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2019华南理工模拟电子技术平时作业答案-

2023-03-15 来源:客趣旅游网
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教材模拟电子技术基础(第四版) 清华大学

模拟电子技术课程作业

第1章半导体器件

1将PN结加适当的正向电压,则空间电荷区将 (

b

)。

(a)变宽

(b)变窄

(c)不变

2半导体二极管的主要特点是具有 (

b

)。

(a)电流放大作用

(b)单向导电性 (c)电压放大作用

3二极管导通的条件是加在二极管两端的电压 (

a

)。

(a)正向电压大于 PN结的死区电压 (b) 正向电压等于零

(c) 必须加反向电压

4电路如图 1所示,设D

1,D

2均为理想元件,已知输入电压 u

i=150sintV如图2所示,试画出电压 u

O的波形。

D1

D2

ui /V +

+

150

40k 40k uI uO +

+

0

20V 100V t -

- - -

图1

图2

ui/V 150 100 60 0

t

ui/V 100 60

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0

答:

t

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1所示,设输入信

5电路如图 号

u

uI1,uI2的波形如图

2所示,若忽略二极管的正向压降,试 画

t

t2

时间内二极出输出电压O的波形,并说明 t 管 D,D 的工作状态。

1, t2 1 2

答:

u

D1

I1/V 2 0

t1

uuI1

+

D2

u

I2

RL

uO

- -2

u

I2/V 2

图1

0 -2

图2

O/V

t2

t

t

0t1

-2

t1:D1导通,D2截止 t2:D2导通,D1截止

第2章基本放大电路

1下列电路中能实现交流放大的是图( + ui -

+ +

+

+ CC + +

+ uo ui - -

UUb

)。 + CC

+

uo -

UU

+ + (b)

+

(a)

+

+ CC + +

+ + CC

+

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ui - (c)

uo ui - - (d)

uo -

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2图示电路,已知晶体

流IC调整到1.5mA,RB应取( (a)480k

(b)120k

60,BE

a

U0.7V,RC )。

2k

,忽略UBE,如要将集电极电

(c)240k

(d)360k 12V + uo -

RB C1 + + ui -

RC + C2

3固定偏置放大电路中,晶体管的 β=50,若将该管调换为 β=80的另外一个晶体管,则该 电路中晶体管集电极电

IC将( a )。 流

(c)基本不 (a)增加 (b)减少 变 4分压式偏置放大电路如图所示,晶

T的 体

40,UBE

0.7V,试求当RB1,RB2分别

开路时各电极的电位( UB,UC,UE)。并说明上述两种情况下晶体管各处于何种工作状态。

R

B1 20k C1

T

RE 1k

RC

2k

UCC

12V

+ C2 40

+

RL

1k

uo -

+

+

R

B2

ui3.9k

-

+

CE

解:(1)当 RB1开路时,偏置电路如图 UBE=0,IB=0,IC=0,IE=0 UB=0

UC=UCC=12VUE=0

此时晶体管处于截止状态。

(2) 当RB2开路时,偏置电路如图2所示: I

U

1所示:

CC

12

I

BS

I

CS

01.mA

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CS RC

mA4mA

RE

3

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IB

RB

U

CC 12 0.7

(1)RE 20 41

mA0185.mA 1

IB

IBS

此时晶体管处于饱和状态,UE4V,UB4.7V,UC4V

12V RC

UCC

UCC

12V

RC 2k

2k

R

B1 20k UC UC iC

UB

IB UB β=40 IB UE RB 3.9k UBE UE RE 1k

RE 1k

图1 图2

,已知晶体管的输入电rbe 1k

5放大电路如图所示 阻

,电流放大系数 =50,要求(1) 画出放大器的微变等效电路;

(2) 计算放大电路输入电阻ri

及电压放大倍数Au

12V

RC

RB1

2.5kΩ

22kΩ

C +C2 C1 + B +

RL + E RB2 uo

ui4.7k RE + -

2.5k

1kΩ CE Ω 解: (1)

ib

ic B

C

+ +

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:

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ui

rbe

E

RB1

R i b

B2

RC RL

uo -

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(2)riRB//rbe

RC//RL

Au

50

rbe

1

0.79k

2.5//2

625. RBRB1//RB2

第三章

R

多级放大电路

1由两管组成的无射极电阻 E简单差动放大电路,欲在双端输出时能很好的抑制零点漂移 必须使得(

a

)。

(a)电路结构对称,两管特性及对应的电阻元件参数相同。 (b) 电路结构对称,但两管特性不一定相同。

(c) 两管特性及对应的电阻元件参数相同,但电路结构不一定对称。

2在多级直接耦合放大电路中,导致零点漂移最为严重的( c 是 (a) 第一级的漂移 (b)中间级漂(c)末级漂移

3在直接耦合放大电路中,采用差动式电路结构的主要目的( b 是

(a)提高电压放大倍数 (b) 抑制零点漂移 (c) 提高带负载能力

)。

)。

4 电路如图所示,微安表的读数为1

2=50,BE

U

0.6V100

RpA

,AB 支路的总电阻L

R2k,

(1)指出电

,计算时忽略的影响,且不计微安表的内阻。要求:

u

的输入,输出方式;

(2)电路是如何抑制零点漂移的?

(3)计算输入电压I的大小。

6V RC RC 10k 10k

RL

BAA

1k RB RB

T1 T2 +

RP 10k uI10k

RE

5.1k

6V

解:(1)电路是单端输入,双端输出;

(2) 电路通过共模反馈电阻RE及对称的电路结构抑制零点漂移; (3) uO1002mV200mV

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UEE

U

BE )RE

51

IE

(1)IB

(1 )

RB2(1

(6 0.6)

5151. 10 11

35.

2.85 10 11

mV0.519mA

10 2 50 10

r

be 300

51 26 2.85k 0.519

uO uI

r

RL be RB

RL

200 uI 35.

57mV其中:RL

RC 2 1 10

RL 1 10

RC 2

5差动放大电路如图所示,问 对差模信号有无影响?为什么?

U

RE

CC

+ uI 1

-

答:RE对差模信号无影响。

R

RC

uO

RB2

T1

B1

RE -

R P

RC

RB2 T2

UEE +

R

B1 +

uI 2

-

因为通过RE的差模电流信号 iE1和 iE2的大小相同,方向相反,故 iE= iE1+ iE2=0,所以差模信号在 RE上的总压降为零。

6电路如图所示,其中两个晶体管特性完全相同。试回答: (1)RE,RC,RZ各起什么作用? (2)此电路是否能将交流信uuuuI放大为O?(3)I和O的相位关系怎样,是同相还是反相? 号

UCC

+

RC

RZ

+ -uo T1

T2

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uI -

RE uZ

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答:(1)RC将变化的电流信号转换为电压信号, 流作用

(2)此电路能将uI放大为uO。 (3)I和uO的相位相反。

C. 单端输入双端输出的差分放大电路

D

2集成运放的输出级多采用(

共射放大电路 B.共集放大电路 第5章放大电路的频率响应

C.互补输出电路

a

C

单端输入单端输出的差分放大电路 u

RE起抑制零漂的作用,

RZ起限

第四章 集成运算放大器

b

1从外部看,集成运放可等效成高性能的( A. 双端输入双端输出的差分放大电路 B. 双端输入单端输出的差分放大电路

1低频信号作用时放大倍数数值下降的原因是(

(a)耦 (b)半导体管极间电容和分布电容的存在

(d) 放大电路的静态工作点不合适

b

(c)半导体管的非线性特

2高频信号作用时放大倍数数值下降的原因是(

(a)耦合电容和旁路电容的存在 (b)半导体管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

3单级阻容耦合共射放大电路中,当输入信号的频率等于上限频率时, 和的

相位差为(b

).

