中南大学模拟电子技术习题解

电路如图，已知ui＝5sinωt(V)，二极管导通电压UD＝0.7V。试画出ui与uO的波形，并标出幅值。1-1电路如图(a)所示，其输入电压uI1和uI2的波形如图(b)所示，二极管导通电压UD＝0.7V。试画出输出电压uO的波形，并标出幅值。1-21-3UO1≈1.3V写出图示各电路的输出电压值，设二极管导通电压UD＝0.7V。UO2＝0UO3≈－1.3VUO4≈2VUO5≈1.3VUO6≈－2V1-4现有两只稳压管，它们的稳定电压分别为6V和8V，正向导通电压为0.7V。试问：（1）若将它们串联相接，则可得到几种稳压值？各为多少？（2）若将它们并联相接，则又可得到几种稳压值？各为多少？解：（1）两只稳压管串联时：可得1.4V、6.7V、8.7V和14V等四种稳压值。（2）两只稳压管并联时：可得0.7V和6V等两种稳压值。1-5已知两只晶体管的电流放大系数β分别为50和100，现测得放大电路中这两只管子两个电极的电流如图所示。分别求另一电极的电流，标出其实际方向，并在圈中画出管子测得某放大电路中三个MOS管的三个电极的电位如表所示，它们的开启电压也在表中。试分析各管的工作状态(截止区、恒流区、可变电阻区），并填入表内。1-6管号UGS（th）/VUS/VUG/VUD/V工作状态T14－513T2－43310T3－4605恒流区截止区可变电阻区在图所示电路中，发光二极管导通电压UD＝1.5V，正向电流在5～15mA时才能正常工作。试问：（1）开关S在什么位置时发光二极管才能发光？（2）R的取值范围是多少？1-7解：（1）S闭合。（2）R的范围为233)(DmaxDminIUVR700)(DminDmaxIUVR1-8已知放大电路中一只FET的三个电极①②③的电位分别为4V、8V、12V，管子工作在恒流区。试判断它可能是哪种管子（结型管、MOS管、增强型、耗尽型），并说明①②③与G、S、D之间的对应关系。①②③②③①③①②①③②放大电路改错+Vcc+2-1改错，并保证共源接法2-2画出两级放大电路的直流通路和交流通路直流通路交流通路T1T22-3放大电路及三极管输出特性如图所示：1）在输出特性上画直流负载线。当ICQ=2mA时，确定Q点和RB值；2）若RB=150K且iB的交流分量，画出iC和uCE的波形，这时出现什么失真？3）利用图解法分别求RL=∞和RL=3K时的最大不失真输出电压有效值Uom)(sin20Atib2-4Q2-4Q′UCES1)作直流负载线UCE=VCC-ICRC由IC=2mA得Q点IB=40µAAIUVRBBECCb5.2822)由RB=150K可得IB=76µA则)(sinmAtiibc)(sin3VtRiuccoUCEQICQ直/交流负载线2-43)LCQCESCEQomRIUUMINU,21当RL=∞时,VMINUom7.332,7.0621当RL=3K时,VMINUom2.25.12,7.0621Q直/交流负载线交流负载线2-52-52-62-72-72-82-82-92-92-102-112-12C1RSRCRB1+VCCC2+-RB2CBCE75K5K3.9K100RE1RE21K+12V40+-sU.iU.+-oU.在如图所示放大电路中，设UBE=0.6V，rbe=1K1）确定Q点；2）求放大电路的电压放大倍数及输入电阻和输出电阻；3）说明发射极电阻的作用；4）说明电容CE对放大电路的影响。2-13直流通路IC=IB①由输入回路方程得：②由放大区电流方程：③由输出回路方程得：IBICIERCRB1+VCCRB275K5K3.9K100RE1RE21K+12V+UCE-IB+ICEEBEBBECCCRIURIIRVEECEECCCRIUIRV2-13RiIb•Ib•Uo•+_Ui•+_RB2RCRE1RB1rbeRiBCE微变等效电路12)1(//EbeCBuRrRRARi=RB1//[rbe+(1+)RE1]Ro=RB2//RCRo2-133-1已知某放大电路的波特图如图所示，填空：（1）电路的中频电压增益20lg|Au|＝dB，＝。（2）电路的下限频率fL≈Hz，上限频率fH≈kHz（3）电路的电压放大倍数的表达式＝。601031010)10j1)(10j1)(j101(10543fff)10j1)(10j1)(10j1(j10054ffff或说明：该放大电路的中频放大倍数可能为“＋”，也可能为“－”3-2已知某电路的波特图如图所示，试写出的表达式。解:设电路为基本共射放大电路或基本共源放大电路。)10j1)(j101(325ffAu)10j1)(10j1(3.2j5fffAu或已知某共射放大电路的波特图如图所示，试写出的表达式。3-3解：中频电压增益为40dB，即中频放大倍数为－100；下限截止频率为1Hz和10Hz，上限截止频率为250kHz。故电路的表达式为)105.2j1)(j101)(j11(1005fffAu)105.2j1)(10j1)(j1(1052ffffAu或4-1已知VCC＝16V，RL＝4Ω，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？解：1）W5.242)(L2CESCComRUVPW4.622.02.0L2CCoMTmaxRVPP2)V9.92CESCComiUVUU3)%8.694πCCCESCCVUV4-2在图所示电路中，已知VCC＝15V，T1和T2管的饱和管压降│UCES│＝2V，输入电压足够大。求解：1）最大不失真输出电压的有效值；2）负载电阻RL上电流的最大值；3）最大输出功率Pom和效率η。