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1、模拟电子技术答案第2章2-1填空：1 .本征半导体是，其截流子是和。两种载流子的浓度。2 .在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于，而少数载流子的浓度那么与有很大关系。3 .漂移电流是在作用下形成的。4 .二极管的最主要特征是，与此有关的两个主要参数是和。5 .稳压管是利用了二极管的特征，而制造的特殊二极管。它工作在。描述稳压管的主要参数有四种，它们分别是、和。6 .某稳压管具有正的电压温度系数，那么当温度升高时，稳压管的稳压值将。1 .完全纯洁的半导体，自由电子，空穴，相等。2 .杂质浓度，温度。3 .少数载流子，（内）电场力。4 .单向导电性，正向导通压降UF和反向饱和电流/s。5 .
2、反向击穿特性曲线陡直，反向击穿区，稳定电压（火），工作电流/min），最大管耗（PZmaX）和动态电阻（z）6 .增大；2-2试分析图电路，计算电位器调节端对地的输出电压范围。图题2-2电路图解：二极管的正向特性曲线，当电流较大时，比拟陡直，也具有一定的稳压特性。此题就是利用二极管的正向特性来获得比拟稳定的低的直流电压值。可以从其他电源转换而来，例如图中的12V直流电源，比通过电阻降压要好。两个二极管正偏工作，a、b二点间的电压为1.4V。330。的电位器跨接在a、b二点之间，a点是+0.7V,b点是-0.7V。4对地电压的调节范围-0.7V+0.7V,电位器的中点是0V。2-3电路如下图，二
3、极管均为理想二极管，电压U为220V市电，LhLz和L3为3个灯泡，请分析哪个灯泡最亮。图题23电路图解根据题意，电压U为220V交流市电，故该电路的分析应该从正半周和负半周两个方面进行。在正半周，D2导通，Lz被短路，Di和D3截止，LI和L3各分得电压IloV；在负半周，D和D3导通，Ll和L3被短路，L2上承受220V电压；故Lz灯最亮。【2-4】在图2.10.3电路中，S和S分别为大小适宜的电源，Ui0、t2Udo请画出该电路的电压传输特性曲线，并写出A点的电压表达式。图2.10.3题2-4电路图解当输入电压很低时，M%“h时，二极管DI和D2均为导通状态，此时输出电压跟随输入电压变化
4、；当%时，二极管Dl导通，D2截止，输出电压=Uj此题关键在于判断各二极管的工作状态，传输特性如下图。图例解图2-5电路如下图2.10.4,其中i=20sinmV）,/=IkHz,试求二极管VD两端电压和通过它的电流。假设电容C容量足够大。图2.10.4题2-5电路图1 .静态分析静态，是指i=0,这时跖视作短路，C对直流视作开路，其等效电路如图（a）所示。不妨设UD=O.6V那么对于静态分析，也可以根据二极管的伏安特性曲线，用图解法求解。2 .动态分析对于交流信号，直流电源和电容C视作短路；二极管因工作在静态工作点附近很小的范围内，故可用动态电阻，d等效，且L=珏，由此可得等效电路如图(b)
5、所示。二极管伏安特性方程：%=A(NJ)O由于二极管两端电压UDuUT=26mV,故式可简化为：所以3 .交流和宜流相叠加4 .“d和Id波形如图(c)、(d)所示。图1.4.2例1.4.1解图2-6分析图2.10.5所示电路的工作情况，图中/为电流源，=2mA0设20时二极管的正向电压降UD=660mV,求在50时二极管的正向电压降。该电路有何用途？电路中为什么要使用电流源？图2.10.5题26电路图解：该电路利用二极管的负温度系数，可以用于温度的测量。其温度系数-2mVC20时二极管的正向电压降UD=66OmV,50时二极管的正向电压降UD=660-(230)=600mV因为二极管的正向电
