模拟电路课后习题答案

模拟电路课后习题答案◆◆习题3-2若某一放大电路的电压放大倍数为100倍，则其对数电压增益是多少分贝？另一放大电路的对数电压增益为80dB，则其电压放大倍数是多少？解：如100||uA，则40||lg20uA；如80||lg20uA，则10000||uA。本题的意图是了解电压放大倍数与对数电压增益之间的关系。◆◆习题4-2在图P4-1所示的电路中：①三极管的最大功耗等于多少？②流过三极管的最大集电极电流等于多少？③三极管集电极和发射极之间承受的最大电压等于多少?④为了在负载上得到最大输出功率Pom，输入端应加上的正弦电压有效值大约等于多少？解：①WWPPomCM45.025.22.02.0②AARVILCCCM75.086③VVVUCCCEOBR12622)(④因为互补对称电路中无论哪个三极管导电，电路均工作在射极跟随器状态，1uA，而略小于1，故VVVUUCCcemi24.42622。本题的意图是了解OCL互补对称电路中功率三极管极限参数的估算方法。◆◆习题4-3在图P4-3所示互补对称电路中，已知VCC为6V，RL为8Ω，假设三极管的饱和管压降UCES＝1V，①估算电路的最大输出功率Pom；②估算电路中直流电源消耗的功率PV和效率η。将本题的估算结果与习题4-1进行比较。解：①WWRUVPLcemCCom25.082)13(2)2(22如忽略UCES，则WWRVPLCCom5625.0886822②WWRVPLCCV716.0826222%92.34716.025.0VomPP如忽略UCES，则%56.78716.05625.0VomPP可见，在同样的VCC和RL之下，OCL电路的Pom比OTL电路大得多（大约为4倍）。同时OCL电路的PV也比OTL电路大得多（也大致为4倍）。最终，两种电路得效率基本相同。此题的意图是理解OTL互补对称放大电路的Pom和PV的估算方法，并与OCL电路进行比较。◆◆习题4-4在图P4-3所示的电路中：①估算三极管的最大功耗；②估算三极管的最大集电极电流；③估算三极管集电极和发射极之间承受的最大电压；④为了在负载上得到最大输出功率Pom，输入端应加上的正弦电压有效值等于多少？解：①WWPPomCM1125.05625.02.02.0②AARVILCCCM375.08262③VVUCCCEOBR6)(④因为互补对称电路中无论哪个三极管导电，电路均工作在射极跟随器状态，1uA，而略小于1，故VVVUUCCcemi12.2226222。本题的意图是了解OTL互补对称电路中功率三极管极限参数的估算方法。◆◆习题4-5在图P4-1和图P4-3所示的两个互补对称电路中，已知RL＝８Ω，假设三极管的饱和管压降UCES均为１V，如果要求得到最大输出功率Pom＝３W，试分别估算两个电路的直流电源VCC分别应为多大。解：对于图P4-1的OCL电路VVUPRVRUVRUIUPCESomLCCLCESCCLcemcmcemom93.7)1382(22)(22122对于图P4-3的OTL电路VVUPRVRUVRUIUPCESomLCCLCESCCLcemcmcemom9.15)1382(2)2(22)2(22122可见，在同样的Pom和RL时，OTL电路的VCC比OCL电路高得多。但前者只需要一个直流电源，而后者需要正、负两路直流电源。本题的意图是对OTL和OCL两种电路进行比较，当要求同样的Pom时所需的VCC各为多少。◆◆习题4-6分析图P4-6中的OTL电路原理，试回答：①静态时，电容C２两端的电压应该等于多少？调整哪个电阻才能达到上述要求？②设R1=1.2kΩ,三极管的β＝５０，PCM=200mW，若电阻R２或某一个二极管开路，三极管是否安全？