模拟电子技术习题答案(1)

第一章 常用半导体器件 1

习 题 答 案

〖题1.1〗 （1）杂质浓度，温度（2）呈电中性，呈电中性（3）等于，大于，变窄，小于，变宽（4）反向击穿（5）增大，增大，减小（6）左移，上移，加宽（7）、发射结，集电结（8）一种载流子参与导电，两种载流子参与导电，压控，流控。

〖题1.2〗 二极管电路如图T1.2所示，判断图中二极管是导通还是截止，并确定各电路的输出端电压UO 。设二极管的导通压降为UD=0.7V。

ADBADR10V5VCB?UO??R5V10VUO?(a)B1D1A?R12V9V?UOB1B2(b)D1D2R10V15VUOAB2D2??(c)(d)图 T1.2

解：（a）UO=UA－UD=－5V－0.7V=－5.7V （b）UO=UB=UC=－5V （c）UO=UA=－0.7V （d）UO=UA=－9.3V

〖题1.3〗 二极管电路如图T1.3 (a) 所示，已知ui?10sin?t(mV) ，E?1.2V，

?ui?电容C和直流电源E对交流视为短路，二极管的伏安特性曲线如图T1.3(b)所示，R?100?，

求二极管两端的电压和流过二极管的电流。

解： iD?ID?id?(5?1.92sin?t)mA

uD?UD?ud?(0.7?0.01sin?t)V

+REDCiD/mA12iD8400.30.60.91.2uD/V ??uD(a)(b)图 T1.3

第一章 常用半导体器件 2

〖题1.4〗 设图T1.4中的二极管D为理想二极管，试通过计算判断它们是否导通？。

6k? D 4k? ?5k ?1k ?4k ?5k B 20V ?18k D ?20k ?14k B ?1k 5k? 15V10V A A10V ?2k(a)(b)图 T1.4

解：(a) UA??10?41?(?20)???9V 4?61?45UB??20???10V,UA?UB, 二极管导通；

5?525?(?15)???4V (b) UA??10?2?185?201UB??15???1V,UA?UB, 二极管截止。

1?141k?1k??D5V?(a)D??〖题1.5〗 在图T1.5所示电路中，已 知ui=10sinωt(V),二极管的正向压降和反向电流均可忽略。分别画出它们的输出波形和传输特性曲线uO=f(ui)。

解：

?ui??uo?uiD5Vuo?(b)D???1k?ui5Vuoui1k?uo5V?(c)??(d)?图T1.5uo(V)5 555uo(V)5o5 ui(V)uo(V)5o5 ui(V)uo(V)5o5 ui(V)ouo(V)5 uo(V)uo(V)uo(V) 5 ui(V) oπ/35π/6(a)?t oπ/35π/6(b)2π ?toπ/35π/6(c)2π ?toπ/35π/6(d) t?

第一章 常用半导体器件 3

〖题1.6〗 有两只硅稳压管DZ1、DZ2，它们的正向导通电压UD=0.7V，稳压值分别为UZ1=6V，UZ2=9V。试问：

（1） 将它们串联相接时可以得到几种稳压值，各为多少？ （2） 将它们并联相接时又可以得到几种稳压值，各为多少？ 解：（1）6.7V，9.7V，15V； （2）0.7V，6V。

〖题1.7〗 已知稳压管DZ的稳压值UZ?6V，最小稳定电流IZmin=5mA，UI?10V,求图T1.7所示电路中UO1和UO2的值。

R?UI??R??500?DZRL2k?UO1?2k?DZRL2k?UO2?UI?图 T1.7

解：(a)假设稳压管DZ能够稳压则：IZ?IR?IRL?假设成立，所以UO1=6V ；

(b)若稳压管DZ能够稳压则：IZ?IR?IRL?UI?UZUZ??5mA?IZmin， RRLUI?UZUZ???1mA?IZmin， RRLRL?5V。

RL?R假设不成立，稳压管不导通，所以Uo2?UI?〖题1.8〗 电路如图T1.8所示，已知E=20V，R1=400Ω，R2=800Ω。稳压管的稳定电压UZ=10V，稳定电流IZmin=5mA，最大稳定电流IZmax=20mA求流过稳压管的电流IZ=?如果R2断开，将会出现什么问题？R2的最大值为多少？

解：假设稳压管能够稳压，则:

EI1 R1I2IZDZE?UZUZIZ?I1?I2???12.5mA?IZmin,

R1R2假设成立，且IZ?IZmax,IZ?12.5mA，如果R2断开，稳压管中电流过大将被烧坏；IZ?I1?I2? R2图T1.8E?UZUZ??IZmax ，R2的最大值为2kΩ。 R1R2

第一章 常用半导体器件 4

〖题1.9〗测得放大电路中的两个晶体管的两个电极电流如图T1.9所示。 （1） 另一个电极的电流，并在图中标出实际方向；

（2） 判断它们的管型，并标出e、b、c极；

（3） 估算它们的β值和?值。

2.02mA1.2mA

1.23mA0.02mA

(b)(a)

