模电课后习题答案

一．填空题

1. 半导体的导电能力与 温度 、 光照强度 、 掺杂浓度 和材料性质有关。 2. 利用PN结击穿时的特性可制成 稳压 二极管，利用发光材料可制成 发光 二级管，利用PN结的光敏性可制成 光敏（光电） 二级管。

3. 在本征半导体中加入＿＿5价＿＿元素可形成N型半导体，加入＿3价＿元素可形成P型半导 体。N型半导体中的多子是_自由电子_______；P型半导体中的多子是___空穴____。 4. PN结外加正向电压时 导通 外加反向电压时 截止 这种特性称为PN结的 单向导电性 。

5. 通常情况下硅材料二极管的正向导通电压为 0.7v ，锗材料二极管的正向导通电压为 0.2v 。

6..理想二极管正向电阻为__0______，反向电阻为_______，这两种状态相当于一个___开关____。 7..晶体管的三个工作区分别为 放大区 、 截止区 和 饱和区 。 8.. 稳压二极管是利用PN结的 反向击穿特性 特性制作的。 9.. 三极管从结构上看可以分成 PNP 和 NPN 两种类型。

10. 晶体三极管工作时有 自由电子 和 空穴 两种载流子参与导电，因此三极管又称为 双极型 晶体管。

11.设晶体管的压降UCE 不变，基极电流为20μA时，集电极电流等于2mA，则β=__100__。 12. 场效应管可分为绝缘栅效应管和 结型 两大类，目前广泛应用的绝缘栅效应管是

MOS管，按其工作方式分可分为 耗尽型 和 增强型 两大类，每一类中又分为N沟道和P沟道两种。

13. 查阅电子器件手册，了解下列常用三极管的极限参数，并记录填写题表2-1在下表中

题表2-1

二．选择题

1.杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于 A 。

A、杂质浓度 B、温度 C、输入 D、电压

2.理想二极管加正向电压时可视为 B ，加反向电压时可视为＿＿A＿＿。

A.开路 B.短路 C.不能确定 3.稳压管的稳压区是二极管工作在＿＿D＿＿状态。

A.正向导通 B.反向截止 C.反向导通 D.反向击穿 4.当温度升高时，二极管的反向饱和电流将＿＿A＿＿。

A.增大 B.不变 C.减小

5.工作在放大区的某晶体管，如果当IB从12μA增大到22μA时，IC从1mA变为2mA，那么它的β约为＿＿C＿＿。

A.83 B.91 C.100

6.当场效应管的漏极直流电流ID从２mA变为４mA时，它的低频跨导gm将 C 。

A、增大 B、不变 C、减小

7.uGS＝０时，能够工作在恒流区的场效应管有 A 和 C 。

A、结型管 B、增强型MOS管 C、耗尽型MOS管

8.场效应管属于__A____控制型器件，晶体三极管则属于___B___控制器件。

A、电压 B、电流 C、电感 D、电容。

9.测得某放大电路中三极管各级电位分别为3v、2.3v、12v则三极管三个电极分别 是 C ,该管是 E

A、(e b c) B、(b c e) C、(b e c ) D、(pnp) E、(npn)

10.如题图2-1所示，二极管均为理想元件，则VD1、VD2、 VD3的工作状态为( A )。

A. VD1导通， VD2 、 VD3截止 B. VD2导通， VD1 、 VD3截止 C. VD3导通， VD1 、 VD2截止

11.在题图2-2示电路中稳压管VDZ1的稳定电压为9V， VDZ2的

稳定电压为15V，输出电压UO等于( B )。 A．15V B．9V C．24V

题图2-1 题图2-2

三、分析题

1. 二极管电路如题图2-3所示。已知直流电源电压为6V，二极管直流管压降为0.7V。 （1） 试求流过二极管的直流电流。

（2）二极管的等效直流电阻RD为多少？

R + 100 D 6V

解：（1）流过二极管的直流电流也就是题图2-3的回路电流，即 ID=

题图2-3

60.7A=53mA 1000.7V(2) RD==13.2 35310A

2. 二极管电路如题图2-4所示。

（1）设二极管为理想二极管，试问流过负载RL的电流为多少？

（2）设二极管可看作是恒压降二极管，并设二极管的导通电压UD(on)0.7V，试问流过负载RL的电流是多少？

（3）将电源电压反接时，流过负载电阻的电流是多少？

E

+ D 10V RL 100

题图2-4

E100mA RLEUD(on) （2）I94mA

RL （3） IIS或I0

解：（1）I

3. 二极管限幅电路如题图1.7(a)、(b)所示。将二极管等效为恒压降模型，且UD(on)=0.7V。若ui＝5sinωt(V)，试画出u0的波形。

题图2-5

解：(1)在图(a)中：当ui＞一2.7V时，V管截止，u0＝一2V；当ui≤一2.7V时，V管导通，u0

＝ui。当ui＝5sinωt(V)时，对应的u0波形如图答图2-5(a)所示。

(2)在图(b)中：当ui＞1.3V时，V管截止，u0＝ui；当ui≤1.3V时，V管导通，u0＝2V。其相应波形如答图2-5(b)所示。

答图2-5

4.电路如题图2-5所示，已知E20V,R1400,R2800。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？

题图2-6

解：（1）错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。

(2) 若错误！未找到引用源。断开，则：错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。=25mA>20mA,稳压管将因电流过大而被烧坏。

（3）错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。=2K

5.写出题图2-7所示各路的输出电压值，设二极管导通电压UD =0.7V。

题图2-7

解： U01=1.3V, U02=0， U03=-1.3V,

U04=2V, U05=1.3V, U06=-2V

6.分别判断如题图2-7所示电路中的晶体管是否有可能工作在放大状态？

题图2-7 解：（a）可能（b）可能（c）不可能 （d）不可能（e）可能

7.已知晶体管工作在线性放大区，并测得个电极对地电位如题图2-8所示。试画出各晶体管的电路符号，确定每管的b、e、c极，并说明是锗管还是硅管。

0.7V -0.7V 4V 4V 0V

(a)

