩT4+VCC(+12V)uo_+-VEE(-6V) 图4-73 习题14电路图 9

解：

(1)IUZ-UBEC3?IE3?R?0.3mAC3（2）uo?0?ICQ4RC4?VEE?0?ICQ4?0.6mAIBQ4?ICQ4??0.01mAI1RC2?2IC3?IBQ4?0.14mAIRC2RC2?ICQ4Re4?UBE?1VR1VC2?I?7.14K?RC2(3)Ad?Au1?Au2A1?（RC2//Ri2）u1?2r??15be1r?r'26mVbe1bb?(1??)1?10k?2IC3Ri2?rbe4?(1??)Re4?30K

r?r'26mVbe4bb?(1??)I?2.8kEQ4A?RC4u2??rbe4?(1??)R??20e4Rid?2rbe?20kRo?Rc4?10k

15. 电路如图4-74所示。指出连接正确的复合管的类型，标明其等效管脚。

10

T1T2T1T2T2T1T3T1T2T3 （a） （b） （c） （d） T2T1 T1T2T1T2T2T1 （e） （f） （g） （h） 图4-74 习题15电路图 解：（a）错误 （b）错误

（c）正确，PNP管， e、b、c（从上到下） (d) 正确， NPN管, c、b、e（从上到下） （e）错误 (f) 错误

（g）正确，N沟道增强型，D、G、S（从上到下） （h）错误

16． 威尔逊电流源是镜像电流源的一种改进电路，如图4-75所示。设V1=V2=10V，R1=8.6kΩ，R2=4.7kΩ，三个晶体管的特性均相同，β均为50，UBE=0.7V。求晶体管T2的集电极对地电位UC2=？

解：

V1V2C1R1R2T2I?IC1?V1?2UBE?1mAR1

T1T3UC2?V2?IR2?5.3V

图4-75 习题16电路图 17.某复合管差分放大电路如图4-76所示。设所用晶体管均为硅管，β1=β2=30，β3=β4=100。 （1）求静态时Ic5 、IRc的值；

（2）求差模电压放大倍数Ad、差模输入阻抗Rid和输出阻抗Ro 解：

II 11

(1)IR?IC512V-UBE?2mAR?Re6RcRc Rc+6V6.2k_IEQ3IEQ1+T1T3RWT2T4100R3kui_ c5IRC?ICQ3?ICQ1?0.5mA

T5Re56kT6Re6 3k图4-76 习题17电路图 （2）Ad???1?3RCrbe1?(1??1)[rbe3R?(1??3)W]2??40'rbe1?rbb?(1??1)26mV?156KIEQ126mV?5.2KIEQ3RW]}?912k2

'rbe3?rbb?(1??3)Rid?2{rbe1?(1??1)[rbe3?(1??3)Ro?2Rc?12.4k

18. 如图4-77所示为F007集成运放中的电流源电路，各管的β均为5，UBE=0.7V。试计算IC13、IC10的值。

解：

T12T13 +15V2VCC?2UBEIR??0.73mAR5IC10?UTIlnRR4IC10

C1039kT10R43k T11 IC10?28?AIC13?

图4-77 习题18电路图 ???2IR?0.52mA12

IR5R -15VIIII1?IC5?0.5mA2IEQ3??5?A1??3

IR?e6IR?1mARe56.2k+uoR_6V C13

19.如图4-78所示为集成运放5G28的输入级简化电路。试说明电路组成特点及各元、器件的作用。

解：

T1、T2结型场效应管组成的差分放大电路，双入单出； T3、T4电流源电路做有源负载； T5恒流源电路提供偏置。

20. 如图4-79所示为集成运放的互补对称输出级电路。试说明电路组成特点及各元、器件的作用。

解：

T1、T2组成NPN型复合管和T3构成互补输出，调节R2

提供1.4V的偏置，消除交越失真。

21. 已知一集成运算放大器的性能参数为：Ad=10，KCMR=80dB。计算当差模输入电压ui=10μV、共模输入电压uic=1000μV时的输出电压uo。考虑输入失调电压UIO=1mV时运放是否工作在线性区？ （已知VCC=12V）

解：

5

R3-Vcc+VccR1R2T1T2+DT3RL1.4k+VCC T5+ui_T1T2uoT3600T4600 -VEE 图4-78 习题19电路图 uiuo_ 图4-79 习题20电路图 CMR?80dB?104Ad?10CMRuo?Adui?Acuic?1.01VAC??Ad(ui?UIO)?Acuic??UOM运放不工作在线性区。【修正：教材中该题已知条件应包括“VCC=12V”】 22. 电路如图4-80所示。

（1）说明电路是几级放大电路，各级分别是哪种形式的放大电路（共射、共集、差放等）；

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（2）分别说明各级采用了哪些措施来改善其性能指标（如增大放大倍数、输入电阻等）。

解：

T3I1T5T6RT4T7T8ui1T1T2ui2I2D1D2T9+VccuoT10-Vcc 输入级：T1T3、T2T4组成共集-共基差分放图4-80 习题22电路图 大电路，T5、T6为有源负载；

中间级：T7、T8两级共射放大 输出级：T9、T10共集互补输出；

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