图T1.9 解：图（a）：（1）2mA，流入电极，（2）NPN型管，上e左c右b ，（3）β=100，α=0.99； 图（b）：（1）0.3mA，从电极流出，（2）PNP型管，上c左b右e ，（3）β=40，

α=0.975。

〖题1.10〗 有两只晶体管，A管的?=200，ICEO?200μA；B管的?=50，

ICEO=10μA，其它参数大致相同，用作放大时最好选用哪只管？

解：B管。（选用BJT时，一般希望极间反向饱和电流尽量小些，以减小温度对BJT性能的影响）。

〖题1.11〗 在放大电路中，测得三只晶体管各个电极的电位如下， A管：①2V，②2.7V，③6V B管：①2.2V，②5.3V，③6V C管：①－4V，②－1.2V，③－1.4V 试判断晶体管的类型、材料、电极。 解：A管：NPN型，硅，①e，②b，③c；

B管：PNP型，硅，①c，②b，③e； C管：PNP型，锗，①c，②e，③b。

〖题1.12〗 用万用表直流电压档测得某电路中三只晶体管各电极的电位如下， A管：UC=－18V，UB=－12.3V，UE=－12V ；B管：UC=+6V，UB=+0.1V，

UE=－0.2V；C管：UC=+5.3V，UB=+5.3V，UE=+6V。试判断晶体管的工作状态。

解：A管：放大状态，B管：放大状态，C管：临界饱和状态。

〖题1.13〗工作在饱和状态的PNP型晶体管，三个电极电位的关系哪一组正确？ （1）UE>UB，UC>UB，UE>UC； （2）UE>UB，UCUC；

（3）UB>UE，UBUC； 解：（1）组正确

第一章 常用半导体器件 5

〖题1.14〗 电路如图T1.14所示，已知晶体管?=50，导通时UBE=0.7V，试分析VBB为0、1V、2V三种情况下晶体管T的工作状态即输出端电压uO的值。

解：VBB=0时，T截止，uO=12V；

VBB=1V时，T放大，uO=9V； VBB=2V时，T饱和，uO<0.7V。

〖题1.15〗 电路如图T1.15所示，晶体管的?=50，

Rc1k?RbVBB5k??VCC(?12V)?TuO?|UBE|=0.2V，饱和管压降|UCES|=0.1V；稳压管的稳定电压UZ=5V，正向导通电压UD=0.5V。试问：当uI=0V和uI=－5V时uO的值各为多少？

解：ui=0V时uO=－UZ=－5V；

ui=－5V时uO=－0.1V。

〖题1.16〗 某晶体管的极限参数PCM=150mW，ICM=100mA，U(BR)CEO=30V。试问：

（1）若它的工作电压UCE=10V，则工作电流IC不得超过多少？

?uI?图 T1.14?VCC(?12V)Rc1k?Rb10k??TuO?图 T1.15（2）若工作电流IC=1mA，则工作电压UCE不得超过多少？ 解：（1） IC不得超过5mA （2） UCE不得超过30V

〖题1.17〗电路如图T1.17（a）所示，场效应管T的输出特性曲线如图（b）所示。 （1）画出T在恒流区的转移特性曲线；

（2）分析当uI为4V、8V、12V三种情况下场效应管分别工作在什么区域？

iD/mARd3.3k??VDD(?12V)43uGS?12V11V10V9V8V6V5V510152025uDS/V?T?uI?2uO?10图 T1.17

解：（1） 略

（2） uI=4V时，T工作在夹断区；

uI=8V时，T工作在恒流区；

uI=12V时，T工作在可变电阻区。

第二章基本放大电路 11

（7）Ri?3k?（ ） （8）Ri?1k?（ ）

（9）Ro?5k?（ ） （10）Ro?2.5k?（ ）

??60mV( ) ??20mV( ) （12）U（11）Uss解：（1）× （2）× （3）× （4）√ （5）× （6）× （7）× （8）√ （9）√ （10）× （11）× （12）√

〖题2.8〗已知固定偏置放大电路中晶体管的??100，rbe?1k?，VCC?12V，

Rc?3k?