8V

0V

(b)

-8V

3.7V

(c)

1V

9V

(d)

4.3V

题图2-8

解：

错误!习题

一、填空题

1．晶体管工作在放大区时，具有 发射结 正偏、 集电结 反偏的特点。 2.晶体管工作在饱和区时，具有 发射结 正偏、 集电结 正偏的特点。 3. 饱和失真和截止失真属于 非线性失真 ，频率失真属于 线性失真 。 4.共集电极放大器又叫射极输出器，它的特点是：输入电阻 高 （高、低）；输出电阻

低 （高、低）；电压放大倍数约为 1 。

5.多级放大器由输入级、____中间级_____ 和输出级组成；其耦合方式有__阻容耦合____和直接耦合、变压器耦合三种；集成运算放大器运用的是 直接耦合 耦合方式。

6．三种最基本组态的放大器分别是共基极放大电路、___共发射极_______和___共集电极。其中输入电阻最大的是 共集电极 电路，而输出电阻最小的是 共集电极 电路。

7.多级放大电路的电压放大倍数为各级电压放大倍数的 乘积 。输入电阻约等于 第一级的输入电阻 电阻，而输出电阻约等于 输出级的输出电阻 电阻。

8.多级放大器总的上限频率比其中任何一级的上限频率都要__低___(高/低),而下限频率比任何一级的下限频率都要___高____(高/低)。

9．若使放大器不产生频率失真，则要求其__高频__频率响应和__低频___频率响应均不产生失真。 10.晶体管的内部结电容和负载电容主要影响放大器的___高频__特性,而耦合电容和旁路电容主要影响放大器的__低频____特性。 二、选择题

1.为了放大变化缓慢的微弱信号，放大电路应该采用（ A ）耦合方式；为了实现阻抗变换，放大电路应采用（ C ）耦合方式。

A. 直接 B. 阻容 C. 变压器 D.光电

2.阻容耦合和直接耦合多级器之间的主要不同是（A ）。

A.所放大的信号不同 B.交流通路不同 C.直接通路不同

3..直接耦合多级放大电路与阻容耦合多级放大电路相比，低频特性（A ）。 A.好 B.差 C.差不多

4.具有相同参数和相同放大倍数的两级放大器，在组成它的各个单极放大器的截止频率处，总的电压放大倍数下降（ A ）。

A.3dB B.6dB C.9dB D.20dB

5.多级放大电路与单极放大电路相比，总的通频带一定比它的任何一级都（ D ）。

A.大 B.小 C.宽 D.窄

6.当信号频率等于放大电路的fL或fH时，放大倍数的值约下降到中频时的（ B ）。 A.0.5倍 B.0.7倍 C.0.9倍

7.放大电路在高频信号作用时放大倍数数值下降的原因是（B ），而低频信号作用时放大倍数下降的原因是（A ）。

A.耦合电容和旁路电容存在 B.半导体极间电容和分布电容的存在 C.半导体管的非线性特性 D.放大电路的静态工作点不合适 8.uGS＝０时，能够工作在恒流区的场效应管有( A )和( C )。

A、结型管 B、增强型MOS管 C、耗尽型MOS管

三．分析与计算题

1.试判别题图3-1 所示各电路能否对正弦信号进行电压放大？为什么？各电容对电信号可视作短路。

（a） （b）

（c） （d）

（e） 题图3-1 （f） 解：图（a）：因为输出信号被短路了，所以不能进行电压放大。

图（b）：因为输入信号被CB短路了，所以不能进行电压放大。

图(c)中管子截止，电路不能正常放大。应将RB改接在b极与地之间。

图（d）：晶体管基极偏置为零，不能进行放大。

图(e)中会使e结烧坏且输入信号短路，因而电路不能正常放大，应在b极到Ucc之间接偏置电阻RB。

图(f)中电路可以正常放大。

2..电路题图3-2所示，晶体管的60,

（1）求电路的Q点、Au、Ri和R0。

（2）设Us10mV，问Ui?、U0?若C3开路则Ui?、U0?

. 题3-2图

解：(1) Q 点：

Rb(1)Re1.86mA ICQIBQIBQVCCUBEQ31A

UCEQVCC、R和R的分析： Auio IEQ(RcRe)4.56V

rberbb'(1)(Rc//RL)26mV95 952, AurbeIEQRiRb//rbe952 , RoRc3k。

RiUs3.2mV； UoAuUi304mV

RsRiRc//RL1.5 Re(2)设Us = 10mV （有效值），则 Ui若C3开路，则：

RiRb//[rbe(1)Re]51.3k ， AuUiRiUs9.6mV， UoAuUi14.4mV。

RsRi

3．已知题图3-3（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；

（2）利用等效电路法求解Au、Ri和R0。

.题图3-3（a） 题图3-3（b） 题3-3图（c）

解：(1)在转移特性中作直线uGSiDRs，与转移特性的交点即为Q点；读出坐标值，得出

IDQ1mA,UGSQ2V。如下图所示。

(a) (b)

在输出特性中作直流负载线uDSVDDiD(RdRs)，与UGSQ2V的那条输出特性曲线的交点为Q 点，UDSQ3V。如解图(b)所示。

(2)首先画出交流等效电路（图略），然后进行动态分析。

gmiDuGSUDS2UGS(off)IDSSIDQ1mV/V

； RiRg1M；RoRd5k AugmRd5

4.如题图3-4所示的电路是能稳定静态工作点的射极偏置电路。若已知：VCC12V,RB23k，

RE1k，RC2k,三极管为硅管，50，欲使UCE6V,问基极上的偏置电阻RB1应为多大？此时IBQ和ICQ各为多少？

题图3-4

解：根据直流通路可知：

ICQUCCUCE1262mARCRE21IBQICQ/2/5040AUEICQRE2*12VUBUEUBE20.72.7VUBRB1RB2UCCRB1RB2

UCCRB2UBRB212*32.7*310KUB2.75．电路如题图3-5所示。设FET参数为：IDSS3mA，VGS(off)3V。当RD3.9k时，判断

场效应管是处在恒流区还是可变电阻区？

UDD(+15V)