6、压降UD是温度和正向电流的函数，所以应使用电流源以稳定电流，使二极管的正向电压降UD仅仅是温度一个变量的函数。【2-7】试分析图2.10.6所示电路的工作情况，图中二极管为理想二极管，w2=10sinl(X)Vo要求画出UO的波形图，求输出电压wo的平均值Uo(AV)。图2.10.6题27电路图解：当20时，VDi、VD3导通，VD2、VD4截止，IQ为正；当2Hd，要求：1 .画出该放大电路的中频微变等效电路；2 .写出4、Ri和Ho的表达式；3 .定性说明当RS增大时，All、品和R。是否变化，如何变化？4 .假设CS开路，4、R和凡是否变化，如何变化？写出变换后的表达式。解：此题的场效应
7、管是增强型的，所以要用增强型的转移特性曲线方程式由以上三个式子可求出电路的静态工作点。1 .略2 .电压增益A产-gm(RWRL)对转移特性曲线方程求导数，可得输入电阻Ri=RG+(/1&2)输出电阻凡,Ad3 .凡的增大，会使UGS有所下降，静态工作点的/D下降，gm有所减小，AU有所下降，对用和治没有什么影响。4 .Cs开路，对静态工作点没有影响，但电压增益下降。CS开路，对Ri和兄没有什么影响。4-7在图4.7.5所示电路中，=-2V,管子参数/dss=-4mA,UP=UGS(On)=-4V0设电容在交流通路中可视为短路。1 .求电流dq和电阻Rs。2 .画出中频微变等效电路，用已求得的
8、有关数值计算Au,凡和凡(设as的影响可以忽略不计)。3 .为显著提高IAuI,最简单的措施是什么？图4.7.5题4-7电路图图4.7.6题4-8电路图解：场效应管是耗尽型，漏极电流可由下式算出为显著提高IAII，应在HS两端并联旁路电容。【4-8】场效应管放大电路如下图4.7.6,其中二300k,=120k,=10MC,Rs=Rd=IOkC,CS的容量足够大，Vdd=16V,设FET的饱和电流4ss=ImA,夹断电压UP=UGS(丽=-2V,求静态工作点，然后用中频微变等效电路法求电路的电压放大倍数。假设CS开路再求电压放大倍数。ft?1 求静态工作点该放大赢采向建尽型场效应三极管，分压偏置
9、电路。由于栅极回路无静态电流，所以3中无电流。所以，和42分压点的电位与栅极电位相等，这种分压偏置可以提高放大电路的输入电阻。由电路得：上述方程组代入数据得两组解：第一组：D=0.46mAC7gs=0.6V第二组：D2=0.78mAUgs=TSVVUp第二组数据不合理，故工作点为：30.46mA,UGS=-O6V2 .用微变等效电路求电压放大倍数放大器的微变等效电路如图213(b)；图2-13(b)213题的中频微变等效电路图213(c)无CS的微变等效电路对转移特性曲线方程式求导数，可得Aa=-6.93 .&开路时的电压放大倍数CS开路实际上就是电路出现电流串联负反应，电压增益下降。如果没有
10、学习反应，仍然可以用微变等效电路法求解。放大器微变等效电路如图2-13(c)因为足&、&故于是第五章5-1填空I.为了放大从热电偶取得的反映温度变化的微弱信号，放大电路应采用耦合方式。2 .为了使放大电路的信号与负载间有良好的匹配，以使输出功率尽可能加大，放大电路应采用耦合方式。3 .假设两个放大电路的空载放大倍数分别为20和30,那么将它们级连成两级放大电路，那么其放大倍数为(a.600,b.大于600,c.小于600)4 .在三级放大电路中，4h=50,Au2=80,Au3=25,那么其总电压放大倍数HUl=，折合为dB。5 .在多级放大电路中，后级的输入电阻是前级的；而前级的输出电阻那么
