模拟电路第二章

模拟电路部分习题答案第二章晶体二极管及应用电路2-1．填空（1）N型半导体是在本征半导体中掺入五价元素；P型半导体是在本征半导体中掺入三价元素。

（2）当温度升高时，二极管的反向饱和电流会增大。

（3）PN结的结电容包括势垒电容和扩散电容。

（4）晶体管的三个工作区分别是放大区、截止区和饱和区。

在放大电路中，晶体管通常工作在放大区区。

（5）结型场效应管工作在恒流区时，其栅-源间所加电压应该反偏。

（正偏、反偏）2-2．判断下列说法正确与否。

（1）本征半导体温度升高后，两种载流子浓度仍然相等。

（）（2）P型半导体带正电，N型半导体带负电。

（）（3）结型场效应管外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证R GS大的特点。

（）（4）只要在稳压管两端加反向电压就能起稳压作用。

（）（5）晶体管工作在饱和状态时发射极没有电流流过。

（）（6）在N型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P型半导体。

（）（7）PN结在无光照、无外加电压时，结电流为零。

（）（8）若耗尽型N沟道MOS场效应管的U GS大于零，则其输入电阻会明显减小。

（）答案：（1）对；温度升高后，载流子浓度会增加，但是对于本征半导体来讲，电子和空穴的数量始终是相等的。

（2）错；对于P型半导体或N型半导体在没有形成PN结时，处于电中性的状态。

（3）对；结型场效应管在栅源之间没有绝缘层，所以外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证R GS大的特点。

（4）错；稳压管要进入稳压工作状态两端加反向电压必须达到稳压值。

（5）错；晶体管工作在饱和状态和放大状态时发射极有电流流过，只有在截止状态时没有电流流过。

（6）对；N型半导体中掺入足够量的三价元素，不但可复合原先掺入的五价元素，而且可使空穴成为多数载流子，从而形成P型半导体。

（7）对；PN结在无光照、无外加电压时，处于动态平衡状态，扩散电流和漂移电流相等。

（8）错。

绝缘栅场效应管因为栅源间和栅漏之间有SiO2绝缘层而使栅源间电阻非常大。

模拟电路第二章放大电路基础模拟电路第二章放大电路基础第2章放大电路基础2.1教学要求1、掌握放大电路的组成原理，熟练掌握放大电路直流通路、交流通路及交流等效电路的画法并能熟练判断放大电路的组成是否合理。

2、熟识理想情况下放大器的四种模型，并掌控增益、输入电阻、电阻值等各项性能指标的基本概念。

3、掌握放大电路的分析方法，特别是微变等效电路分析法。

4、掌控压缩电路三种基本组态（ce、cc、cb及cs、cd、cg）的性能特点。

5、介绍压缩电路的级间耦合方式，熟识多级压缩电路的分析方法。

2.2基本概念和内容要点2.2.1压缩电路的基本概念1、放大电路的组成原理无论何种类型的压缩电路，均由三大部分共同组成，例如图2.1右图。

第一部分就是具备压缩促进作用的半导体器件，例如三极管、场效应管，它就是整个电路的核心。

第二部分就是直流偏置电路，其促进作用就是确保半导体器件工作在压缩状态。

第三部分就是耦合电路，其促进作用就是将输出信号源和输入功率分别相连接至压缩管及的输出端的和输入端的。

（1）偏置电路①在分立元件电路中，常用的偏置方式存有压强偏置电路、自偏置电路等。

其中，分后甩偏置电路适用于于任何类型的放大器件；而自偏置电路只适合于用尽型场效应管（如jfet及dmos管）。

42输出信号耦合电路耦合电路输入功率t偏置电路外围电路图2.1下面详述偏置电路和耦合电路的特点。

②在集成电路中，广泛采用电流源偏置方式。

偏置电路除了为压缩管提供更多最合适的静态点（q）之外，还应当具备平衡q点的促进作用。

（2）耦合方式为了保证信号不失真地放大，放大器与信号源、放大器与负载、以及放大器的级与级之间的耦合方式必须保证交流信号正常传输，且尽量减小有用信号在传输过程中的损失。

实际电路有两种耦合方式。

①电容耦合，变压器耦合这种耦合方式具有隔直流的作用，故各级q点相互独立，互不影响，但不易集成，因此常用于分立元件放大器中。

②轻易耦合这是集成电路中广泛采用的一种耦合方式。

第二章习题与思考题♦题2-1试判断图P2-1中各放大电路有无放大作用，简单说明理由。

EP2-1解：(a) 无放大作用，不符合“发射结正偏，集电结反偏”的外部直流偏置要求；(b) 不能正常放大，三极管发射结没有偏置(正偏) ；(c) 无放大作用，三极管集电结没有偏置(反偏) ；(d) 无放大作用，三极管发射结没有偏置(正偏) ；(e) 有放大作用(电压放大倍数小于1)；(f) 无放大作用，电容C2使输出端对地交流短路，输出交流电压信号为0；(g) 无放大作用，电容C b使三极管基极对地交流短路，输入交流信号无法加至三极管基极;(h) 不能正常放大，场效应管栅源之间无直流偏置；(i) 无放大作用，VGG的极性使场效应管不能形成导电沟道。