RD I D

C1 + C V 2 + uo ui RG

解：我们采用假设法来判断，首先假设管子工作在恒流区，根据结型场效应管恒流区iD和uGS的关系式可以求出电流iD： 题图3-5

UGSiDIDSS1UGSoff02313mA 32根据输出回路方程可以求出UDS。

UDS1533.93.3V

因此可得

UGD=UGS-UDS=—3.3V。

在假设条件下得出的结论是UGD6.放大电路如图所示，已知晶体管的50,UBE(on)0.7V，各电容对信号可视为短路。计算ICQ和UCEQ解

：

C1 RB1 8.2k RC 3k C2 V ui RE RB2 3.8k 3k CE UCC(12V) 的值。

+

RL 3k uo

题图3-6

UBBRB23.8UCC123.8（V）

RB1RB28.23.8ICQIEQUCEQUCC3.80.71（mA）

RE3ICQRCIEQRE121336（V）

UBBUBE(on)

7.放大电路如题图3-7（a）所示，已知β＝50，UBE=0.7V，UCBE=0，RC=2K,RL20K,UCC12V. 若已知该电路的交、直流负载线如图（b）所示，试求：UCC=? RC=? UCEQ=? ICQ=? RL=? RB=? 输出动态范围UOPP=?

题图3-7

解：（1）要求动态范围最大，应满足

ICQRLUCEQUCESUCCICQRCUCES即ICQ(2//20)122ICQ0.7解得ICQ3mA,IBQRBICQ500.06mA3

UCCUBE120.7188KIBQ0.06(2)由直流负载线可知：

1224K,UCEQ5V,ICQ2mA,RLRC//RL4//RL1,32ICQ2即RL1.3K.而IBQ0.04mA则50

UUBE120.7RBCC283KIBQ0.04UCC12V,RCUOPP2Uom2(64)4V8.电路如题图3-8所示，晶体管的β=80，rbbˊ=100kΩ。分别计算RL=∞和RL=3kΩ时的Q点、Åu、

Ri和RO。

题图3-8

解：在空载和带负载情况下，电路的静态电流、rbe均相等，它们分别为： IBQ

ICQ22A

RbRsIBQ1.76mA

VCCUBEQUBEQ rberbb'(1)26mV1.3k IEQ空载时，静态管压降、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻分别为： UCEQVCCICQRc6.2V； Au308 rberbeAu93 RiRb//rberbe1.3k； AusrbeRs RoRc5k

RL3k时，静态管压降、电压放大倍数分别为：

RcRLVCCICQ(Rc//RL)2.3V

RLRc(Rc//RL)rbe115 AusAu34.7 AurberbeRs RiRb//rberbe1.3k RoRc5k。

UCEQ

9.电路如题图3-9所示，晶体管的β=80，rbe=1kΩ。 （1）求出Q点；

（2）分别求出RL=∞和RL=3kΩ时电路的Åu、Ri和RO。

题图3-9

解：(1)求解Q 点： IBQ IEQ

VCCUBEQRb(1)Re(1)IBQ2.61mA

32.3A

UCEQVCCIEQRe7.17V

(2)求大倍数和输入、输出电阻：

(1)Re0.996rbe(1)Re

RiRb//[rbe(1)Re]110k

(1)(Re//RL)0.992 RL=3kΩ时；Aurbe(1)(Re//RL)

RiRb//[rbe(1)(Re//RL)]76k

R//Rbrbe37 输出电阻：RoRe//s1RL=∞时；Au

10.电路如题图3-10所示，晶体管的β=60，rbbˊ=100Ω (1)求解Q点、Åu、Ri和RO；

（2）设US=10mV(有效值)，问Ui=?UO=?若C3开路，则Ui=?UO=?

题图3-10

解答：与第二题完全相同。该题属于重复。

11.电路如题图3-11所示，BJT的100，rbb'0，UT26mA，基极静态电流由电流源IB提供，设IB20A，RS=0.15k,RERL2k。试计算Au号可视为短路。 解：

U0、Ri和Ro。电容C对信UiICQIBQ100202（mA）

rb'e（k）

其小信号等效电路如图所示。

UT261001.3ICQ2Rirb'e

1RE//RL1.311002//2102.3（k）

Avs1RE//RL101(2//2)RSrbe1RE//RL0.15102.3'UoUoUi1RE//RLRiUsUiUsRiRSRi

0.986用辅助电源法可求得输出电阻为 RoRE//RSrb'e12//0.151.314.4()

101

12.组合放大电路如题图3-12所示。已知两个晶体管的参数相同：rbb'0，rb'e1k，50，

rce；RCRL5 k，RE1k，RB150k。

（1）画出该电路的交流通路。 （2）求该电路的输入电阻Ri、AuUo电压增益和输出电阻Ro。 UiUCC RB + Ui V1 RC + V2 RE RL Uo

+ Ui RB V1 V2 RE Ri2 (b)