（1）现已测得静态管压降UCEQ?4V，估算Rb为多少千欧；

?和U?的有效值分别为1mV和100mV，则负载电阻RL为多少千欧？ （2）若测得Uio解：（1）求解Rb：ICQ?VCC?UCEQRc?2mA，IBQ?ICQ??20?A，

Rb?VCC?UBEQIBQ?565k?；

?????RL???Uo??100，A??100， （2）求解RL：AuuUirbe??1k?，RL?1.5k?，其中RL??Rc//RL。 解得RL 〖题2.9〗电路如图T2.9所示，晶体管的??100，rbb??100?。

?、R和R； （1）求电路的Q点、Aiou（2）若电容Ce开路，则将引起电路的哪些动态参数发生变化？如何变化？ 解：（1）静态分析：

UBQ?Rb1?VCC?2V Rb1?Rb2Rb225k?Rc5k?+VCC(+12V)++C2 IEQ?UBQ?UBEQ?1mARf?Re+

C1Rb15k?+ui_Rf300?Re1k?+CeRL5k?uoIIBQ?EQ?10 μA 1??UCEQ?VCC?IEQ(Rc?Rf?Re)?5.7V_图 T2.9 动态分析：

第二章基本放大电路 12

rbe?rbb'?(1??)26mV?2.73k?IEQ?(Rc∥RL) ?Au????7.7rbe?(1??)RfRi?Rb1∥Rb2∥[rbe?(1??)Rf]?3.7k?Ro?Rc?5k?

'RL?减小，A??? （2）Ri增大，Ri?4.1k?；A≈－1.92。 uuRf?Re?、R和R的表达式。 〖题2.10〗试求出图T2.5（a）所示电路Q点、Aiou解：Q点为

IBQ?VCC?UBEQR1?R2?(1??)Rc

ICQ?? IBQ UCEQ?VCC?(1??)IBQRc?、Ri和Ro的表达式分别为 Au????R2∥R3 , R?r∥R , R?R∥R Auibe1o23rbe?、R和R的表达式。设静态时R〖题2.11〗试求出图T2.5（b）所示电路Q点、Aio2u中的电流远大于T的基极电流。

解：Q点：

IBQ?(R2VCC?UBEQ)[R2∥R3＋(1＋β)R1]R2?R3

ICQ?β IBQ UCEQ?VCC?ICQRc?UBEQ?、R和R的表达式分别为 Aiou??β R4 Aurbe Ri?R1∥rbe 1?βRo?R4

第二章基本放大电路 13

〖题2.12〗设图T2.12所示电路所加输入电压为正弦波。试问：

??U??U?U??? ?U??? A（1） Au2o2iu1o1i（2）画出输入电压和输出电压ui、uo1、uo2的波形；

Rb 100 k ? 解：（1）因为通常β??1，所以电压放大倍数分别应为：

+uiRc3k?+VCCuO1+C2

β RcRc???A?－??1 u1rbe?(1?β)ReReC1Re3k?+C3uO2

A??(1?β)Reu2r??1 be?(1?β)Re(2)两个电压放大倍数说明uo1??ui，uo2??ui。波形如图所示。

〖题2.13〗电路如图T2.13所示，晶体管的

??80，rbe?1k?。

（1）求出Q点；

（2）分别求出RL??和RL?3k?时电路的

A?u； （3）求出Ri和Ro。 解：（1）求解Q点：

IVCC?UBEQBQ?Rb?(1??)R?32.3μAe IEQ?(1??)IBQ?2.61mA

UCEQ?VCC?IEQRe?7.17V （2）求解输入电阻和电压放大倍数： RL??时

Ri?Rb∥[rbe?(1??)Re]?110k? A?(1??)Re

u?r?(1??)R?0.996beeRL?3k?时

图 T2.12+VCC(+15V)200Rkb?++C22kR?sC1++uiu+Rs-_3k?eRLuO_图 T2.13

第二章基本放大电路 14

Ri?Rb∥[rbe?(1??)(Re∥RL)]?76k?

?? Au(1??)(Re∥RL)?0.992rbe?(1??)(Re∥RL)

（3）求解输出电阻： Ro?Re∥Rs∥Rb?rbe?37?

1??〖题2.14〗已知图T2.14(a)所示电路中场效应管的转移特性和输出特性分别如图（b）(c)所示。

（1）利用图解法求解Q点；

RdC1+ui_+VDD(10V)5kORo。

解：（1）在转移特性中作直线

+?、R和（2）利用等效电路法求解Aiu+TRs2kOC2+Cs+uO_Rg1MO(a)iD/mA4321iD/mA21.510.5uGS/V uGS??iDRs，与转移特性的交点即为Q点；

读出坐标值，得出IDQ?1mA，

-1V-2V-3V246UGSQ??2V。如图所示。

-4-3-2-1oO(b) (c)8 1012uGS/V 图 T2.14

第二章基本放大电路 15

?、R和〖题2.15〗电路如图T2.15所示，已知场效应管的低频跨导为gm，试写出AiuRo的表达式。

+VDDRg1RdC2?、Ri和Ro的表达式分别为 解：Au???g(R∥R)AumDL Ri?R3?R1∥R2

+ui_++C1+ARg3Rg2RsRL+Cs_uoRo?RD

图 T2.15

〖题2.16〗 解：（1）A （2）B，A （3）B A （4）C C 〖题2.17〗解：（1）

1 。①；①。

2π(Rs?Rb∥rbe) C1（2）

1' ；①；①，①，③。 2π[rb'e∥(rbb'?Rb∥Rs)]Cπ〖题2.18〗已知某电路的波特图如图T2.18

?的表达式。 所示，试写出Au解：设电路为基本共射放大电路或基本共源

放大电路。

.20lgAu /dB302010O100101102103104105106f /Hz ??Au(1?