11、也可视为后级的。6 .功率放大电路的主要作用是。7 .甲类、乙类、甲乙类放大电路的是依据晶体管的大小来区分的，其中甲类放大；乙类放大；甲乙类放大。8 .乙类推挽功率放大电路的较高，这种电路会产生特有的失真现象称；为消除之，常采用。9 .一个输出功率为IOW的扩音机电路，假设用乙类推挽功率放大，那么应选至少为W的功率管个。10 .理想集成运算放大器的放大倍数AU=，输入电阻Ri=,输出电阻凡=。11 .通用型集成运算放大器的输入级大多采用电路，输出级大多采用电路。1. 直接2. 变压器3. c小于6004. 105,1005. 负载，后级的信号源，信号源内阻6. 向负载提供足够大的功率；7. 导
12、通角，导通角为360,导通角为180,大于180而小于360；8. 效率，交越失真，甲乙类工作状态；9. 2,2。10. 8,OO,O11. 差分放大，互补功率输出5-2电路如下图1 .写出AU=作及R)的表达式，设41、hi、nc2及电路中各电阻均为。Ui2 .设输入一正弦信号时，输出电压波形出现了顶部失真。假设原因是第一级的。点不适宜，问第一级产生了什么失真？如何消除？假设原因是第二级。点不适宜，问第二级产生了什么失真？又如何消除？解：4凡/&M+(1+6(62RLXL(1+02)(Re2RL)I-A-XUi1+(l+A)elk+(i+A)(&)2,输出电压波形出现了顶部失真。假设原因是第
13、一级的Q点不适宜，第一级产生了截止失真，可以通过减小&I2或增加HbU的方法消除；假设原因是第二级Q点不适宜，第二级产生了饱和失真。可以通过增加品2的方法消除。5-3某差分放大电路如下图，设对管的=50,n,b=300,(BE=0.7V,RW的影响可以忽略不计，试估算：1 .VTi,VT2的静态工作点。2 .差模电压放大倍数AUd。3 .仿真验证上述结果。图题5-2电路图图5.12.2题5-3电路图解：1 .静态工作点计算，令UH=Ug=O2 .Ub,+（1+夕）生产k2.69k【5-4在图所示的差分放大电路中，两个对称晶体管的夕=50,=1.2kQ.1 .画出共模、差模半边电路的交流通路。2
14、 .求差模电压放大倍数Ajd。3 .求单端输出和双端输出时的共模抑制比Kcmro解：1.在共模交流通路中，电阻R开路，故其半边电路的射极仅接有电阻尺；在差模交流通路中，电阻R的中点电压不变，相当于地，故其半边电路的发射极电阻为凡和R/2的并联。图3-5S）共模（b）差模2 Ad =RcN+(l + OXRCq)= -3.53.双端输出条件下:AKI=-3.5,AlC=O,KCMR=0单端输出条件下:Ald =-1.75,UQC 二 即UJ +d+m= -0.4【5-5】分析图中的电路，在三种可能的答案（a：增大；b：减小；c：不变）中选择正确者填空，设元件参数改变所引起的工作点改变不致于造成放
15、大管处于截止或饱和状态。1 .假设电阻&增大，那么差模电压放大倍数，共模电压放大倍数。2.假设电阻R增大，那么差模电压放大倍数；共模电压放大倍数。3.假设两个敢增大同样的数量，那么差模电压放大倍数；共模电压放大倍数。图题5-4电路图图5.12.4题5-5电路图解：提示:RC增加，导致及减少，展增加，故AId=5L =期减少,切记不要简单的从Uki Ul 2 与 + %Ald的表达式中无&确定凡增加Ald不变。1. b,b；2.c,a；3.a,a。【5-6在图所示的放大电路中，各晶体管的均为50,=0.7V,rbe=e2=3k,ne4=n,e5=1.6k,静态时电位器RW的滑动端调至中点，测得输