RC Ro + RL Uo

Ri Ri (a) Ro Ri1 解:（1）该电路的交流通路如图 (b)所示。

（2） RiRB//rb'e(1)RE//rbe22.5k，Au125，Ro5k 13.已知某放大器的幅频特性如题图3-13所示。

(1) 试说明该放大器的中频增益、上限频率fH和下限频率fL、通频带BW。

20lg(Au)dB 40 30 20 10 f/Hz 0 10 102 103 104 105 106 107

题图3-13

(2) 当ui10sin410tmV20sin210tmV和

ui10sin25tmV20sin2104tmV时，输出信号有无失真？是何种性质的失

真？分别说明之。

解：(1)由题图可得：中频增益为40dB，即100倍，fH=106Hz, fL=10Hz（在fH和fL处，增益比中频增益下降30dB），BW10610106Hz。

ui610sin4106tmV20sin2104tmV时，其中f=104Hz的频率在中频段，f(2)2当10Hz而

的频率在高频段，可见输出信号要产生失真，即高频失真。

4当ui10sin25tmV20sin210tmV时，f=5Hz的频率在低频段，f=104Hz的频

率在中频段，所以输出要产生失真，即低频失真。

14.某一放大器的中频增益为AuI=40dB，上限频率为fH=2MHz，下限频率fL=100Hz，输出不失真的动态范围为Uopp=10V。输入下列信号时会产生什么失真？ （1）、ui(t)=0.1sin(2π×104t)(V) （2）、ui(t)=10sin(2π×3×106t)(mV) （3）、ui(t)=10sin(2π×400t)+ 10sin(2π×106t) (mV) （4）、ui(t)=10sin(2π×10t)+ 10sin(2π×5×104t) (mV) （5）、ui(t)=10sin(2π×103t)+ 10sin(2π×107t) (mV)

解：（1）输入信号为单一频率正弦波，所以不存在频率失真问题。但由于输入信号幅度较大（为0.1V）,经100倍的放大后峰峰值为0.1×2×100＝20V，已大大超过输出不失真动态范围（UOPP=10V）,故输出信号将产生严重的非线性失真（波形出现限幅状态）。

（2）输入信号为单一频率正弦波，虽然处于高频区，但也不存在频率失真问题。又因为信号幅度较小，为10m V,经放大后峰峰值为100×2×10＝2V，故也不出现非线性失真。

(3) 输入信号两个频率分量分别为10Hz及1MHz，均处于放大器的中频区，不会产生频率失真，又因为信号幅度较小（10m V）,故也不会出现非线性失真。

（4）输入信号两个频率分量分别为10Hz及50KHz，一个处于低频区，而另一个处于中频区，故经放大后会出现低频频率失真，又因为信号幅度小，叠加后放大器也未超过线性动态范围，所以不会有非线性失真。

（5）输入信号两个频率分量分别为1KHz和10MHz，一个处于中频区，而另一个处于高频区，故信号经放大后会出现高频频率失真。同样，由于输入幅度小。不会出现非线性频率失真。

8V

题图（a）：

0.7V

硅NPN 0V

题图（b）：

-0.7V

-8V 硅PNP 0V

1V

题图（c）：

3.7V

锗PNP 4V

题图（d）：

4.3V

9V 锗NPN 4V

8.已测得晶体管电极管各电极对地电位如题图2-9所示，试判别各晶体管的工作状态（放大、饱和、截止或损坏）。

-5V 2.5V -0.3V

3AX81 3BX1 3V

0V (a)

(b) 题图2-9

解：题图（a）3AX为PNP锗管，UBE0.3V（正偏），UCE题图（b）：e结反偏，c结反偏，截止状态 题图（c）：e结正偏，c结正偏，饱和状态 题图（d）：e结开路，晶体管损坏

9.现有两只稳压管，他们的稳定电压分别为6V和8V，正向导通电压均为0.7V，试问： （1）若将它们串联连接，则可得到几种稳压值？分别为多少？ （2）若将它们串联连接，则可得到几种稳压值？分别为多少？

10. 在题图2-10所示电路中，设稳压管的Uz＝5V，正向导通压降为0.7V。若ui＝10 sinωt(V)，试画出u0的波形。

4.7V（反偏），放大状态 7V (c)

(d)

6.3V

8V

6.6V 3CG21 12V

3V 3DG8 0V

题图2-10

解：当ui≥5V时，Vz击穿，u0＝5V。当ui≤一0.7V时，Vz正向导通，u0＝一0.7V。

当一0.7V＜ui＜5V时，Vz截止，u0＝ui。由此画出的u0波形如答图2-10所示。

11.在题图2-11 (a)所示电路中，二极管等效为恒压降模型。已知输入电压u1、u2的波形如题图2-11(b)

所示，试画出u0的波形。

题图2-11

解：该电路为高电平选择电路，即u1、u2中至少有一个为3V，则u0＝3一0.7＝2.3V。u1、u2

均为0时，uo＝一0.7V。其波形答图2-11(c)所示。

12.电路如题图2-12所示，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。

题图2-12

解：此电路为双向限幅电路，分析当Ui正半周时。。。当Ui正半周时。。。

习题

4.1选择填空

1、选用差分放大电路的原因是 A 。

A、克服温漂 B、 提高输入电阻 C、稳定放入倍数

2、用恒流源取代长尾式差分放大电路中的发射极电阻Re，将使电路的 B 。

A、差模放大倍数数值增大 B、抑制共模信号能力增强 C、差模输入电阻增大

3、差动放大器中的差模输入是指两输入端各加大小___相等_____、相位___相反____的信号。 4、设差放电路的两个输入端对地的电压分别为vi1和vi2，差模输入电压为vid，共模输入电压为vic，

则当vi1=50mV，vi2=50mV时，vid=_0mV __，vic=_50mV __；当vi1=50mV，vi2=-50mV时，vid=_100mA__，vic=_0mA__；当vi1=50mV，vi2=0V时，vid=_50mV__，vic=_25mA__。

5、电流源常用于放大电路，作为_A___（A.有源负载，B.电源，C.信号源），使得放大倍数__A__

（A.提高，B.稳定）。

6、电压放大电路主要研究的指标是 a 、 b 、 c ；功率放大电路主要研

究的指标是 d 、 e 、 f 、 g 、

（a 电压放大倍数 b 输入电阻 c 输出电阻 d 输出功率 e电源提供的功率 f效率 g 管

耗）

7、功率放大电路中，___甲类____功率放大电路导通角最大；_____乙类___功率放大电路效率较高。（甲类、乙类、甲乙类）

8、甲类功放效率低是因为 B 。

A、只有一个功放管 B、 静态电流过大 C、管压降过大

4.1对称差动放大电路如题图4.1所示。已知晶体管T1和T2的50，并设UBE(on)=0.7V,rbb’=0,rce=。

12V RC RC 10kΩ 10kΩRL Uo RB  + 30kΩ － R B10kΩ V1 V2 10kΩ + ui1 RE 6.8 kΩ -12V 图4.1