?3210f)(1?j5)jf10?? 或 Au?3.2jfff(1?j)(1?j5)1010

?-90o-135o-180o-225o-270o100101102103104105106 f /Hz图T2.18

第三章 集成运算放大电路 16

〖题3.1〗 （1）集成工艺不易制作大容量电容 （2）减小温漂 （3）共射放大电路（4）克服温漂 （5）差，平均值 （6）抑制共模信号能力增强 （7）带负载能力强 （8）恒定，小，大

〖题 3.2〗OCL功率放大电路如图T3.2所示，其中T1的偏置电路未画出。若输入为正弦电压，互补管T2、T3的饱和管压降可以忽略，试选择正确答案填空。

（1）T2 和T3的工作方式为（甲乙类）。 （2）理想情况下，电路的最大输出功率为

R1T2D1D2+ui-T1ReET3RL+uO-+VCCV。 2RL2CC（3）电路中R1的作是充当T1的集电极负载，D1和D2的作用是消除交越失真。

〖题3.3〗已知一个集成运放的开环差模增益Aod为100dB，最大输出电压峰-峰值Uopp??14V，分别计算差

-VCC图T3.2模输入电压uI（即uP?uN）为10μV、100μV、1mV、1V和－10μV、－100μV、－1mV、－1V时的输出电压uO。 解：uI为10μV、100μV、1mV、1V和－10μV、－100μV、－1mV、－1V时，

uO分别为1V、10V、14V、14V、－1V、－10V、－14V、－14V。

〖题3.4〗图T3.4所示电路参数理想对称，?1??2??，rbe1?rbe2?rbe。 （1）写出RW的滑动端在中点时Ad的表达式；

（2）写出RW的滑动端在最右端时Ad的表达式，比较两个结果有什么不同。

R?(Rc?W)+VCC2解：（1）Ad?? rbeRWRcRcR?(Rc?W)2，比较结果可知，两种 （2） Ad??rbe情况下的Ad完全相等；但第二种情况下的

++uI-T1uO-T2Re-VEE?uC1 ＞ ?uC2。

图T3.4

第三章 集成运算放大电路 17

〖题3.5〗图T3.5所示电路参数理想对称，晶体管的β均为50， rbb?=100Ω，UBEQ?0.7。试计算RW滑动端在中点时T1管和T2管的发射极静态电流IEQ，以及动态参数Ad和Ri。

+uI-Rc10k?T1++VCC(+12V)Rc10k?T2100?uO-RWV?UBEQIEQ?EE?0.517mAReRW5.1k?＋2Re-VEE2(-6V)

? Rc图T3.5Ad????96Rrbe?(1??)W2R?2rbe?(1??)RW?10.4k?

i〖题3.6〗图T3.6是一个单端输出的差分放大电路，试指出1、2两端中哪个是同相

输入端，哪个是反相输入端，并求出该电路的共模抑制比。设VCC?12V，VEE?6V，

Rb?10k?，Rc?6.2k?，Re?5.1k?，三极管的?1??2???50， rbb?=300Ω，UBE1?UBE2?0.7V。

解：1为反相端、2为同相端，

Rc+VCCKCMRAβRe?d??20 AcRb?rbe1RbuI1T1+uO-T2Rb2uI2〖题3.7〗电路如图T3.7所示，T1管和T2管的β均为40，rbe均为3k?。试问：若输入直流信号uI1?20mV，

Re-VEE图T3.6+VCCRc+uI1+uO--uI2uI2?10mV，则电路的共模输入电压uIc=？差模输入电压uId=？输出动态电压?uO=?（R?10K?）

解：u?uI1?uI2?15mV

IC2 uId?uI1?uI2?10mV ?uO?AduId??0.67

〖题3.8〗电路如图T3.8所示，晶体管的??50，

T1T2-VEE图T3.7+VCC(+15V) rbb?=100Ω。

（1）计算静态时T1管和T2管的集电极电流和集电极电位；

（2）用直流表测得uO?2V，uI=？若

+uI-Rc20k?Rb100?+RLu10k?O-T2T1Rb100?Re10k?uI?10mV，则uO=？

-VEE(-6V)图T3.8

第三章 集成运算放大电路 18

解：（1）ICQ1?ICQ2?0.265mA，UCQ1?3.23V，UCQ2?VCC?15V （2）uI??uO?37.6mV，uO?UCQ1??uO?2.9V AdRd10k?+VDD(+15V)Rd10k?〖题3.9〗场效应管具有输入阻抗（达1M?以上）的特点。图T3.9是高输入阻抗型场效应管差动放大电路，作为高阻型集成运放的输入级。已知gm?2mS，RL?10k?，求：（1）差模电压增益Aod，共模电压增益Aoc以及共模抑制比；（2）当uS?10mV时，输出电压uO=？ 解：（1）Aod?5，Aoc??0.125，KCMR?32dB； （2）uO?49.38mV。 出时的共模抑制比将为多少？