解：①静态时，电容C２两端的电压应等于VCC/2，即5V。应调整电阻R1达到此要求。②若电阻R２或某一个二极管开路，则mAmARRUVIIBECCBB58.32.12.17.021023121mAmAIIIBCC17958.350121CMCECTTPmWmWUIPP895)5179(1121因此，三极管将被烧毁。本题的意图是理解OTL电路的工作原理，了解保证电路安全的重要措施。◆◆习题4-7分析图P4-7中的OCL电路原理，试回答：①静态时，负载RL中的电流应为多少？②若输出电压波形出现交越失真，应调整哪个电阻？如何调整？③若二极管VD1或VD2的极性接反，将产生什么后果？③若VD1、VD2、R2三个元件中任一个发生开路，将产生什么后果？解①静态时，负载RL中的电流应为0，如不符合要求，应调整电阻R1；②若输出电压波形出现交越失真，应调整电阻R2，增大的R2阻值；③若二极管VD1或VD2的极性接反，将使功率三极管电流急剧增大，可能烧毁三极管；④若VD1、VD2、R2三个元件中任一个开路，同样可能使功率三极管电流急剧增大，烧毁三极管。本题的意图是理解OCL电路的工作原理，了解交越失真的概念以及减小交越失真和保证电路安全的措施。◆◆习题4-8试分析图P4-8中各复合管的接法是否正确。如果认为不正确，请扼要说明原因；如果接法正确，说明所组成的复合管的类型（NPN或PNP），指出相应的电极，并列出复合管的β和rbe的表达式。解(a)接法不正确。因iC1和iB2的实际方向正好相反，无法形成统一的电流通路。从输入端看，在b1和e2之间无论加上何种极性的电压，VT1和VT2两者之中总有一个管子的发射结将被反向偏置。(b)接法不正确。因iC1和iB2的实际方向正好相反，无法形成统一的电流通路。(c)接法正确。复合管为PNP型。b1是复合管的b，e1(c2)是复合管的e，e2是复合管c，复合管的rbe和和β分别为212111）＋（＝，beberr(d)接法不正确。因iE1和iB2的实际方向正好相反，无法形成统一的电流通路。本题的意图是了解复合管的正确接法和类型，以及复合管的β和rbe。◆◆习题5-1图P5－1是集成运放BG303偏置电路的示意图，已知VCC=VEE=15V，偏置电阻R=1MΩ(需外接)。设各三极管的β均足够大，试估算基准电流IREF以及输入级放大管的电流IC1、IC2。解：VT4、VT3、R组成镜像电流源，流过R的基准电流IREF为：AARUVVIBEEECCREF3.2917.01515AIIIIREFCREFC3.2921133足够大VT1、VT2为差分对管，则有：AAIIICCC7.1423.2921321本题的意图是理解镜像电流源的工作原理和估算方法。◆◆习题5-2图P5－2是集成比较器BG307偏置电路的示意图。已知VEE=6V，R5=85Ω，R6=68Ω，R7=1.7kΩ。设三极管的β足够大，试问VT1、VT2的静态电流IC1、IC2为多大？解：VT5、VT6为核心组成比例电流源，其基准电流IR7为：mAARRVUIEEBER6.217006867.020)(20767mAmAIRRIRRIRCC08.2)6.28568(7566565VT1、VT2为差分对管，则有：mAmAIIICCC04.108.22121521本题的意图是理解比例电流源的工作原理和估算方法。◆◆习题5-6在图P56中，假设三极管的β＝40,rbe=8.2kΩ，VCC=VEE=15V，Rc=75kΩ，Re=56kΩ，R=1.8kΩ，Rw=1kΩ，Rw的滑动端处于中点，负载电阻RL=30kΩ。①求静态工作点；②求差模电压放大倍数；③求差模输入电阻。