+ ui2

(1)求V1和V2的静态集电极电流ICQ、UCQ和晶体管的输入电阻rb’e。

(2)求双端输出时的差模电压增益Aud，差模输入电阻Rid和差模输出电阻Rod。

(3)若RL接V2集电极的一端改接地时，求差模电压增益Aud(单),共模电压增益Auc和共模抑制比KCMR,任一输入端输入的共模输入电阻Ric,任一输出端呈现的共模输出电阻Roc。 解:(1)因为电路对称，所以

IC1QIC2QIEEUEE0.7120.70.82mA

R1022REB26.850UC1QUC1Q120.82103.8V

rb'eUT26501.585k IC1Q0.82(2)差模电压增益

1 1

R L 10. // 30 ) 2  502     Aud   7 Rb  rb 10 1. 585 ' e

RC /

Rid  2 ( R ' ) B  rbe

.

差模输入电阻：

差模输出电阻：RO2RC20k

(3)单端输出差模电压增益： Aud(单)1RC//RL110//3050 2RBrb'e2101.585共模电压增益：

AucRCRL10//1.58550

RBrb'e12RE101.5855126.8共模抑制比：

KCMRAud (Aud为单) Auc 共模输入电阻：

1Ric[RBrb'e12RE]

2 共模输出电阻： ROCRC10k

4.2、电路如题图4.2所示，试求各支路电流值。设各晶体管1,UBE(on)0.7V。

+6V IR I5 V1 1k V5 I3 I4 V4 2k 6V

V2 5k 5k V3 10k 题图4.2

解：图4.2是具有基极补偿的多电流源电路。先求参考电流IR， IR则

6620.71.8（mA）

15I5IR1.8（mA）

5I3IR0.9（mA）

105I4IR4.5（mA）

2

4.3电路如题图4.3。已知V1、V2、V3管的50,rbb200，UCCUEE15V,

RC6K,R120K,R210K,R32.1K

(1)若ui1=0，ui2=10sinωt(mV),试求uo=?

(2)若ui1=10sinωt(mV),ui2=5mV,试画出uo的波形图。 (3)当R1增大时，Aud、Rud将如何变化？

题图4.3

解：（1）UR2ICBIE3IEQR2UEE10155VR1R22010UR2UBE50.72mAR32.1

11IC321mA222626rberbb(1)200511.5KICQ1AudUoR506C200Ui1Ui2rbe1.5u0Audui1ui2200102sint2sintV(2) u0Audui1ui220010sint5mV2sint1V 其波形如图所示。

uo 3 1 -1



(3)R1UR2IE3(IC1)IE1QIE2Qrbe1(rbe2), 使得Aud减小，而Rid增大。

4.4如图4.4的差分放大电路中，各管50，rbb'200，UBE0.7V。 （1）当Ui0时，求输出端电位U0； （2）求电压放大倍数Au...A0Ui..，输入电阻Ri及输出电阻R0。

题图4.4

4.5在图所示电路中，已知UCC=UEE=16V，RL=4Ω，V1和V2管的饱和管压降UCES2V，输入电压足够大。试问：

（1）电路中两个二极管的作用是什么？ （2）静态时，晶体管发射极电位为多少？

（3）输出信号的最大功率；

(1) 输出最大信号功率时电源的功率、集电极功耗（单管）和效率； (2) 每个晶体管的最大耗散功率PTm是多少？在此条件下的效率是多少？

题图4.5

解：(1) 电路中两个二极管主要是克服交越失真，使得静态时V1管基极电位为0.7，V2管基极电位为-0.7

（2）静态时，晶体管发射极电位为零 （3）

1(UCCUCES)21(162)2Pom24.5W

2RL24UUCES21614PEm2UCCCC35.6W

πRLπ411PT(PEPo)(35.624.5)5.5W

22ππ1468.7%

4416(3) PTm0.2Pom0.224.54.9W

ππ250%

44π

4.7如图4.6所示的电路参数理想对称，晶体管的值均为100，rbb'100，UBEG0.7V。试计算RW滑动到中点时VT1管和VT2管的发射极静态IEQ，以及动态参数Ad和Ri。

答案：Ad97；Ri20.5

题图4.6

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： R

W

UBEQ+IEQ· +2IEQRe=VEE

2

VEE -UBEQ

IEQ= ≈0.517mA

RW /2+2 RE

Ad和Ri分析如下：

rbe=rbb′+(1+β)26mV/IEQ≈5.18kΩ

Ad=- ≈-97 rbe+ (1+β)RW /2

Ri=2rbe+ (1+β)RW≈20.5kΩ

习题

一、填空题

βRc

1.一放大电路输入电压为1mV，输出电压为1V。加入反馈后，为达到同样输出时需要的输入电压为10mV，该电路的反馈深度为 10 ，反馈系数为 0.009 。

2.电压串联负反馈稳定的 电压 放大倍数；电流串联负反馈稳定 互导 放大倍数；电压并联负反馈稳定 互阻 放大倍数；电流串联负反馈倍数 电流 放大倍数。

3.串联负反馈只有在信号源内阻 小 时，其反馈效果才显著；并联负反馈只有在信号源内阻 大 时，其反馈效果才显著。

4.已知负反馈放大电路的闭环增益为40dB,基本放大电路的开环增益变化10%，闭环增益相应变化1%，则电路的开环增益为 60 dB。

5.为了稳定输出电流，应引入 交流电流负 反馈；为了稳定输出电压，应引入 交流电压负 反馈；为了稳定静态工作点，应引入 直流 反馈；为了提高输入电阻，应引入 串联 反馈；为了降低输出电阻，应引入 并联 反馈。

