模电习题课

1模电典型例题分析第一章题1.11、对某放大电路进行测试，us=15mv,Rs=1kΩ，RL=12kΩ。若测得ui=12mv,则可知该放大电路的输入电阻Ri=kΩ。若当开关S断开时，测得uo=1.5v,当开关S闭合时，测得uo=1.2v，则可知该放大电路的输出电阻Ro=kΩ。2、对某放大电路进行测试，当接入一个内阻等于零的电压信号源时，测得输出电压为5V，在信号源内阻增大到1Ωk，其它条件不变时，测得输出电压为4V，说明该放大电路的输入电阻Ri=______kΩ。若在接有2k负载电阻时，测得输出电压为3V，在输入电压不变的情况下断开负载电阻，输出电压上升到7.5V，说明该放大电路的输出电阻Ro=kΩ。3、用两个放大电路A和B分别对同一个电压信号进行放大，当输出端开路时，UOA=UOB；都接入负载电阻RL时，测得UOAUOB；由此说明电路A的输出电阻比电路B的输出电阻。题1.2某放大电路的对数频率特性如图3所示，由图可知，该电路的中频电压放大倍数＝倍。上限频率fH＝Hz，下限频率fL＝Hz。2第二章题2.11.如图所示电路，已知集成运放开环差模电压增益为∞，其电源电压VCC=14V，Ui=1V；R1＝10k,Rw=100k。请问：当Rw滑动端分别在最下端、最上端和中点时时，输出Uo＝？V；解：14V,1V,6（7）V2.如图所示电路，已知集成运放开环差模电压增益为∞，其电源电压VCC=14V，Ui=1V；R1＝10k,R2=200k。请问：当R2滑动端在最左端、最右端、中点时输出Uo＝？V；最左端时Uo＝-14V；最右端时Uo＝0V；中点时Uo＝-10V。题2.2在题图所示的放大电路中，已知kRRRRR1087521，kRRR201096∶①列出1Ou、2Ou和Ou的表达式；②设VuI3.01，VuI1.02，则输出电压?Ou图A注：此图A1的同相端、反相端标反。图B3解图A分析：本题中，运放A1构成反相比例运用电路，A2构成同相比例运用。而A3则构成了一个减法电路，由于可将运放当作理想器件，又在线线场合下使用，所以可使用“虚短”及“虚断”的两个基本概念来对电路进行分析。（1）211111522216101010311202OIIIOIIIRuuuuRRuuuuR对A3，103222281020210203OOOIRuuuuuRR因为0133079uuuuRR－332011IIuuuuu90313212712201023OIIIIIRuuuuuuuRuu（2）120.3,0.120.330.10.9IIOuVuVuV图B：解略题2.3加减运算电路如图所示，求输出电压Ou的值。－＋OuA2R25kFR50k10k3R3su20k4su4R2su1R40k1su5R30k分析：本题中运放A构成了差分减法电路，由于运放可作理想器件，且工作在线性区，可用“虚短”和“虚断”的基本概念来分析电路。此电路的同相和反相端分别有两个输入信号，因此可用叠加原理来分析。1su单独作用：2su、3su、4su接地，此时输出为O1uFO111sRuuR2su单独作用：1su、3su、4su接地，此时输出为O2u4FO222sRuuR3su单独作用：1su、2su、4su接地，此时输出为O3u45p3453////sRRuuRRRNPNO3N12F//uuuuuRRRFO3N12(1)//RuuRR45F312453//(1)////sRRRuRRRRR4su单独作用：1su、2su、3su接地，此时输出为O4u35FO4412354//(1)////sRRRuuRRRRR综合：O1O2O3O4=uuuuu题2.4电路如图所示，设1A、2A为理想运放，电容的初始电压(0)0cu。（1）写出0u与1su、2su和3su之间的关系式；（2）写出当电路中电阻123456RRRRRRR时，输出电压0u的表达式。1A－＋2A－＋0u1su2su3suC01u1R2R3R4R5R6R7R分析：利用运放工作在线性区满足“虚短”和“虚断”的概念来分析电路功能。1A是差分减法器，2A是两输入的积分电路。（1）由于1A是典型的差动减法电路，直接写出01u与1su、2su的关系：34401121123(1)ssRRRuuuRRRR对2A的分析用叠加原理：53su单独作用，输出为'0u'0361suudtRC01u单独作用，输出为''0u''00151uudtRC综合：'''0003016511suuuudtudtRCRC所以'''0003443101615123511(1)ssuuuRRRudtudtudtRCRRCRRRRC（2）03121231111()ssssssuudtudtudtRCRRCuuudtRC题2.5在题图所示电路中，已知uI1＝4V，uI2＝1V。回答下列问题：图P7.19（1）当开关S闭合时，分别求解A、B、C、D和uO的电位；（2）设t＝0时S打开，问经过多长时间uO＝0？解：（1）UA＝7V，UB＝4V，UC＝1V，UD＝－2V，uO＝2UD＝－4V。（2）因为uO＝2uD－uO3，2uD＝－4V，所以uO3＝－4V时，uO才为零。6即mS6.28471010501163A1O3tttuCRu题2.6图示电路中，A1～A5都是理想运放。试求：1.当开关S闭合时，分别计算、、、及的值。2.当t＝0时，将S打开，问经多少时间，＝0V？解：1．，，，，2．，代入数据，求得：t=30ms题2.7图示电路中，A1～A4都是理想运放，电源电压VCC=14V。