解：KCMR?52dB。

+uS-+RLu10k?OT1-T2Rs10k?-VSS(-15V)图T3.9〖题3.10〗在题3.9中，若Rs由20k?改为200k?，其他参数保持不变，单端输

〖题3.11〗电路如图T3.11所示，已知：晶体管T1的ICEO1?1.2μA，?1?60，

UBE1?0.7V；T2的ICBO2?15μA，?2?40，UBE2?0.7V；

R?1k?，VCC?12V。试求：

（1）开关S1、S2均置于位置“1”时的IC； （2）开关S1、S2均置于位置“2”时的IC。 解：（1）IC?0.62 mA

1S121S22T1R+VCCICT2 （2）IC?3.61 mA

〖题3.12〗试判断图T3.12所示各种复合管的连接是电极。

解：

（a）正确，NPN型管，

1端为c极、2端为b极、3端为e极；

（b）错误 ； （c）错误 ；

（d）正确，增强型N沟道

1T222T1T12T231T12T23(e)(f)3(g)T1T231T1T3T23311T1T22图T3.11否正确。如正确，指出它们各自等效于什么类型的管子，管脚1、2、3分别对应于什么

11T1T23(a)(b)(c)(d)22图T3.12

第三章 集成运算放大电路 19

MOS管，1端为d极、2端为g极、3端为s极；（e）错误；（f）错误（g）正确，NPN型管，1端为e极、2端为b极、3端为c极。

〖题3.13〗工作在乙类的OCL电路如图T3.13所示，已知VCC?12V，RL?8?，ui为正弦电压，求在VCES?0的时候，电路的最大输出功率Pom、效率?和管耗PT。

解：Pom?2+VCCiC1T1uiiLT2RLiC2+uo-VCC?9W，??78.5%，PT ?2.46W。 2RL〖题3.14〗某电路如图T3.14所示，试分析： （1）若R1、D1、D2、三个元件中有一个出现开路，会出现什么问题？

-VCC图T3.13（2）VCC?15V，VCES?2V，RL?8?时，最大不失真输出功率Pomax为多大？

+VCCRW+ui-T1R1D1D2T2R2ERL+uO-OuO(V)t-VCC图 T3.14

解：（1）导致IB1、IB2过大；T1、T2工作电流很大，会使T1、T2管烧坏 （2）Pomax?10.6W

〖题3.15〗在图T3.15所示电路中，已知VCC?16V，RL?4?，T1和T2管的饱和管压降|UCES|?2V，输入电压足够大。试问：

（1）最大输出功率Pom和效率η各为多少？ （2）晶体管的最大功耗PTmax为多少？

（3）为了使输出功率达到Pom，输入电压的有效值约为多少？

uIR1T1D1+D2T2RLuO-+VCCR2(VCC?UCES)2解：（1） Pom? CC ?24.5W， -V2RL图T3.15

第三章 集成运算放大电路 20

???πVCC?UCES?69.8%

4VCC20.2?VCC?0.2PoM??6.4W

2RL （2）PTmax （3）U?U?VCC?UCES?9.9V

iom2〖题3.16〗在图T3.16所示电路中，已知二极管的导通电压UD?0.7V，晶体管导通时的|UBE|?0.7V，T2和T3管发射极静态电位UEQ?0V。试问：

（1） T1、T3和T5管基极的静态电位各为多少？

（2） 设R2?10k?，R3?100?。若T1和T3管基极的静态电流可忽略不计，则T5管集电极静态电流为多少？静态时uI＝？

（3）若静态时iB1?iB3，则应调节哪个参数可使iB1?iB2？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？ 解： +VCC（1）UB1?1.4V UB3??0.7V UB5??17.3V （2）ICQR2T1(+18V)T2+R3V?UB1?CC?1.66mA，uI?uB5??17.3V

R2R1uI1k?D1D2T3T5T4RL32?uO-（3）若静态时iB1?iB3，则应增大R3。

（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。

-VCC(-18V)? T3.16 〖题3.17〗在图T3.17所示电路中，已知VCC?15V，T1和T2管的饱和管压降

|UCES|?1V，集成运放的最大输出电压幅值为±13V，二极管的导通电压为0.7V。若输

入电压幅值足够大，则电路的最大输出功率为多少？

解：Pom?10.6W

R2+R1ui-R3R11k?+_D1T1+VCCAD2T2RL8?+uO--VCC图T3.17

第三章 集成运算放大电路 21

〖题3.18〗由对称三极T1、T2组成的镜像电流源如图T3.18所示，若

UBE1?UBE2?0.6V，IB1?IB2，?1??2

（1）试证明当???2，IC2?IR；

IRR+VCCIC2（2）若要求IC2?28μA，电阻R应为多大？

TT解：（1）略

12 （2）R?514k?

