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南京航空航天大学
第1页(共 9页)课程名称:《电子线路》参考答案及评分标准
命题教师:王成华试卷类型: B 试卷代号:
1.(10分)电路如图所示,设二极管的导通压降U
D on
,已知
U
Z
3V
。求当
U
i从10V 变化到 10V
时,U
o 及
I
i 如何变化,画出
U
o~
U
i、
I
i~
U
i图。
电压传输特性( 5 分)输入特性( 5 分)
解:当
10V
U i
0V
时, D 导通,
D
Z正向导通,输出电压为二极管 D 的导通电压
U
o 0V ,
I i U i
U
i mA
输入电流10kΩ 10 ;
当 0V U i
3V
时,
D
Z 截止,输入电压不能输送到输出端,U o 0V , I i 0mA ;
当 3V U i
10V
时,
D
Z 反向稳压,D截止,
输出电压
U o (U i U Z ) 10 U i 3 I i = U i U Z U i 3 mA
10 10 2 ,输入电流10kΩ+10kΩ20 ;
综上,可画出电压传输特性和输入特性分别如图所示。
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2. (17 分)电路如图所示,已知
R
B1 15 k Ω ,
R B2
R
B3
7.5k
,
R
C
5.1k , R E
4.1k , R L
10k ,
三极管1
= 2
=
50 , r bb'1 r bb'2 100
,
V
CC
12 V ,求 A u 、 R i 和 R o 。
解:
( 5 分)先画出直流通路,进行静态分析。
根据电路可列出方程:
U
B2
R
B3
V
CC
12
7.5
R
B1
R
B2
R
B3 3V
15
7.5 7.5
I
E2Q U B2 U BEQ
3 0.7 0.56mA
R E
4.1k
I E1Q I E2Q
0.56 mA
r
be1
r
be2
r
bb 1
1
26
I
E1Q 2467 .86
。
画出交流通路和微变等效电路。
A u1
R
i2
r be1
R
i2
r
be2
1
A
u1
1
A u2
R C // R L
50 5.1 // 10
r be2
68.4
2.47
A u
A u1
A
u2
68.4( 6 分)
R i R B2 // R B3 // r be1 7.5 // 7.5 // 2.47 1.5k Ω( 3 分)
R o
R
C 5.1k Ω。( 3 分)
3.
( 15
分)电路如图所示,
1
2
100 ,
3
50 , r '
300 ,
bb
U BE1
U
BE2
U
BE3
U
D1
U
D2
0.7V 。试求:
① 估算静态工作点 Q ; ② 计算差模电压放大倍数;
③ 差模输入电阻和输出电阻(设
R
W 的抽头在中间位置) 。
解 :①
( 5 分)由图可知:
I 1
V
EE U D1 U D2
R b1
R
b2
所以
U
AB
U
D1
U
D2
I 1 R b2 2.87V
I
E3
U
AB
U
BE3
1mA
所以
R e
I
E1
I
E 2
0.5I E3 0.5mA
U
C1
U C2
V
CC
I C1 (0.5R W R C1 ) 2.13V
② (5分) r
be1 r
be2
300 (1
) 26
300 (1 100)
26
5.55k Ω
I
E1
0.5
R L ' ( R C1 0.5R W ) //(0.5 R L ) 3.3k Ω
A
ud
R L '
100 3.3 60
r
be
5.55
所以
③ ( 5 分)
R id 2r be 5.55 2 11k Ω
R
od
2(R C 0.5R W ) 15.5k Ω
。
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4. ( 10 分)理想运放构成的电路如题图所示,写出放大倍数
A= u
o
u
i 的表达式。
解:
u o u 1
U
01
U 1
U 1 U 02 R L
R L R F
R
R
R
R
所以
R R
u
i1 R R
u
o1
RR u i2
RR
u
o2
由
u i
u
i1
u
i 2 得
1
u i 1
u o2 1
u o1 1
(1 R F
) u o
1
u o 1 R F u o
2 2 2 2
R L 2 2 R L
u o R F
A=
u i R L 。
5. ( 15 分)由 JFET 和运放组成的反馈放大电路如图所示。
已知 R 1 1k
R 2 R 3 10k
R 4 1k
,
,
,
R 5 20k , R 6 1k 。
① 为使电路反馈极性为负反馈,请指出运放
A 的正负端,并判别此时电路的反馈类型(组态)
;