本题的意图是掌握放大电路的组成原则和放大原理U1♦题2-2试画出P2-2中各电路的直流通路和交流通路。

设电路中的电容均足够大， 变压器为理想变压器解:-O +v ccRA営&本题的意图是掌握直流通路和交流通路的概念，练习画出各种电路的直流通路和交流通路。

(c)+交紇诵聲十W白浙！SAOO1卩a浦诵踣I交说通路(1 •:)1BQ1CQ♦题2-3在NPN 三极管组成的单管共射放大电路中，假设电路其他参数不变， 分别改变以下某一项参数时，试定性说明放大电路的 I BQ 、I CQ 、U CEQ 将增大、减小还是不变。

① 增大Rb;②增大VCC ③增大3。

解：①Rb =■ 1 BQ■ 1 CQ ■ ~ U CEQ② V cc = 1BQ = 1 CQ = UCEQ ( =V CC- R c 1 CQ )不疋I BQ 基本不变本题的意图是理解单管共射放大电路中各种参数变化时对 Q 点的影响♦题2-4在图2.5.2所示NPN 三极管组成的分压式工作点稳定电路中，假设电路其他参数不变，分别改1BQCQ BQ■I B QUCEQ — V CC - 1 CQ R C1CQ=V cc变以下某一项参数时，试定性说明放大电路的 I BQ 、 I CQ 、U CEQ 、「be 和| A u|将增大、减小还是不变。

模拟电路（康光华）第二章课后习题答案2.4.1电路如图题2.4.1所示。

（1）利用硅二极管恒压降模型求电路的I D 和 V o 的值；（2）在室温（300K ）的情况下，利用二极管的小信号模型求v o 的变化范围。

解（1）求二极管的电流和电压mA A V R v V I D DD D 6.8106.8101)7.0210(233=⨯=Ω⨯⨯-=-=- V V V V D O 4.17.022=⨯==（2）求v o 的变化范围图题2.4.1的小信号模型等效电路如图解2.4.l 所示，温度 T ＝300 K 。

Ω≈==02.36.826mAmV I V r D T d 当r d1=r d2=r d 时，则mV V r R r V v d d DDO 6)02.321000(02.32122±=Ω⨯+Ω⨯⨯±=+∆=∆O v 的变化范围为)(~)(O O O O v V v V ∆-∆+，即1.406V ～1.394V 。

2.4.3二极管电路如图2.4.3所示，试判断图中的二极管是导通还是截止，并求出AO 两端电压V AO 。

设二极管是理想的。

解 图a ：将D 断开，以O 点为电位参考点，D 的阳极电位为－6 V ，阴极电位为－12 V ，故 D 处于正向偏置而导通，V AO =–6 V 。

图b ：D 的阳极电位为－15V ，阴极电位为－12V ，D 对被反向偏置而截止，V AO ＝－12V 。

图c ：对D 1有阳极电位为 0V ，阴极电位为－12 V ，故D 1导通，此后使D 2的阴极电位为 0V ，而其阳极为－15 V ，故D 2反偏截止，V AO =0 V 。

图d ：对D 1有阳极电位为12 V ，阴极电位为0 V ，对D 2有阳极电位为12 V ，阴极电位为 －6V ．故D 2更易导通，此后使V A ＝－6V ；D 1反偏而截止，故V AO ＝－6V 。

2.4.4 试判断图题 2.4.4中二极管是导通还是截止，为什么？ 解 图a ：将D 断开，以“地”为电位参考点，这时有V V k k V A 115)10140(10=⨯Ω+Ω=V V k k V k k V B 5.315)525(510)218(2=⨯Ω+Ω+⨯Ω+Ω=D 被反偏而截止。

模拟电⼦技术基础第⼆章练习题注意：答案仅供参考！⼀、填空题1. 半导体三极管属于电流控制器件，⽽场效应管属于电压控制器件。

2. 放⼤器有两种不同性质的失真，分别是线性失真和⾮线性失真。

3. 共射极放⼤电路中三极管集电极静态电流增⼤时，其电压增益将变⼤；若负载电阻R L 变⼩时，其电压增益将变⼩。

4. 单级共射极放⼤电路产⽣截⽌失真的原因是静态Ic 偏⼩；产⽣饱和失真的原因是 Ic 偏⼤；若两种失真同时产⽣，其原因是输⼊信号太⼤。

5.静态⼯作点Q 点⼀般选择在交流负载线的中央。

6.静态⼯作点Q 点选得过低会导致截⽌失真；Q 点选得过⾼会导致饱和失真。

7.对于下图所⽰电路，设V CC =12V ，R b =510k Ω，R c =8 k Ω，V BE =，V CE （sat ）=,当β=50，静态电流I BQ = 22µA ，I CQ = ，管压降V CEQ = ；若换上⼀个当β=80，静态电流I BQ = 22µA ，I CQ = ，管压降V CEQ = ，三级管⼯作在饱和状态。