6.直流负反馈的作用是 稳定工作点 ，交流负反馈的作用是 改善动态性能 ，交流电压负反馈的作用 稳定输出电压 ，交流电流负反馈的作用是 稳定输出电流 。

7.某传感器产生的电压信号，经过放大器后希望输出电压与电流信号成正比，这个放大电路应选用 电流串流负 反馈。

8.在反馈深度比较深的情况下，多级负反馈放大电路可能产生 自激振荡 ，为了消除这种影响，可在负反馈放大电路中接入 补偿 电路。 二、选择题

1.负反馈所能抑制的干扰和噪声是（ B ）。

A.输入信号所包含的干扰和噪声 B.反馈环内的干扰和噪声 C.反馈环外的干扰和噪声 D.输出信号中的干扰和噪声 2.多级负反馈放大电路容易产生自激振荡的原因是（ D ）。

A.各级电路的参数很分散 B.环路增益大 C.闭环增益大 D.放大器的级数多 3.一个单管共射放大电路如果通过电阻引入负反馈，则（C ）。

A.一定会产生高频自激 B.可能产生高频自激 C.一般不会产生高频自激 D.一定不会产生高频自激 4.为了实现下列目的，分别引入以下两种反馈的一种

A.直流负反馈 B.交流负反馈 （1）为了稳定静态工作点，应引入（ A ）； （2）为了稳定放大倍数，应引入（ B ）；

（3）为了改变输入电阻和输出电阻，应引入（B ）； （4）为了展宽频带，应引入（ B ）。 5.交流负反馈有以下几种情况：

A.电压 B.电流 C.串联 D.并联

（1）为了稳定放大电路的输出电压，应引入（A ）负反馈。 （2）为了稳定放大电路的输出电流，应引入（ B ）负反馈。 （3）为了增大放大电路的输入电阻，应引入（ C ）负反馈。 （4）为了减小放大电路的输入电阻，应引入（ D ）负反馈。 （5）为了增大放大电路的输出电阻，应引入（ B ）负反馈。 6.已知交流负反馈有四种组态：

A.电压串联负反馈 B.电压并联负反馈 C.电流串联负反馈 D.电流并联负反馈

（1）欲得到电流一电压转换电路，应在放大电路中引入（ B ）；

（2）欲将电压信号转换成与之成比例的电流信号，应在放大电路中引入（ C ）；

（3）欲减小电路从信号源索取的电源，增大带负载能力，应在放大电路中引入（ A ）； （4）欲从信号源获得更大的电流，并稳定输出电流，应在放大电路中引入（ D ）； 三．分析与计算题

1.图5.1所示各电路中是否引入了反馈；若引入了反馈，则判断是正反馈还是负反馈；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Åuf或Åusf。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。

题图5.1

2.试判断题图5.2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。

（a） （b） （c）

（d）

题图5.2

解：图（a）所示电路中引入了了交、直流正反馈。

图（b）所示电路中引入交、直流负反馈。 图（c）所示电路中引入了直流负反馈

图（d）所示电路中引入了交、直流负反馈。

3.一电压串联负反馈放大器，其基本放大器的电压增益Au=100，反馈网络的反馈系数fu=0.1。由于温度变化，Au增大到120，试求负反馈放大电路的电压增益变化率解：

AufAuf。

Avf AvfAv11.8% Av1AvBv4.反馈放大器电路如题图5.3所示，试回答：

（1）判断该电路引入了何种反馈？反馈网络包括哪些元件？工作点的稳定主要依靠哪些反馈？

（2）该电路的输入输出电阻如何变化，是增大还是减少了？ （3）在深反馈条件下，交流电压增益Auf＝？

题图5.3

解：（1）90k电阻和1k电阻构成两级之间的交流串联电压负反馈。4k、60k以及V1构成两级之间的直流电流负反馈，以保证直流工作点更加稳定。

（2）该电路输入阻抗增大，输出阻抗减小。 (3)在深反馈条件下：

Aui11k90k91 F1k

5.负反馈放大电路如题图5.4所示。 (1) 试判别电路中引入了何种反馈？

(2) 为得到低输入电阻和低输出电阻，应采用何种类型的负反馈？电路应如何改接？

2k 10k 2k + Ui 10k UCC 3.9k V3 10k ∞ Uo

V1 V2 120k 2k 10k + 90k 4.7k -UEE

图5.4

解：(1)输出信号Uo通过90kΩ电阻接至V2的基极，故构成电压串联负反馈。

(2)应采用电压并联负反馈。其改接方法为：将V3的基极由接在V1的集电极改接到V2的集电极；将输出端的90kΩ电阻，由接在V2的基极改接到V1的基极。

6.电路如题图5.5所示，试回答： （1） 集成运放A1和A2各引进什么反馈？

（2） 求闭环增益AufU0。 Ui

题图5.5

解：（1）运放A1引入了串联电压负反馈；运放A2引入了并联电压负反馈。 （2）闭环增益Auf为

UOUO1UOR3R5R5Au1UiUiUO1R4R2R4

R31R

27.电路如题图5.6(a)和(b)所示，各电容对信号可视为短路。 (1) 试分别判断电路级间交流反馈的极性和类型。 (2) 分别写出反馈系数的表达式。

(3) 分别估算满足深度反馈条件下的源电压增益Ausf的表达式或数值。

UCC R1 Ii RS C1 + Us T1 R4 T2 C2 R3 Uo R2 (a)

R2 18k T1 (b) 题图5.6

解:(1) 图(a)：电压并联负反馈

图(b)：电流并联负反馈 （2）图(a)： FgR6 R3 10k C2 T2 UCC

Ii C1 RS + Us R1 10k +

R4 1k 27k R5 3k RL 10k Uo

IfUoIfIC21 R4 图(b)：

FiR5

R5R6(3) 图(a)：AusfR4 R5 图(b)：Ausf

R5R6R3RL R5RS8.放大电路如题图5.7所示。（1）判断负反馈类型；（2）指出电路稳定什么量；（3）计算电压放大倍数Auf = ?