16、出电压Uo=+3V,试计算：1 .各级静态工作点：crUC1、C2Ue2、IC4、UC4、IC5、Uc5（其中电压均为对地值）以及&的阻值。2 .总的电压放大倍数A11=（设共模抑制比极大）。wIl图题5-6电路图解：1.静态工作点计算：4=52。UArc2=(c+D=52mAUc,=Uc2=Vcc-IrcyRc,2.6V因为4 =(UCl -UbeP + %e26(U-U)+v所以，RwGUbeJ_EE5s3.9kC2.在不考虑共模输出的条件下，第一级差分电2匕路单端输入，双端输出。定义Uol的参考方向G端为+。4=心心=_9,83u2&+/+(1+/)与第二级为双端输入，单端输出=12 =
17、 -460.85-7在图功放电路中，Vcc=12V,Kl=8C。M为正弦电压，求：1 .在UCES=O的情况下，负载上可能得到的最大输出功率；2 .每个管子的管耗PCM至少应为多少？3 .每个管子的耐压IU(BR)CEol至少应为多少？解：1. PomaX=%72Rl=9W;2. PCM20.2HnaX=I.8W,(ceo2Vcc=24Vo5-8电路如下图，VT1,VT2的饱和压降为2V,A为理想运算放大器且输出电压幅度足够大，且能提供足够的驱动电流。曲为正弦输入电压。1 .计算负载上所能得到的最大不失真功率；2 .求输出最大时输入电压幅度值Uim：3 .说明二极管VD,VD2在电路中的作用。
18、图题5-7电路图图5.12.7题5-8电路图解：I.Uom=Vcc-UcElsatRl(&+Rl)=12.48VU2PZT三=3.2W;2%2.Al产-RfRi=T2,故Uim=UonJIAmI=1.04V；3.为Ti、7提供一定的静态偏置电压，以克服输出信号的交越失真。【5-9】单电源乙类互补OTL电路如下图5.12.8,Vcc=12V,Rl=8Q,Ui为正弦电压。1 .求UCES=O的情况下，电路的负载上可能得到的最大输出功率Pom是多少？2 .如何选择图中晶体管？3 .在负载电阻不变的情况下，如果要求Pm=9W,试问%C至少应该多大？图5.12.8例59电路图解1 .求最大输出功率Pom
19、、效率和管耗PT最大输出功率POm为：2 .晶体管必须满足的条件最大集电极电流反向击穿电压最大管耗3 .由萼，可求得kW%=辰威=24V5-10OTL互补对称式功率放大电路如下图5.12.9,试分析与计算1 .该电路VTi、VT2管的工作方式为哪种类型？2 .静态时VTl管射极电位UE是多少？负载电流/l是多少？3 .电位器RW的作用？4 .假设电容C足够大，Vcc=15V,晶体管饱和压降UCES=IV,Rl=8Q,那么负载RL上得到的最大不失真输出功率Pom为多大？图5.12.9例5-10电路图解1 .功率放大电路按其晶体管导通时间的不同，可分为甲类、乙类、甲乙类、丙类和丁类。该电路中在输入
20、信号周期内，管子导通时间大于半个周期而小于整个周期，属于甲乙类工作方式。2 .二级管VDi、VDz产生的压降为V、VT2管提供一个适当的静态偏压，使VT】、VT2管处于微导通状态。由于电路对称，静态时没有输出电压。动态时，由于电路工作在甲乙类，即使输入信号很小(VDi、VD2的交流电阻也小)，根本上可以线性地进行放大，有效地消除了交越失真。3 .静态时，VTl管射极电位UE=%/2。由于电容C的隔直作用，负载&上没有电流，即九二0。4 .调解电位器Hw,使VT、VT2管基极间有一个适宜的电流/d和压降UBlB2,电流/d通常远大于Zbh/B2,而压降UBIB2确保VTl和VT2管在静态时处于微