UO

US

(a) 第六章

45

(b)

负反馈放大电路

225

(c)

45

(d)

1351放大电路如图所示, RF支路引入的反馈为 ( (a)串联电压负反馈 (c)并联电压负反馈

b )。

(b)串联电流负反馈 (d)正反馈

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C

RC RF

1+

CC + C2 +

uO

-

U

RS + uS -

2两级放大电路如图所示,第二级与第一级之间的

RF支路引入的反馈为(a)。

(a)串联电压负反

(b)串联电流负反馈 (c)并联电压负反

馈 (d)并联电流负反馈

U

CC

R

C1

R

C2 +

R

B1

R'

B1 +

T2 T1

+

uo

ui RE2

- RB2RE1

R' B2 CE -

RF

3在串联电压负反馈放大电路中,若将反馈深度增加,则该电路的输出电阻将 (a)。

(a)减小

(b)增加

(c)不变

4 对两极共射阻容耦合交流放大器,希望稳定其输出信号电压,并提高其输入电 阻,要求从第二级至第一级引入的反馈为(a).

(a)串联电压负反馈(b)串联电流负反馈

(c)并联电压负反馈

(d)并联电流负反馈

5 在串联电压负反馈放大电路中,若将反馈深度增加,则该电路的输出电阻将

( a ).

(a)减小 (b)增加 (c)不变

(d) 不定

6两极阻容耦合放大电路如图所示,试指出其交流反馈支路及反馈的类

(电压,电流;串型 联,并),并在图上用瞬时极性判别反馈的

(正,负反

)。 联 极性 馈

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R1

+

+1 CR2

R5

+ C2

R9 + C4

UCC

uo R3

ui

R6 R8

+ +

R4

-

C3

R7

答:R3构成第一级串联电流负反馈 R3,R7构成级间串联电压负反馈

7某负反馈放大电路的开环放大倍数为

50,反馈系数为 0.02,问闭环放大倍数为多少?