R1+20kΩui-RPRf40kΩR210kΩRL10kΩ+uo- 解：

题图5.7

AufRfRL1040(1)(1)2.5 R1R22010

9.设计一个负反馈放大器，要求闭环放大倍数Af=100,当开环放大倍数A变化±10%时，Af的 相对变化量在±0.5%以内，试确定开环放大倍数A及反馈系数F值。

Af

1A1AFA AfAAf1AFA/A10%D1AF20Af/Af0.5% AAf(1AF)100202000AF201191919F0.95%A2000

第六章习题

一、填空选择

1、理想运算放大器的开环放大倍数Au为 无穷大 ，输入电阻Ri为 无穷大 ，输出电阻为Ro为 零 。

2、集成运算放大器有两个工作区间，分别为 线性区 和 非线性区 。 3、理想运放工作在线性区的条件下，有两个重要特性是 虚断 和 虚短 。 4、单值电压比较器有 1 个门限电压，迟滞电压比较器有 2 个门限电压。

5、电压传输特性如图6.1所示，参考电压是__-2______V，输出电压是___10_____V；输入信号加在____反相____输入端。

图题6.1

二、选择

1、工作在线性区的运算放大器应置于（a）状态。

a深度负反馈 b 开环 c正反馈

2、工作在非线性区的运算放大器具有（a）的特点

a虚断 b 虚短 c 虚断和虚短

3、下列关于迟滞电压比较器的说法，不正确的是（b）

a 迟滞电压比较器有两个门限电压

b 构成迟滞电压比较器的集成运算放大电路工作在线性区 c 迟滞电压比较器一定外加正反馈 d 迟滞电压比较器的输出电压只有两种可能 4、能将矩形波转变成三角波的电路是（c）

a 比例运算电路 b微分运算电路 c积分运算电路 d 加法电路 5、工作在开环状态下的电压比较器，其输出电压Uo的大小由（c）决定。 a 运放的开环放大倍数 b 外电路参数 c 运放的工作电源 三、分析与计算题

1、电路 如题图6.1所示 ，集 成运放 输出电压 的最大幅 值为 ±14 V ，输出电压与输入电压的关系式 。

图题6.1cc

R RRfUi11Ui （b） 引入的是负反馈，所以运放工作在线性区间。uo2R（a）

2、试求图题6.2各电路的输出电压与输入电压的关系式。

R2R1R3+R4引入的是负反馈，所以运放工作在线性区间。uO1RfUi10UiUi1_R1R2R4R5_+R3+UoUi2Ui3Ui4+UoUi

（a） （b）

图题6.2

解：(a)根据虚断特性 uR6

R4R1Ui，uUo

R3R4R1R2RR4根据虚短特性uu，所以Uo(12)Ui

R1R3R4(b)当Ui3Ui40时，电路转换为反相输入求和电路，输出 R3RUi13Ui2) R1R2当Ui1Ui20时，电路转换为同相输入求和电路，输出

R3R5//R6R4//R6Uo34(1)(Ui3Ui4)

R1//R2R4R5//R6R5R4//R6Uo12(根据线性叠加原理，总输出为 UoUo12Uo34

3、求如图题6.3所示电路中uo与ui的关系。

图题6.3 分析 本题两级电路第一级为同相输入比例运算电路，第二级为减法运算电路。 解：第一级的输出电压为： uo1第二级的输出电压为： R1R2Ui1 R1cc uo R1R2RRR2RRR2RR2Ui21uo11Ui211Ui11(Ui2Ui1) R2R2R2R2R1R24、求如图题6.4所示电路中uo与ui的关系。

R2R1R3 ∞ -Δui ∞ -+ +Δ ++uo

图题6.4

解 第一级的输出电压为： uo1ui 第二级的输出电压为： R2R2uouo21u1o1uiRR11 5、在自动控制系统中需要有调节器（或称校正电路），以保证系统的稳定性和控制的精度。如图题6.5所示的电路为比例—积分调节器（简称PI调节器），试求PI调节器的uo与ui的关系式。

CuiRΔRf ∞ -+ +uo

图题6.5

解 设电流i1、if的参考方向如图4.27所示，且电容C两端电压uC与流过的电流if参考方向关

联，根据运放工作在线性区的两条分析依据，即uu，ii0可得： uu0 ifiRui RuC所以： 11ui1idtdtfuidt CCRRC1RuoifRfuCfuiuidt RCRCuiiRifRΔRf

∞ -+ +uo

6、试求图题6.6所示电路的uo与ui的关系式。

R2R3R4R1uiRp_++uo图题6.6

解：设T型电阻网络交叉点的电位为U 因为电路为反相比例放大器，所以

uiUR1R2

所以有

UR2uiR1

uoUUUR3R2R4，从而，输入与输出之间关系就出来根据某点的输入电流等于其输出电流，有

了。

7、试求图题6.7所示同相积分器电路的uo与ui的关系式。

RRR_+R+uouiC图题6.7

8、求如图题6.8（a）、（b）所示有源滤波电路的频率特性，说明两个滤波电路各属于

何种类型，并画出幅频特性曲线。

RfuiCR ∞ - +ΔCui+uoRΔRf ∞ - ++uo (a) (b)

