北京交通大学模拟电子技术试卷2

试卷2一、简答下列问题（24分，每题3分）1.评价放大电路的性能指标主要有那些？答：放大增益，输入电阻，输出电阻，通频带，非线性失真系数，最大不失真输出电压，最大输出功率和效率。2.场效应管与晶体管相比，有哪些特点？答：电压控制元件，单极性器件，温度特性好，抗辐射能力强，输入电阻高，功耗低，便于集成、跨导较低、工作频率偏低、存在背栅效应（即衬底调宽效应等）。3．电流源电路在集成电路中，主要作用有那些？答：有源负载，偏置电路4．一个稳定的振荡器除了需要满足平衡条件，还需要满足哪两个条件？常用的正弦振荡器有那些？答：平衡条件，稳定条件；LC振荡器，三点式，RC振荡器，晶体振荡器等。5．负反馈对放大器性能有那些影响？答：增益减小，放大器的稳定性提高，通频带增加，非线性失真减小，输出、输出阻抗也发生一定的变化。6．若一个运算放大器是理想的，那么它具有那些性能？答：开环增益无穷大，输入电阻无穷大，输出电阻为0，频带宽度无穷大，共模抑制比无穷大，失调、漂移和内部噪声为零。7.CMOS有源负载放大器与CMOS互补放大器相比，哪个放大器的电压增益较大？请说明原因。答：CMOS互补放大器电压增益是CMOS有源负载放大器的2倍。CMOS有源负载放大器211dsdsmugggA，CMOS互补放大器2112dsdsmugggA8．一阶低通有源滤波器和积分器电路结构相同，解释为何有两种不同的名称？答：当信号频率比较高，输出与输入满足积分关系，此时称为积分电路。此时的输入与输出波形完全不同。当输入信号频率比较底时，在通带内，输出信号和输入信号基本相同。如低频方波信号，仅仅上升沿和下降沿满足输入输出之间的积分关系，其他状态输出与输入波形基本相同。二、（12分）电路如题二图所示，已知三极管β=50，UBEQ=0.7V，Ucc=12V，Rb1=8k，Rb2=2k，Rc=2k，Re=850，RL=3k，rbb’=100Ω。C1、C2、Ce电容足够大。试求：1.静态工作点值；2.画出小信号等效电路；3.放大倍数Au，输入电阻ri，输出电阻ro。+Ui-Rb1Rb2RcReC2Cc题二题+UCC+Uo-Rb1Rb2RcReC2CcVT1VT2解答：（1）第1放大电路的静态工作点计算如下。b2B1CCb1b2B1BEQ1EQ1ECQ1EQ1EQ1CQ1CEQ1CCCQ1CEQ1e2122.4V282.40.72(mA)8502(mA)40(μA)122220.856.3VRUURRUUIRIIIIUUIRIR第2放大电路的静态工作点与第1级完全相同。（2）略（3）bebb'EQ26261100517632rrI电路的输入电阻和输出电阻分别为ib1b2beoc////8//2//0.7630.5172kΩrRRrrR电路的增益计算：UU1U2CiU1CLU2UU1U2//502//0.517260.763//502//3790.76326792054bebeAAARrArRRArAAA三、（12分）放大电路如题三图a所示，它的幅频特性曲线如题三图b所示。设晶体管VT的hfe=100，hie=200Ω，Rs=1KΩ，RB=100KΩ。（1）确定Rc的值。（2）说明通常放大器为什么会出现低频效应和高频效应。（3）若某级联放大电路的电压增益函数为20U237810jωjω10jωjω10jω10jω10jω10A，其中频增益是多少？下限频率fL和上限频率fH值是多少？RBRCUCC题三图a+UO-+-Ui4020|20lgAu(jf)|lgffHVT题三图b题三图解答：（1）fecuiec10020lg20lg20lg4020020chRRAhR（2）晶体管有结电容的存在，因此有高频效应，放大电路中如果有耦合电容和旁路电容，因此有低频效应。（3）增益为100dB。下限频率为1000/2π=15.9Hz，上限频率为10000000//2π=159KHZ四、（10分）电路如题图4所示。假设β1=β2=β3=100，hie1=hie2=5kΩ，hie3=1.5kΩ。1．静态时，若要求Uo=0，请估计Io值应为多少？2．计算电压增益Au=Uo/Ui。