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
管
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
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
路
,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
性
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
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
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
大
输
出
功
率
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
有
(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
是
(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
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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