21、导通状态。另外调节电位器RW可以使电容两端的电压为匕C/2。5 .电路的最大不失真输出功率Pom为代入所有参数，得An=2.64W。第六章【6-1在图所示的电路中，A均为理想运算放大器，其中的图(e)电路，运放的最大输出电压大于火，且电路处于线性放大状态，试写出各电路的输出与输入的关系式。(a)(b)解:R图(a)： uq=-2ui；图(b)：uc.=u.；Rl+R2图(c)： wo=-w+2w=w; 图(d)： uo =-(. + )dr;图(e)： uc. = U7 + &-uc.o z R2+R3 故得 M0 =(1 + -)U7 O&6-2电路如图(a)所示。1 .写出电路的名称。2
22、.假设输入信号波形如图(b)所示，试画出输出电压的波形并标明有关的电压和所对应的时间数值。设A为理想运算放大器，两个正、反串接稳压管的稳压值为5V。3 .图题6-2电路图解：1.2.带限幅的反相比例放大电路；当IMWlV时,电路增益AIf=-5；当“21V时，|玫)|被限制在5丫。波形如图4-3。图4-3【6-3在图所示的增益可调的反相比例运算电路中，R=Rv=IOkQ &=20kC、U=IV,设A为理想运 放,其输出电压最大值为12V,求：1.2.3.当电位器Rw的滑动端上移到顶部极限位置时，U=?当电位器RW的滑动端处在中间位置时，U。=?电路的输入电阻R=?图6.11.3题6-3电路图解
23、:1.2q=-2V2. Uo=2Uoi=-4V3. =10ko6-4图中的D为一个PN结测温敏感元件，它在20C时的正向压降为0.560V,其温度系数为-2mVC,设运放是理想的，其他元件参数如下图，试答复：1 ./流向何处？它为什么要用恒流源？2 .第一级的电压放大倍数是多少？3 .当RV的滑动端处于中间位置时，U(20oC)=?(o(30oO=?4 .4的数值是如何代表温度的(“与温度有何关系)？5 .温度每变化一度，4变化多少伏？图题64电路图解：1./全部流入二极管VD。因UD于(后，T),为使测温时D寸(丁)，应使后为常数，此处的二极管电流/要采用恒流源提供。2 .Au=5;3 .m
24、oi(20C)=2.8V,moi(30C)=2.7V；Up=-3V：于是，O(20C)=0.2V,Uoi(30C)=0.3V4 .玫F0.20V代表20C,o=0.30代表30,以此类推。总之，在数值上，T()与100o(V)相当。5 .温度每变化1,no变化IOmV。【6-5在图所示电路中，运放为理想的，电阻R=33kQ,R2=50k,=300k,R4=Ri=KX)k,电容C=IOoF。设f=O时，ua=1V,wi2=-2V,Mc(O)=OV,求当I=IoS时的输出电压值。图题&5电路图解：01=(i+n=3v此电流为电容C充电当t=IOs时，UO=-3.67V6-6用理想运放组成的电路如下
25、图，K=50k,R2=80k,R3=60k,R4=4)k,R5=100k,试求AI的值。图题6-6电路图解：6-7设图中的运算放大器都是理想的，输入电压的波形如图6.11.7(b)所示，电容器上的初始电压为零,(a)试画出。的波形。（b）图题6-7电路图解:Uo2=-lJur(，的单位为S)Uo=3Uh+0.114出。6-8用集成运算放大器实现以下运算关系要求所用的运放不多于三个，画电路图，元件要取标称值，取值范围为IkCWRWlMQ解:0.1FCR1=100kCo画出电路：的传输特性曲线。图8.10.8题8-9电路图解：此题和第五章重复当U0m=+15V时，二极管导通，稳压管击穿，运放的正反