解①AmARRUVIVRIURIeBEQEEBQEEeEQBEQBQ1.356)401(28.17.015)1(220mAAAIIBQCQ12.01241.340（对地）VVRRIVUCWCQCCCQ94.5)]7521(12.015[)2()(58.5)108.1101.3(036对地－＝＝VVRIUBQBQ②502.88.1230//)2175(402//)2(beLWCdrRRRRA③kkrRRbeid20)]2.88.1(2[)(2本题的意图是掌握长尾式差分放大电路的静态和动态分析方法。◆◆习题5-7在图P5-7中，已知三极管的β＝100,rbe＝10.3kΩ，VCC=VEE=15V，Rc=36kΩ，Re=27kΩ，R=2.7kΩ，Rw=100Ω，Rw的滑动端处于中点，负载电阻RL=18kΩ,试估算：①静态工作点；②差模电压放大倍数；③差模输入电阻。解：①AARRRUVIVRRIURIeWBEQEEBQEEeWEQBEQBQ6.2)102722100()1001(107.27.015)22)(1()22(033mAAAIIBQCQ26.02606.2100（对地）VVRIVUCCQCCCQ64.5]3626.015[)(7)107.2106.2(036对地－＝＝mVVRIUBQBQ②40210100)1001(3.107.2218//361002)1(2//3WbeLCdRrRRRA③kkRrRRWbeid36)05.01013.107.2(2]2)1([2本题的意图是掌握长尾式差分放大电路的静态和动态分析方法。◆◆习题6-1在图P6-1所示的的各放大电路中，试说明存在哪些反馈支路，并判断哪些是负反馈，哪些是正反馈；哪些是直流反馈，哪些是交流反馈。如为交流反馈，试分析反馈的组态。假设各电路中电容的容抗可以忽略。◆◆习题6-3在图P6-1所示的各电路中，试说明哪些反馈能够稳定输出电压，哪些能够稳定输出电流，哪些能够提高输入电阻，哪些能够降低输出电阻。解：(a)①Re1引入第一级的交直流负反馈，其中交流电流串联负反馈可稳定本级的工作电流，提高输入电阻，直流负反馈可稳定本级的静态工作点；②Re2和Ce也引入第一级的直流负反馈，可稳定本级的静态工作点；③Re3引入第二级的交直流负反馈，交流电压串联负反馈可稳定输出电压，提高本级的输入电阻，降低输出电阻，而直流负反馈可稳定本级的静态工作点；④RF和CF引入级间（整体）交流电压串联正反馈，故总体来说不能稳定输出电压或输出电流。(b)①Re1引入第一级的交直流负反馈，其中交流电流串联负反馈可稳定本级的工作电流，提高输入电阻，直流负反馈可稳定本级的静态工作点；②Re2和Ce引入第二级的直流负反馈，可稳定本级的静态工作点；③Re3引入第三级的交直流负反馈，交流电流串联负反馈可稳定输出电流，提高本级的输入电阻，提高输出电阻，而直流负反馈可稳定本级的静态工作点；④RF引入级间（整体）交直流负反馈，其中交流电流串联负反馈可稳定输出电流，提高输出电阻，提高输入电阻，而直流负反馈可稳定各级静态工作点。(c)①Re1引入第二级的交直流负反馈，其中交流电流串联负反馈可稳定本级的工作电流，提高本级输入电阻，提高输出电阻，而直流负反馈可稳定本级的静态工作点；②Re2和Ce引入第二级的直流负反馈，可稳定本级的静态工作点；③RF引入级间（整体）交直流负反馈，其中交流电流并联负反馈可稳定输出电流，提高输出电阻，降低输入电阻，而直流负反馈可稳定各级静态工作点。(d)①Re1引入第一级的交直流负反馈，其中交流电流串联负反馈可稳定本级的工作电流，提高输入电阻，直流负反馈可稳定本级的静态工作点；②RF引入级间（整体）交直流负反馈，其中交流电压并联负反馈可稳定输出电压，提高输出电阻，降低输入电阻，而直流负反馈可稳定各级静态工作点