〖题3.19〗图T3.19所示电路是镜像电流源。在集成电路中，常用作偏置电路或有源负载。试分析??4、10和100时，IC2与IREF的误差。

解：??4时，IREF?1.5 IC2；

IREF图T3.18 +VCCRIC2??10时，IREF?1.2 IC2；

T1T2??100时，IREF?1.02IC2

〖题3.20〗在图T3.20所示的电路中，T1、T2和T3管的特性都相同，且?1??2??3，并很大，

图T3.19+15VU1R110k?T3R25k?IC2T1T2UBE1?UBE2?UBE3?0.7V，求U1?U2=？

解：U1?U2?7.85V。

〖题3.21〗由复合管组成的恒流源电路如图T3.21所示，

IREFU2T1和T2管的共射极电流放大系数均为?1，特性相同，T3和T4管的共射极电流放大系数均为?3，特性相同。试写出参考电

图 T3.20 流 IR和输出电流IO的表达式。

+V 解：

CCV?UBE1?UBE3IR?CCR IRIRIO??221?1??1??3??1?3?1?3IRRIOT1T3T2T4图T3.21

第四章 放大电路中的反馈 22

〖题4.1〗判断图T4.1所示各电路中是否引入了反馈，是直流反馈还是交流反馈，是正反馈还是负反馈。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。

+?Ui_A?Uo?UiR1+_A1R2R3_+R4A2?UoCR1R2R3(a)R2R1?UiR3?Ui?Uo(b)R3RLC+?UoR1_A+_A1R2_A2_+(c)R3R1+(d)+_AR2R1C?VCCR3_A?Ui?UouI?Uo+_AT?Ui+R2R1R2R1+uO_?VCC(e)(f)(g)图 T4.1解：图（a）所示电路中引入了直流负反馈，图（b）所示电路中引入了交、直流正反馈，图（c）所示电路中引入了直流负反馈，图（d）、（e）、（f）、（g）所示各电路中均引入了交、直流负反馈。

〖题4.2〗分别判断图4.1（d）～（g）所示各电路中引入了哪种组态的交流负反馈，并计算它们的反馈系数。

解：各电路中引入交流负反馈的组态及反馈系数分别如下：

??I?I??1 （d）电流并联负反馈 Ffo??U?U?? （e）电压串联负反馈 FfoR1

R1?R2R1

R1?R2??U?U??1 （f）电压串联负反馈 Ffo??U?U?? （g）电压串联负反馈 Ffo〖题4.3〗估算图4.1（d）～（g）所示各电路在深度负反馈条件下的电压放大倍数。

解：各电路在深度负反馈条件下的电压放大倍数如下：

第四章 放大电路中的反馈 23

?UR?(d) Auf?o?L?UR1i'??(R∥R)UIRRoo4L??(e) A??(1?1)?Lusf??RUIR2Rsifs??UURo?(f) Auf??o?1?4??UURif1

??(R∥R∥R)UI(R?R4?R9)(R7∥R8∥RL)o8L?(g) Auf??o7??2??UUR2R9if 〖题4.4〗分别说明图4.1（d）～（g）所示各电路因引入交流负反馈使得放大电路输入电阻和输出电阻所产生的变化。只需说明是增大还是减小即可。

解：图（d）所示电路因引入负反馈而使输入电阻减小、输出电阻增大；图（e）～（g）所示各电路均因引入负反馈而使输入电阻增大，输出电阻减小。

〖题4.5〗电路如图T4.5所示，已知集成运放的开环差模增益和差模输入电阻均近于无穷大，最大输出电压幅值为±14V。填空：

电路引入了 （填入反馈组态）交流负反馈，电路的输入电阻趋近于 ，电压放大倍数Auf??uO/?uI? 。设 uI?1V，则uO? V；若R1开路，则uO变为 V；若R1短路，则uO变为 V；若R2开路，则uO变为 V；若R2短路，则uO变为 V。

解：电压串联负反馈，无穷大，11。11；1；14；14；1。

〖题4.6〗已知一个负反馈放大电路的A?105，F?2?10?3。 （1）Af ?？

（2）若A的相对变化率为20％，则Af的相对变化率为多少？ 解：（1）因为AF＝200＞＞1，所以 Af≈1/F＝500 （2）根据题目所给数据，可知 为A的相对变化率的

11??0.005， Af相对变化率

1?AF1?2?1021 ， 故Af的相对变化率约为0.1％。

1＋AF〖题4.7〗已知一个电压串联负反馈放大电路的电压放大倍数Auf?20，其基本放大电路的电压放大倍数Au的相对变化率为10％，Auf的相对变化率小于0.1％，试问F和Au各为多少？