26、应回路导通此时输出以=6V0此时电路的阈值当输入电压大于4V时，运放的输出跳变为Uom=-15V,此时二极管VDl和VDz截止，足回路不通，运放的阈值变为于是可以画出电路的传输特性，见图13-ll(b)图13-11(b)电压传输特性8-10方波一三角波发生电路如下图8.10.9,设A”A?为理想运算放大器，说明RW的作用，定性画出。波形，求。的峰峰值。图8.10.9题8-1。电路图解：AI构成滞回比拟器，经双向稳压管得到幅度为S的方波；经A2构成积分器后，得到三角波或锯齿波输出。这要由流经R的充电电流和放电电流二者的相对大小关系来确定，当充电电流等于放电电流时为三角波；当充电电流大于放电电流时
27、为负向锯齿波；当充电电流小于放电电流时为正向锯齿波。至于充电电流和放电电流的大小，那么取决于电阻&两端的电位差，充电时UZ为正，UzUs;放电时UZ为负，UzUs.所以，调节RW即可得到三角波或正向锯齿波或负向锯齿波。诙波形见图13-15(b).。的峰峰值取决于滞回比拟器的翻转，Al的阈值电压为根据上两式，当阈值过O时，即可求出输出电压的幅值一压控振荡电路如下图8.10.10,R.R,硅稳压管VDZ的稳定电压为t，Ul为负的直流控制电压，集成运放A,Az的性能理想。试求比的峰峰值及电路振荡频率角的表达式，并画出及WO的波形。解：Al构成积分器，A2构成过O比拟器，积分器在负的宜流控制电压Ui作
28、用下工作。和诙共同决定Az的阈值，设初始状态，ULUz，所以用+0,于是二极管截止，积分器在Ui作用下正向积分，并拉动+向O靠近，A2的第一个阈值为A2的第二个阈值为当阈值过O时，比拟器翻转，可求出的峰峰值Mo的峰峰值为2Uzo面及劭的波形见图13-16(b)。因T=TJ+笃7J,其中Tl期间，输出电压_2kRCUz,_I(-k)Ui,(l-wiTIkRCUz图13-16(b)题13/6的波形图图8.10.10题8-11电路图8-12图8.10.11给出的是能产生方波和三角波输出的压控振荡电路，设运放都是理想的，电源电压为15V,VDl、VD2是理想的二极管，OVVUiVl0V,双向稳压管的工
29、作电压为10V,请答复以下问题：1 .说明电路的工作原理；2 .推导输出信号频率与输入电压的关系式；3 .定量画出当Ui=4V、仁0.5时，43和Uo4的波形(需明确标出幅值和时间参数的数值和单位)。图8.10.11题8-12电路图解：1 .运放Al为同相输入的电压跟随器；运放A?为反相器；运放A3为积分器；运放A4为滞回电压比拟器。设积分器的输入为Ua，电路初始条件为：当r=0时，=0V,=+tz=10V,且输入电压Ul为OVVq0，Uo4=+Uz;因此DI截止，D2导通，UA=Ul3给积分电容C充电，U3下降，当Uo3下降使运放A4的同相端电压UPVO时，Uo4变为一Uz;此时Dl导通，D
30、2截止，UA二Us=-UI0时，Ua变为+Uz;如此循环往复，U4输出方波，U3输出三角波。(4分)2 .根据滞回电压比拟器工作原理计算三角波输出Uo3的幅值为根据积分电路的表达式计算电路振荡周期为,1IIU.i-krr/、，八=/=L=UT(kHz)(4分)TRC4kUz4k3 .当Ui=4V、依0.5时，计算出三角波幅值为Uo3m=lV,振荡周期为T=Ims。电路工作波形如下图。(4分)图9-1在以下各种情况下，应分别采用哪种类型(低通、高通、带通、带阻)的滤波电路？1 .抑制50Hz交流电源的干扰；2 .处理具有IkHZ固定频率的有用信号；3 .从输入信号中取出低于2kHz的信号；4 .抑制频率为IookHZ以上的高频干扰。解：1 .带阻；2.带通；3.低通；4.低通。【9-2试说明图9.11.1所示各电路,属于哪种类型的滤波电路,是几阶滤波电路，图(b)中&GRG。图题9-2电路图