解：（1）V65.82)(CESCCL4LomUVRRRU2）A53.1L4CESCCLmaxRRUVi3）W35.92L2omomRUP%644πCC4CESCCVUUVR已知二极管的导通电压UD＝0.7V，T导通时的│UBE│＝0.7V，T2和T4管发射极静态电位VEQ＝0V试问：1）T1、T3和T5管基极的静态电位各为多少？2）设R2＝10kΩ，R3＝100Ω。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＝？4-3解：1）各管基极的静态电位分别为：VB1＝1.4VVB3＝－0.7VVB5＝－17.3V4-3解：2）静态时2）设R2＝10kΩ，R3＝100Ω。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？T5管集电极电流：T5管输入电压：mA66.12B1CCCQRUVIV3.17B5Iuu解：3）若静态时iB1＞iB3，则应增大R33）若静态时iB1＞iB3，则应调节哪个参数可使iB1＝iB2？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？4-34）采用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，可以消除交越失真；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。5-1通用型集成运放一般由几部分电路组成，每一部分常采用哪种基本电路？通常对每一部分性能的要求分别是什么？（1）对输入级的要求：输入电阻大，温漂小，放大倍数尽可能大。（2）对中间级的要求：放大倍数大，一切措施几乎都是为了增大放大倍数。（3）对输出级的要求：带负载能力强，最大不失真输出电压尽可能大。（4）对偏置电路的要求：提供的静态电流稳定。通用型集成运放由输入级、中间级、输出级和偏置电路等四个部分组成。通常，输入级为差分放大电路，中间级为共射放大电路，输出级为互补电路，偏置电路为电流源电路。已知所有晶体管的特性均相同，UBE均为0.7V。试求IC1、IC2各为多少。当β（1＋β）＞＞3时ARUUVIR1000BEBE3CC)1(313CCBC0B3C0IIIIIIIRAIIIR100C2C1RII322C5-2已知β1=β2=β3=100。各管的UBE均为0.7V，试求IC2的值。5-3ARUUVIR100BE1BE2CCE1E2CC1C0IIIIIAIIIRR1001CCCB1C0B2C0IIIIIIIR晶体管的β均为50，=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。解：RW滑动端在中点时T1管和T2管的发射极静态电流分析如下：EEeEQWEQBEQ22VRIRIUk18.5mV26)1(EQbb'beIrrmA517.022eWBEQEEEQRRUVI＋972)1(WbecdRrRAk5.20)1(2WbeiRrRk202coRR5-4已知一个集成运放的开环差模增益Aod为100dB，最大输出电压峰值UoM＝±14V，分别计算差模输入电压uI为10μV、100μV、1mV、1V和-10μV、-100μV、-1mV、-1V时的输出电压uO。解：根据集成运放的开环差模增益，可求出开环差模放大倍数dB100lg20odA当AoduI超过±14V时，uO不是＋14V，就是－14V。故uI为10μV、100μV、1mV、1V和-10μV、-100μV、-1mV、-1V时，uO分别为1V、10V、14V、14V、-1V、-10V、-14V、-14V。输出电压uO＝AoduI；5od10A5-5晶体管的β=50，=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=10mv，则uO=？解：（1）用戴维宁定理计算出左边电路的等效电阻和电源为V5,k67.6CCLcL'CCLc'LVRRRVRRR∥mA265.02eBEQEEEQCQCQ2CQ1RUVIIII静态时T1管和T2管的集电极电流和集电极电位分别为V23.3'LCQ'CCCQ1RIVVV15CCCQ2VV5-6（2）用直流表测得uO=2V，uI=？若uI=10mv，则uO=？k1.5mA26)1(EQ'bbbeIrr若uI=10mv，则:V327.0IdOuAu5-67.32)(2beb'LdrRRAmV6.37d1OdOIAVuAuuCQV9.2O1CQOuVuT1与T2管的特性相同，所有晶体管的β均相同，Rc1远大于二极管的正向电阻。当uI1＝uI2＝0V时，uO＝0V。（1）求解电压放大倍数的表达式；（2）当有共模输入电压时，uO=？简述理由。解：（1）在忽略二极管动态电阻的情况下be13bec112rrRAu∥（2）当有共模输入电压时，uO近似为零。由于Rc1＞＞rd，△uC1≈△uC2，因此△uBE3≈0，故uO≈0。be3c22rRAu21uuuAAA5-7判断各电路中是否引入了反馈；若引入了反馈，则判断是正/负反馈；若引入了交流负反馈，则判断是哪种组态的负反馈，并求出反馈系数和深度负反馈条件下的电压放大倍数。设图中电容对信号可视为短路。（a）直流反馈交流电流串联负反馈32131RRRRRfLOIOuURIUUAfOfIUFL31321RRRRRR6-1（b）直流反馈电压并联负反馈OfUIFfOIRU112RR12RIOuUUAf6-1（c）直流反馈电压串联负反馈1