解：先求解AF，再根据深度负反馈的特点求解A；

AF?10%?10011??0.05。 AF＞＞1，所以 F?0.1ˉ20

第四章 放大电路中的反馈 24

〖题4.8〗电路如图T4.8所示。试问：若以稳压管的稳定电压UZ作为输入电压，则当R2的滑动端位置变化时，输出电压UO的调节范围为多少？

解：UO的调节范围约为

R1?R2?R3R?R2?R3?UZ~1?UZ ， ?R1?R2R1RUIUZ?6V?VCC+_AUO

即R1?R2?R3R?R2?R3?6V~1?6VR1?R2R1

R1R2R3图 T4.8??〖题4.9〗已知负反馈放大电路的A104(1?jff2)(1?j)451010试分析：为了使放大电路能够稳定工作（即不产生自激振荡），反馈系数的上限值为

解：根据放大倍数表达式可知，放大电路高频段有三个截止频率，分别为fL1＝

。

多少？

?约为60dB，104Hz ， fL2＝ fL3＝105Hz，因为fL2＝fL3＝10 fL1，所以，在f ＝fL2＝fL3时，A?F?小于0dB，即不满足自激振荡附加相移约为－180°。为了使f ＝fL2＝fL3时的20lgA?的上限值应为－60dB，即F?的上限值为103。 的幅值条件， 反馈系数20lgF－

〖题4.10〗电路如图T4.10所示。

（1）试通过电阻引入合适的交流负反馈，使输入电压uI转换成稳定的输出电流iL；

（2）若uI?0~5V时，iL?0~10mA，则反馈电阻RF应取多少？ 解：（1）引入电流串联负反馈，通过电阻Rf将三极管的发射极与T2管的栅极连接起来，如图所示；

?，再根据（2）首先求解F??1F?求解Rf 。 Af??FR1Rf??R1?Rf?R6 ,AfR1?Rf?R6R1Rf10?Rf?1.510?，所以,

10?1.55代入数据

Rf＝18.5kΩ

第四章 放大电路中的反馈 25

〖题4.11〗已知集成运放的开环差模增益Aod?2?105， 差模输入电阻rid?2M?，输出电阻ro?200?。试用方块图法分别求解图T4.11所示各电路的A、F、Af、Rif、Rof。

RFRRFR_A_AuI+(a)uOuI+(b)uO图 T4.11

解：（1）图T4.11（a）所示反馈放大电路的基本放大电路如解图T4.11（a）所示，因此A、F、Af分析如下：

uIRi RRf-+ARRfRfuO-uI+ARfRuO 解图T4.11

(a)(b)A??uO??iI?uO??Aod(rid∥Rf)?ui?rid∥RfF?

?iF1???uORf111?AF?1?Aod(rid∥Rf)??Aod?(rid∥Rf)?RfRfAf??Aod(rid∥Rf)1?Aod?(rid∥Rf)?1Rf

Ri、Ro、Rif、Rof分别为： Ri?rid∥Rf

Ro?ro∥Rf Rif?

rid∥RfAod?(rid∥Rf)?ro∥Rf1Rf?RfAod

(r∥Rf)(rid?Rf) Rof??o1AodridAod?(rid∥Rf)?Rf

第四章 放大电路中的反馈 26

A?－AodRf，Ri?Rf，Ro?ro 若 rid＞＞Rf，ro＜＜Rf，则：

Af??AodRf1?Aod

Rif?RfAod Rof?roAod整个电路的输入电阻约为（R＋Rf /Aod）。

（2）图T4.11（b）所示反馈放大电路的基本放大电路如解图T4.11（b）所示，因此

A、F、Af、Rif、Rof分析如下：

Ri?rid?R∥Rf Ro?ro∥(R?Rf)uI?uId? A?rid?R∥Rfrid?uOrid?Aod?r?R∥Rfrid?R∥Rf?uId?idrid

?uO??uIF??uFR??uOR?RfridridRR??Aod??rid?R∥RfR?Rfrid?R∥RfR?Rf1?AF?1?Aod?ridrid?R∥RfAf?ridR1?Aod??rid?R∥RfR?RfAod?Rif?(rid?R∥Rf)Aod?

ridrRR??Aod?idrid?R∥RfR?RfR?Rf R?ofro∥(R?Rf)r∥(R?Rf)rid?R∥RfR?Rf

?o?? ridRAodridRAod??rid?R∥RfR?Rf Ri?rid Ro?ro若rid＞＞R∥Rf，ro＜＜(R?Rf)，则： A?Aod AF?Aod?R