A
uf
u o
u i
② 设电路满足深度负反馈的条件,试估算电压增益
;
③ 若电阻
R
4 因损坏而开路或短路,它对电路性能各有什么影响。
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解:①( 5 分)通常反馈信号接入差分输入的反相端,因此可设T1的栅极u i为同相端,T2的栅极为反相
端,经过T1和
T2 一级倒相后,
R2电阻一端为反相,R3电阻一端为同相,
由于u
o 应与
u
i 同相,也就是与
R
2一端反相,因此A与
R
2相连的一端(上)为运放A的反相端,而A与
R
3
相连的一端(下)为运放 A 的同相端。
此时,输出取样为电压,输入相加为电压,因此为电压串联负反馈。
②( 5 分)电路满足深度负反馈,且在开环增益很大的条件下,系统增益仅由反馈网络决定,由开环增益的虚短特性,有
u i u o R4 /( R4 R5) ,则A uf u o / u i 1 R5/R4 21。
③(5分)若 R4开路,反馈量为全部u o,相当于电阻R4
,电路变成一个电压跟随器,当
R4短路时,
T2的栅电位钳位于0 ,当u i偏离0 点较大时,此放大器将偏离线性工作区,在非线性区工作时相当于一个电压
比较器,当u i>0时, u o V CC
,当
u i <0时,u o V EE。只有当u i在GND
附近很小的区域内时,才是一个
放大器。
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6. ( 15 分)一个锯齿波发生器如图所示,设
D
Z 为两个背靠背的稳压管,其稳定电压为
U Z
6V
,
直流电源
V
CC
10V ,
V CC
10V
.
① 试说明电路的工作原理,定性画出 u
的波形;
② 试估算输出电压 u
o
的幅度; ③ 试估算输出电压的频率。
解:①( 5 分)由图可见, 电路由 迟滞比较器 电路和 积分电路 两级组成,且第一级的输出为第二级的输入。
第一级的输出只有 +6V 和-6V 两个状态。
当
u
01 为 -6V 时,D 截止,直流电源
V CC 经 R 4 向 C 恒流充电, 使
u
0 随时间线性增加, 而第二级的输出
u o 又
是第一级的输入。当
u
o 增加到一定程度时
,将使
u
01
由 -6V 跳到 +6V,使 D 导通 ,C 进行反向充电。由于
R
5
R
4 ,
反向充电时间常数远小于正向 ,
u
o 迅速下降。 当
u
o 降到一定程度 ,
u
01 又从 +6V 跳到 -6V,周而复始 ,其波形如题图
7.11( b )所示。
②(5分) 当
u
o1
u z 6V 时,
u o U z R 1
1
RU 1 z u p1u
o
R 1
R 2 R 1 R 2u o
R 2
u
01
由 U z
=-6V 跳变到
U z
=+6V 条件是: u p1
u
N 1
不调节
R
p
的阻值时 , u
N1
是一常数 ,故有 :
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1 R1 R2u o RU1 z u N1
R2 u
omax 1
R2
u
N1 RU1 z
] [ R1
R2
u
omin 1
R2
u
N1 RU1 z
]
[ R1
R2
u
omax
u
omin 2
R
1 U z 4V
所以u
o 的幅度: R2
i c
i
R 4
u N 2V CC V CC
③( 5 分)电容 C 充电电流为:R4 R4
1 T1 所以i
c
dtu
om a x
u
o m i n
4V
C 0
1 V
CC T1 4V T1 4 R4 C 0.6ms
C R4 所以V CC
1 1
f 1.67 kHz
所以T T1
7.( 18 分)题图所示是某一装置的输出部分。请回答:
①图中的交流负反馈和直流负反馈各起什么作用?
②交流负反馈是什么类型,是否满足深度负反馈条件,为什么 ?
③ 若运放最大输出幅值为13V ,且忽略R6 .R7
上的压降 ,则理想情况下负载
R
,此时输
L 上最大功率为多少
入电压u
i幅值应为多少?
解 : ①( 6 分)交流负反馈作用为:增大输入电阻,降低输出电阻,稳定闭环电压增益。
直流负反馈作用为:使输出点直流电位基本恒定。
②( 6 分)交流负反馈是电压串联负反馈。
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F u
R 5
R 4
R 5
因为运放的开环放大倍数
A 在103
~ 104 数量级 ,所以应有 A F 1 , 满足深度负反馈条件。
u om
u om
13
2
P
omax
2R L
10.56W
③( 6 分) 理想情况下 ,
2
2 8
u
om
13 R 5 R 4
u i
R 5
A f