试求：（1）集成运放A1、A2、A3、A4各组成何种基本应用电路（如反向比例，同向比例，差动比例，求和，积分，微分，过零比较，滞回比较等等）？（2）设U11=U12=U13=1V，试分别求出U01、U02、U03和U04（T=5S后）的表达式和值。7题2.8在图示的放大电路中，已知kRRRRR1087521，kRRR201096；(1)列出1Ou、2Ou和Ou的表达式；(2)设VuI3.01，VuI1.02，则输出电压?Ou解：(1)211111522216101010311202OIIIOIIIRuuuuRRuuuuR对A3，103222281020210203OOOIRuuuuuRR因为0133079uuuuRR－332011IIuuuuu90313212712201023OIIIIIRuuuuuuuRuu(2)120.3,0.120.330.10.9IIOuVuVuV8第三章题3.1电路如题图所示，试判断图中二极管是导通还是截止，并求出ＡＯ两端的电压ＵＡＯ。设二极管是理想的。解：分析：二极管在外加正偏电压时是导通，外加反偏电压时截止。正偏时硅管的导通压降为0.6～0.8V。锗管的导通压降为0.2～0.3V。理想情况分析时正向导通压降为零，相当于短路；反偏时由于反向电流很小，理想情况下认为截止电阻无穷大，相当于开路。分析二极管在电路中的工作状态的基本方法为“开路法”，即：先假设二极管所在支路断开，然后计算二极管的阳极（P端）与阴极（N端）的电位差。若该电位差大于二极管的导通压降，该二极管处于正偏而导通，其二端的电压为二极管的导通压降；如果该电位差小于导通压降，该二极管处于反偏而截止。如果电路中存在两个以上的二极管，由于每个二极管的开路时的电位差不等，以正向电压较大者优先导通，其二端电压为二极管导通压降，然后再用上述“开路法”法判断其余二极管的工作状态。一般情况下，对于电路中有多个二极管的工作状态判断为：对于阴极（N端）连在一起的电路，只有阳极（P端）电位最高的处于导通状态；对于阳极（P端）连在一起的二极管，只有阴极（N端）电位最低的可能导通。图（a）中，当假设二极管的VD开路时，其阳极（P端）电位PU为-6V，阴极（N端）电位NU为-12V。VD处于正偏而导通，实际压降为二极管的导通压降。理想情况为零，相当于短路。所以VUAO6；图（b）中，断开VD时，阳极电位VUP15，阴极的电位VUN12，9∵NPUU∴VD处于反偏而截止∴VUAO12；图（c），断开VD1,VD2时∵VUP01VUN12111NPUUVUP152VUN12222NPUU∴VD1处于正偏导通，VD2处于反偏而截止VUAO0；或，∵VD1，VD2的阴极连在一起∴阳极电位高的VD1就先导通，则A点的电位VUAO0，而ANPUUVU2215∴VD2处于反偏而截止图（d），断开VD1、VD2，∵VUP121VUN0111NPUUVUP122VUN6222NPUU；∴VD1、VD2均处于反偏而截止。UO1≈1.3V，UO2＝0，UO3≈－1.3V，UO4≈2V，UO5≈1.3V，UO6≈－2V。题3.2电路如题图所示，稳压管ＤＺ的稳定电压ＵＺ=8V，限流电阻Ｒ=k3，设)(sin15VtuI，试画出ou的波形。解：分析：稳压管的工作是利用二极管在反偏电压较高使二极管击穿时，在一定的工作电流限制下，二极管两端的的电压几乎不变。其电压值即为稳压管的稳定电压Uz。而稳压管如果外加正向偏压时，仍处于导通状态。设稳压管具有理想特性，即反偏电压只有达到稳压电压时，稳压管击穿。正偏时导通压降为零，则tuisin15(V)Uz=8V当iuUz时，稳压管击穿而处于稳定状态，uO=Uz；而0iu8V时，稳压管处于反偏而截止，uO=iu；当0iu时，稳压管将处于正偏而导通，uO=0。10第四、五章题4.1测得工作在放大电路中几个半导体三极管三个电极电位1U、2U、3U分别为下列各组数值，试判断它们是ＮＰＮ型还是ＰＮＰ型？是硅管还是锗管？并确定e、b、c。①VU5.31，VU8.22，VU123；②VU31，VU8.22，VU123；③VU61，VU3.112，VU123；④VU61，VU8.112，VU123解：分析：工作在放大电路中的三极管应满足发射结正偏，集电结反偏的条件。且有PN节正偏特性可知，其正偏结电压不会太大。硅管的5.0BEU～V0.7，锗管的1.0BEU～V0.3。所以首先找出电位差在0.1～0.3V或0.5～0.7V的两个电极，则其中必定一个为发射极，一个为基极，另一个电位相差较大的必定为集电极。由PN结反偏特性可知，若集电极电位最高，则该管必定为NPN型三极管；若集电极电位最低，则该管必定为PNP型三极管。若为NPN型三极管，则发射极电位必定为最低电位；若为PNP型三极管，则发射极电位必定为最高电位。由此即可确定发射极。电位值处于中间的一个电极必定为基极。由此可知：(1).,5.31VUVU8.22,VU123，结论：硅NPN型三极管（VUUU7.08.25.32112）bU1，eU2，cU3(2).,31VUVU8.22,VU123，结论：锗NPN型三极管（VUUU2.08.232112）bU1，eU2，cU3(3).,61VUVU3.112，VU123结论：硅PNP型三极管（VUUU7.0123.113223）cU1，bU2，eU3(4).,61VUVU8.112，VU123结论：锗PNP型三极管（VUUU2.0128.113223）cU1，bU2，eU3题4.2已知题图(a)—(f)中各三极管的均为50，VUBE7.0，试分别估算