R?Rf Af?Aod1?Aod?RR?Rf

第四章 放大电路中的反馈 27

〖题4.12〗电路如图T4.12所示。

（1）合理连线，接入信号源和反馈，使电路的输入电阻增大，输出电阻减小；

?U?（2）若|Au|?o?20，则反馈电阻Rf应取多少千欧？ ?Ui?VCCR3+uIR110k?T1+_A_R210k?D1D2T2+uO_Rf图 T4.12R4?VCC

解：（1）引入电压串联负反馈，连线如图所示；

??1?Rf?20 ，所以R?190 kΩ （2）因为AufR1?VCCR3R110k?T1+uI+_A_R210k?D1D2T2+uO_?VCCR4Rf解图T4.12

第六章 波形的发生 28

〖题5.2〗电路如图T5.2所示，运放输出电压的最大幅值为±14V，填表。 uI/V uO1/V uO2/V

RfRuI10kΩ+R//Rf(a)100kΩ_A1uOuIR10kΩR//Rf+Rf100kΩ_A2uO0.1 0.5 1.0 1.5 (b)

解：uO1＝(－Rf /R) uI＝－10 uI，uO2＝(1+Rf /R ) uI＝11 uI。当集成运放工作到非线性区时，输出电压不是＋14V，就是－14V。 uI/V uO1/V uO2/V 0.1 －1 1.1 0.5 －5 5.5 1.0 －10 11 1.5 －14 14 图 T5.2〖题5.3〗设计一个比例运算电路，要求输入电Ri?20k?，比例系数为-100。 解：可采用反相比例运算电路，电路形式如图所示。取R＝20kΩ，Rf＝2MΩ。

〖题5.4〗电路如图T5.4所示，试求：(1)输入电阻；(2)比例系数。

解：由图可知Ri＝50kΩ，uM＝－2uI。

iR2?iR4?iR3

即 ?uIR150kO+R5R2MR3RfRuI-+A1uoR//Rf100kO100kOR42kO_AuOuMuMuM?uO ??R2R4R3图T5.4输出电压 uO?52uM??104uI 。

第六章 波形的发生 29

〖题5.5〗电路如图T5.4所示，集成运放输出电压的最大幅值为±14V，uI为2V的直流信号。分别求出下列各种情况下的输出电压。

(1)R2短路；(2)R3短路；(3)R4短路；(4)R4断路。

R3R??2 uI??4V（2）uO??2??2 uI??4V R1R1R?R3（3）电路无反馈，uO＝－14V （4）uO??2??4 uI??8V

R1解：（1）uO??〖题5.6〗图T5.6所示为恒流源电路，已知稳压管工作在稳压状态，试求负载电阻中的电流。

解：IL?

〖题5.7〗试求图T5.7所示各电路输出电压与输入电压的运算关系式。

解：在图示各电路中，集成运放的同相输入端和反相输入端所接总电阻均相等。各电路的运算关系式分析如下：

（a）uO??（b）uO??uI1uI2uI3R150k?R250k?R320k?(a)RfuI1uI2R125k?R125k?Rf200k?_A+200k?(c)uO_A+uORf100k?uI1uI2uI3R110k?R210k?R3100k?Rf100k?_A+uO+VCCRR110kODzUz=6VR210kO+_ARL+UOuPUZ??0.6mA R2R2IL-图T5.6(b)uI1uI2uI3uI4R110k?R210k?R35k?R4200k?(d)Rf200k?_A+uO图 T5.7RfRR?uI1?f?uI2?f?uI3??2uI1?2uI2?5u13 R1R2R3RfRR?uI1?f?uI2?f?uI3??10uI1?10uI2?u13 R1R2R3

第六章 波形的发生 30

Rf(uI2?uI1)?8 (uI2?uI1) R1RRRR（d）uO??f?uI1?f?uI2?f?uI3?f?uI4

R1R2R3R4（c）uO? ??20uI1?20uI2?40u13?u14

〖题5.8〗分别求解图T5.8所示各电路的运算关系。

RRRRu RRR__ uRAAu+ ++RuR R- (a)(b)

+RuA+解：图（a）所示_33kOAu_为反相求和运算电R+330kO路；图（b）所示的RuAR_11kOA1组成同相比例运算电路，A2组成加减运+RRuA_330kO算电路；图（c）所示

的A1、A2、A3均组成(c)为电压跟随器电路，

图 T5.8A4组成反相求和运算电路。

uI1uI2 u??R(?)（a）设R3、R4、R5的节点为M，则： M3R1R2

uuu iR4?iR3?iR5?I1?I2?M

R1R2R5 RRuu uO?uM?iR4R4??(R3?R4?34)(I1?I2) R5R1R2（b）先求解uO1，再求解uO。

1343I1521I24O126I6I1114O4I2123I3123R5_A2+R3:R1=R4:R5uOuO1?(1?uO?? ??R3)uI1R1R5RuO1?(1?5)uI2 R4R4R5RR(1?3)uI1?(1?5)uI2 R4R1R4R5)(uI2?uI1)R4

?(1?

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