A

50

解:Af

25 1AF

1500.02

第7章信号的运算

1运算放大器接成图示电路后,其输入输出方式为 (

a

)。

(a)双端输入双端输出 (b)双端输入单端输出

(c) 单端输入单端输出(d)单端输入双端输出

RF

uI R

1

-∞

uO

+ +

R2

2理想运算放大器的两个输入端的输入电流等于零,其原因是 ( b (a)同相端和反相端的输入电流相等而相位相反 (b) 运放的差模输入电阻接近无穷大

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)。

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(c) 运放的开环电压放大倍数接近无穷大

3比例运算电路如图所示,该电路的输入电阻为 ( b )。

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(a)零

R1

R

(b)R1 (c)无穷大

RF

ui

+ R

- +

uo

R iL R1R2,试证

4 具有高输入阻抗和接地负载的电压控制电流源电路如图所示,设图中 明:iL

2uI/R1。

R2

uO1

R

R

i2

uO2 R1

i1

- ∞

+ +

R

uI

uO

-

+ +

RL

证明:iL(i1i2) uO uI i2

R2

u

R

O1

i2RuI uO1 uO2 R1

u(

R1 uO R1

2uI

uO

R

1 )uI

R2 R2

uO2 i1 uO

RR2uI R1R2

uO

R1R2

RR因此iL

O R1

R

uO

uO)(2 R2

R1R2

R1R2 R2

将 RR1R2代入: 得iL

2 uI

R1

5电路如图所示,求负载电流 L与电压S之间关系的表达式。

iu

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R1

-

R2 iR2 +

uO iL

解:iL

(R2

RF)/(RFR1)uS

uS

R

RL

RF iF

iL与RL无关,为反相式恒流源。 要点:' u

O

R2 u i i i R S L R2 F 1

2u 1

R S R 1 F

RRi uS I

R2 R F 1 iL iF

iR2 R2 RFuS R1RF

=2uS uS

R1RF R1

6 试用集成运放组成运算电路,要求实现以下运算关系,请画出电路,并在图中 标出各电阻的阻值。

①u0=-5uI

RF

答:①如图 6-1:取用反相比例电路可得

R' RF//R

20KΩ

R1 ui1

1

②u0=-2uI1-10uI2

则R1 20K

R2

uO

5,选RF100K R1

ui2

16.7K。

RF100KΩ

-∞

+ +

uO 10KΩ RF100K

R1

- ∞

ui1 + 50KΩ +

R7.7K '

16.7KΩ

R’

图6-1

图6-2

②如图6-2:取用反相求和电路可得 RF

2

R

F

10 F

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R150K,R210K,R'RF//R1//R2

R1 R2 7.7K

,选R100K 。

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第八章

1自激正弦振荡器是用来产生一定频率和幅度的正弦信号的装置, 此装置之所以能输出信号

是因为(

(a)有外加输入信号

(b) 满足了自激振荡条件

(c) 先施加输入信号激励振荡起来,然后去掉输入信号

2一个正弦波振荡器的开环电压放大倍数为 ( c

)。

A

正弦波振荡电路

b )。

u,反馈系数为F,能够稳定振荡的幅值条件是

|AF|(a)u 1

|AF|(b)u 1

|AF|(c)u

Au

1

3一个正弦波振荡器的开环电压放大倍数

为 F |F|

|Au| A

,反馈系数为

b)。

F,该振荡器要维持稳定的振荡,必须满足(

|AF(a)u |

1, A

F (2n

1)

(n=0,1,2,⋯)

A (b| u |

1, ) AF

(c|AF|

1

,A ) u

F 2

n(n=0,1,2,⋯)

(2n

1) (n=

0

F

4在图示文氏桥振荡电路中,

的下限值为多少?

μF。

,1,2,⋯)

已知R1=10kΩ,R和C的可调范围分别为 1~100kΩ、0.001~1

(1)振荡频率的可调范围是多少?(2)RF

解:(1)RC R 100K C fo1

1F1 1 2RC

10

63

取最大值, 10

10 F则振荡频率最小

1

3

2 3.14 10010

110

3

1.59HZ 6110 C

0.001F

0.001 10F则振荡频率最大

6

RC取最小值, R 1K

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1

fo2

2RC23.141 10

所以,振荡频率的可调范围是 1.59H

3

1

0.159MHZ

0.00110

6

Z~0.159MHZ 。

RF

RF

(2)RC桥式振荡电路的电压放大倍数

R1的最大值。

得RF

20K

Au1

3 1

R1 10

所以RF的下限值为 20K

5 将图示电路合理连接,构成桥式(即文氏桥)正弦波振荡电路,并估算电路的振荡频率和

解:连接如下图:

1

电路的振荡频率为 o

f

2

1

3

2RC 3.14 50 10 1 RF R1

1

0.02 100 3 R1

H Z 159 610 。

RC桥式振荡电路的电压放大倍数 Au

得R1 50K

1最大值50K 所以

R

第九章 功率放大电路

12V

1无输出电容器的互补对称功率放大电路( OCL),电源电压为 幅度足够大,则输出正弦波幅度最大约等于 ( a )。

(a)12V (b)24(c)6V

V

ui为正半周时,( a 2OCL 功率放大电路如图所示,

当 则

,输入正弦信号的

ui

)。

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(a)T1导T2截止 通

(b)T1截T2导通 止

(c)T1,T2导通

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12V

R1

T1

ui

D1 D2

T2

RL

uo

R2

12V

3欲提高功率放大器的效率,常需要 (

b

)。

(a)增加电源供给的功率,减小动态输出功率 (b) 增加动态输出功率,减小电源供给的功率

(c)设置静态工作点在接近饱和区处,增加静态电流 IC 、T 1V管的UCES

,电源电压为±

9V,负载电阻R4在图示OCL电路中,已知T12

试计算最大输出功率 Pom及效率η。

解:UCC 9V,UCES

1V 最

1 (Ucem 2

2

)max

1 (UCC UC)