VT1VT2VT3Rc110kΩRc210kΩRE32.1kΩRB13kΩRB23kΩRc37.5kΩIo+Ui-Ucc(+15V)UEE(-15V)Uo题四图解答：解：（解法一：近似计算）若Uo=0,则b3c1ccc1C1c1oC10.7V,15(0.7V)1.57(mA)10k23.147(mA)UUUUIRII采用输入电阻法计算级联放大器在增益。第一级放大器为单输入单输出差分放大器，其对应的差模和共模输入信号分别为iiidiC,22UUUU第二级的输入电阻Ri2,i2ie33e3c1ci2c1ud1idie1B11ci2c1uc1icie11eou2c1oouu1u2iid(1)5k1012.1k217.1(kΩ)//100101258//02(1)11125222BRhRRRRUAUhRRRUAURhRUCCAUUUAAAUU差模增益共模增益第二级放大器为组态放大器（射随放大器），62.5（解法二：较精确计算）若Uo=0,则b3c1ccc1RC1c1ccORE3RE3RB3E33C1RE3RB3oC10.7V,15(0.7V)1.57(mA)10k1507.14(mA)7.14(mA)0.071(mA)2.1k111001.64(mA)23.3(mA)UUUUIRUUIIIRIIIII，，采用输入电阻法计算级联放大器在增益。首先计算第二级的输入电阻Ri2,i2ie33e3ci2c1ud1idie1B11ci21uc1icBie11e3e3u2ie33e3(1)5k1012.1k217.1(kΩ)1//10010//217.1119.58//02(1)11012.1151012cRhRRRUAUhRRRUAURhRCCRAhR差模增益共模增益第二级放大器为组态放大器（射随放大器），ioouu1u2id0.98.111119.50.9858.6222UUAAAUU五、(12分)题五图示电路是没有画完的功率放大电路，已知输入电压ui为正弦波，运算放大电路为理想运放。1．标出三极管VT1和VT2的发射极箭头，并合理连接输入信号ui和反馈电阻Rf，使电路具有输入电阻小、输出电阻小的特点；2.如果使电路输入电阻大、输出电压稳定，又应该如何连接输入信号和反馈电阻？3．设三极管VT1和VT2的饱和管压降可忽略不计，计算VT1和VT2的极限参数CMCEO,BCM,IUP、大体应满足什么条件？4．电路最大的输出功率有多大？(Pomax=?)解答：（1）VT1为NPN，VT2为PNP。输出电压Uo接V-，1接2，3接地。（2）Uo接2端，1接3。（3）ccCMLCEO,Bcc22ccCMomaxL15185mA80230V150.20.20.20.28W2280UIRUUUPPR（4）22ccomaxL151.4W2280UPR六、(10分)已知输出电压为6V，负载为RL；画出电路中A、B、C点的波形；RRLDZCD1~D4u2~220V50HzABC解答：见讲义相关单元，略七、（12分）1.判断如题七图a、b反馈类型（正或负反馈，交流或直流反馈，电压或电流反馈，并联或串联反馈）。VT1Rc+Ucc+Ui-RBR2R1RfVT2+Uo-RG1CiC2题七图a+Ui-VT1RG2RRG3RDRB1RCC3UCC+UO-RB2CEVT2题七图bRf2.一个多级放大电路如题七图c所示。为了进一步稳定各直流工作点，应该分别引入什么反馈组态？画出引入反馈后的电路图。求出深负反馈下的电压增益。R1CiUCC题七图cVTR2R3VTR4R5VTR6+Uo-解答：（1）电压串联正反馈（2）电压串联正反馈。（3）电压串联负反馈，输出接VT1的发射极。f2fUUfo2fU21,1URRBAURRBR八、(4分)已知题八图中，C=100nF，R=10kΩ，R1=2kΩ,R2=1kΩ,电路参数是否满足振荡条件？如果满足振荡频率是多少？R1CRCRR2R1CRR2Uo题八图解答：（1）满足（2）63126C1110/10101001010159kHz2CradsRCf九、（8分）判断题九图中的四个电路是否能够对交流电压信号进行线性放大。RBRCVTUCC题九图aUiIC+RBRCCiC2题九图b+Us-+UO-RS+-UiVTRG1RDRLCiC2UCC题九图c+Ui-+UO-UiRG2VTRSCRDCiC2UDD题九图d+Ui-+UO-RGVTUCC题九图解答：（1）不能，无静态工作点。（2）可以。无静态工作点，交流通路正常。（3）不可以。静态时，GS有正偏电压。（4）不可以，没有合适的静态工作点，