图题6.8

分析 本题两个电路都引入了电压并联负反馈，集成运算放大器工作在线性区，可应用“虚短”和“虚断”两条分析依据分析计算。 解 设输入电压ui为正弦信号，则电流电压均可用相量表示。由于集成运算放大器工作在线性区，U，II0。 故 U对图6.8（a）所示电路，有： U0 UIUo IifRf1RjXRjC1CjXIRIRUUU1jUo iCiiooRfRfRfRC所以，电路的电压放大倍数为： RfU1RAufo R1Uci1j1jRfRC1式中c为截止角频率。电压放大倍数的幅频特性为： RCRfRA ufc12当0时，Auf0 当c时，Auf当时，Auf1Rf R2RfA R幅频特性曲线如图6.8（a）所示。可见如图6.8（a）所示电路具有高通滤波特性，即c的信号可以通过，而c的信号被阻止，所以如图6.8（a）所示电路是一个高通滤波电路。 对图6.8（b）所示电路，有： U0 UIUi IifR1RfjXRjCfjXIRICRfUUUoCfffiiRRR11jUi RCf所以，电路的电压放大倍数为： URAufofRUiRf11jRfCRc1j 式中c1为截止角频率。电压放大倍数的幅频特性为： RfCAufRfRc1 2当0时，Auf 当c时，Auf2当时，AufRf RRfA R幅频特性曲线如图6.8（b）所示。可见如图6.8（b）所示电路具有全通滤波特性，即在0~∞范围内所有频率的信号均可以通过，所以如图6.8（b）所示电路是一个全通滤波电路。 AufA∞12Auf2A∞A∞0A∞0ωcωc （a） （b） ωω

9、在如图6.9所示的各电路中，运算放大器的UOM12V，稳压管的稳定电压UZ为6V，正向导通电压UD为0.7V，试画出各电路的电压传输特性曲线。

ui-5V ∞ -+ +Δ-5Vuoui ∞ -+ +Δuo (a) (b)

图题6.9

解：对图（a）所示电路，u5V，uui，故当输入电压ui5V时，输出电压uoUOM12V；当输入电压ui5V时，输出电压uoUOM12V。电压传输特性如图 （a）所示。

对图（b）所示电路，由于uui，u5V，故当ui5V时，集成运算放大器的输出电压为+12V，稳压管处于反向击穿状态，uoUZ6V；当ui5V时，集成运算放大器的输出电压为-12V，稳压管正向导通，uoUD0.7V。电压传输特性如图 所示。

uo(V)12-50-12 (a) (b)ui(V)-50-0.7uo(V)6ui(V)

10、在如图6.10（a）所示的电路中，运算放大器的UOM12V，双向稳压管的稳定电压UZ为6V，参考电压UR为2V，已知输入电压ui的波形如图6.10（b）所示，试对应画出输出电压uo的波形及电路的电压传输特性曲线。

uiUR ∞ -+ +Δui(V)uo100-10t (a) (b)

图题6.10

解 由于uUR2V，uui，故当ui2V时，集成运算放大器的输出电压为+12V，经限幅电路限幅之后，输出电压uoUZ6V；当ui2V时，集成运算放大器的输出电压为-12V，经限幅电路限幅之后，输出电压uoUZ6V。输入电压ui和输出电压uo的波形如图（a）所示，电路的电压传输特性曲线如图（b）所示。

ui(V)1020-10uo(V)60-6ttuo(V)6ui(V)0-62

（a）输入电压ui和输出电压uo的波形 （b）电压传输特性曲线

11迟滞电压比较器电路如图题6.11所示，试画出传输特性和输出波形。

ui10K_+10KVD1+1Kuo10KEW=8V图题6.11

解：输出高电平为8V，低电平为-8V.

上门限为4V，下门限为0V. 输入信号加在反相输入端。

12图题6.12所示为迟滞电压比较器电路，已知运放最大输出电压为±14V，稳压管的稳定电压UZ6.3V，稳压管的导通电压UD(on)0.7V，UR2V。试分别画出它们的传输特性并求出回差电压U。

URuiR1R2_+R2(a)VD1VD2(b)

+R3R1uouiUR5R2R2_++R3uoR2VD1VD2图题6.12

解：(a)当uu时，输出处于临界状态，即将发生翻转。

根据虚断特性，uUR， 根据线性叠加原理，u所以，

R2R21uiuo(uiuo)

R2R2R2R221(uiuo)UR，ui2URuo4uo 2当uo7V时，uiUTH11V；当uo7V时，uiUTL3V。

出回差电压U= UTHUTL11314V。传输特性如图7.20′(a)。 (b)当uu时，输出处于临界状态，即将发生翻转。 根据虚断特性，u0， 根据线性叠加原理，

u所以，

0.5R25R2//R25R2//R2155uiURuouiURuo

5R20.5R25R2//R2R25R2//R2R2111111155uiURuo0，ui5uo5UR5uo10 111111当uo7V时，uiUTH25V；当uo7V时，uiUTL45V。

出回差电压U= UTHUTL254570V。传输特性如图7.20′(b)。

7Vuouo7V-3Vo-7V

11Vui-45Vo25V-7Vui

10-1图(a)不能振荡，因引入到T1管E极的反馈为负反馈，不满足相位平衡条件。

图(b)能振荡，为正反馈，满足相位平衡条件。

图(c)能振荡，两级放大器移相180°，3节RC电路移相180°，故满足正反馈条件。 10-5图(a)不能振荡，变压器同名端有错误，造成负反馈。 (b) 可能振荡，满足相位平衡条件。

(c) 不能振荡，交流通路中，be间与ce间不是同性电抗，不满足三点式振荡相位平衡条件。

CCL1UCCL2LLC1UCCC2R1R1CBR1R2CBR2R3R3

(a) (b) (c)

CECBR2CE

R3R1LUCCCLR1UCCCUCCLCBR2R3CBR2R3CECRSCS(d) (e) (f)

(d) 可能振荡，满足相位平衡条件。 (e) 可能振荡，满足正反馈条件。 (f) 可能振荡，满足正反馈条件。

10-6图(a)的同名端在同侧（在线圈的上端打点），图(b)的同名端在异侧（在L1的左端、L2的右端打点）。

UCCR1UCCR1L2L1CCBR2LCR2R3CE

(a) (b) 10-9 m、n相连为正反馈，属于串联型晶振电路。

91kj0.01μF10k1k15Vmn2.4k10.01μF3.3kUo

10-11晶振等效为电感，电路属于并联型晶振电路。

fo12πLC6.28501027016121.37MHz

LC回路对振荡频率呈感性。

CLUCCC10M2k

0.02μF