E1 (9S1) 2 POM

4W 2

RL 2 RL 2

8

UCC UCES 3.14 91

最大输出效率

70%。

4

UCC

4 9

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L=8 Ω,

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5如图所示的电路中的晶体管的饱和压降的数值为

UCES3V、VCC

24V、RL

8,

则最大输出功率和效率各为多少?晶体管的 ICM、U(BR)CEO和PCM应如何选择?

解:本题是OTL互补对称功放电路,T1和T2的c-e 回路的等效电源都是 UCC=VCC/2=24/2=12V RL=8Ω UCC 2

Pomax 2RL

12 2

9W

2 8

1.8W

UCC UCES 3.14 (12 3)

4 UCC 4 12

UCC 12

1.5A 晶体管的Icm

RL 8

Ucem 2UCC 212 24V P 0.2P 0.2 9 T1max omax 只要ICM>1.5A,

59%

U(BR)CEO>24V,PCM>1.8W。

第10章直流电源

1在整流电路中,二极管之所以能整流,是因为它具)。 ( b

(a)电流放大特性 (b)单向导电的特性 (c)反向击穿的性能

2电路如图所示,该电路的名称)。 ( b

(a)单相半波整流电路 (b)单相桥式整流电(c)单相全波整流电路

+

+ u1

-

D1

u2 -

D4

D2 +

RL uO

D3 -

3整流电路如图所示,二极管为理想元件,变压器副边电压有效值

U2为10V,负载电阻

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RL2k,变压器变比12。

kNN10

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(1) 求负载电阻上电流的平均值;

(2) 求变压器原边电压有效值和变压器副边电流的有效值; (3)变压器副边电压 2的波形如图所示,试定性画出O的波形。

i2

D N2u2

RL

iO uO

0

2

3

2U22

uu

u

U1

I2

RL

IO

解:(1)U0

UO IO (2)

RL

u1 N1

t

0.45U2 (0.45 10)V4.5V 4.5

mA 2.25mA 2 U1kU2(10 10)V uO

100V

I2 157.IO (157. 2.25)mA353.mA

2U2 0

2

3

t

4 整流电路如图所示,二极管为理想元件且忽略变压器副绕组上的压降,变压器原边电压有 效值1

U

220V

,负载电阻,L,负载两端的直流电压O

R75U100V

。要求:

(1)在下表中选出合适型号的二极管 ;

(2)计算整流变压器的容量 S和变比k。

u1

iO

RL uO

N1

u2

N2

最大整流电流平均值 最高反向峰值电压

/mA /V 型号

2CZ11A 1000 100

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2CZ12B 2CZ11C 3000 1000 100 300

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UO

解:(1)负载电流IO U2 UO V11111. 0.9 0.9

因此选2CZ11C

(2IO 133.

) I2 0.9 0.9

变比220

k 1.98。 11111.

100100

RL

VU

A133.AID 75

2U2

1

IO 0.665A 2 211111.V157V

DRM

148.ASU2I2 11111. 148.VA1644.VA

5 图所示的是单相半波整流电路,请画出其未完成的输出波形。

6 直流稳压电源如图所示。

( 1)说明电路的整流电路、滤波电路、调整管、基准电压电路、比较放大电路、采样电路等部分各由那些元件组成。

( 2)标出集成运放的同相输入端和反相输入端。

(1) 解:整流电路:D1~D4;滤波电路:C1;调整管:T1、T2;基准电压电路:R′DZ′、 R、DZ;比较放大电路: A;采样电路: R1、R2、R3

(2)解:为使电路引入负反馈,集成运放的输入端上为“ -”,下为“+”

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(3)

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