8.对于下图所⽰电路，设V CC =12V ，三级管β=50，V BE =，若要求静态电流I CQ =2mA ，V CEQ =4V ，则电路中的R b = k Ω，R C = 4 k Ω。

9.对于下图所⽰电路，已知VCC =12V，Rb1=27 kΩ，Rc=2 kΩ,Re=1 kΩ,VBE=,现要求静态电流ICQ =3mA，则R= 12 kΩ。

10.已知图⽰的放⼤电路中的三级管β=40，VBE =，稳压管的稳定电压VZ=6V，则静态电流IBQ = ，ICQ= 11mA ，管压降VCEQ= 3V 。

11. 当环境温度升⾼时，三极管的下列参数变化的趋势是：电流放⼤系数β增⼤，穿透电流ICEO 增加，当IB不变时，发射结正向压降|UBE| 减⼩。

12.若下图所⽰放⼤电路在冬天调试时能正常⼯作，当到了夏天后，发现输出波形失真，且幅度增⼤，这时发⽣的失真是饱和失真，失真的主要原因是由于夏天室温升⾼后，三级管的 ICBO 、 V和β三个参数的变化，引起⼯作点上移；输出波形幅度增⼤，则是因为β参数随温度升⾼⽽增⼤所造成，输出波形幅度增⼤也是引起失真的⼀个原因。

【1】电路如图(a)所示。

设为A理想的运算放大器，稳压管DZ的稳定电压等于5V。

（1）若输入信号的波形如图(b)所示，试画出输出电压的波形。

（2）试说明本电路中稳压管的作用。

图(a) 图(b)【相关知识】反相输入比例器、稳压管、运放。

【解题思路】（1）当稳压管截止时，电路为反相比例器。

（2）当稳压管导通后，输出电压被限制在稳压管的稳定电压。

【解题过程】（1）当时，稳压管截止，电路的电压增益故输出电压当时，稳压管导通，电路的输出电压被限制在，即。

根据以上分析，可画出的波形如图(c)所示。

图(c)（2）由以上的分析可知，当输入信号较小时，电路能线性放大；当输入信号较大时稳压管起限幅的作用。

【2】在图(a)示电路中，已知, ，，设A为理想运算放大器，其输出电压最大值为，试分别求出当电位器的滑动端移到最上端、中间位置和最下端时的输出电压的值。

反馈类型？图(a)【相关知识】反相输入比例器。

【解题思路】当时电路工作闭环状态；当时电路工作开环状态。

【解题过程】（1）当的滑动端上移到最上端时，电路为典型的反相输入比例放大电路。

输出电压（2）当的滑动端处在中间位置时，画出输出端等效电路及电流的参考方向如图(b)所示。

图中。

图(b)由图可知以上各式联立求解得代入有关数据得（3）当的滑动端处于最下端时，电路因负反馈消失而工作在开环状态。

此时，反相输入端电位高于同相输入端电位，运放处于负饱和状态。

输出电压。

【3】电压－电流转换电路如图所示，已知集成运放为理想运放，R2＝R3＝R4＝R7＝R，R5＝2R。

求解i L与u I之间的函数关系。

【相关知识】集成运放工作在线性区的特点，“虚短”和“虚断”的分析方法，基本运算电路的识别。

【解题思路】（1）由图判断出集成运放A1和A2分别引入的局部电压反馈为负反馈。

（2）识别集成运放A1和A2分别组成的基本运算电路类型。

（3）根据运算电路类型以及“虚短”和“虚断”的分析方法分别求解u O1以及u O2的表达式，从而得到i L与u I之间的函数关系。

模拟电子技术基础(第五版)第二章模电课件2.1 集成电路运算放大器2.2 理想运算放大器2.3 基本线性运放电路2.4 同相输入和反相输入放大电路的其他应用模电课件2.1 集成电路运算放大器1. 集成电路运算放大器的内部组成单元图2.1.1 集成运算放大器的内部结构框图特点：电路对称性，提高整个电路的性能若干级电压放大带负载能力强，电流放大模电课件2.1 集成电路运算放大器1. 集成电路运算放大器的内部组成单元图2.1.2 运算放大器的代表符号(a)国家标准规定的符号(b)国内外常用符号特点：两个输入端(同相+、反相― ),一个输出端，单向模电课件2. 运算放大器的电路模型通常(实际): 开环电压增益Avo的≥105 (很高) 输入电阻ri ≥ 106Ω (很大) 输出电阻ro ≤100Ω (很小)图2.1.3 运算放大器的电路模型vO=Avo(vP-vN) ,当(V- vO V+) 注意输入输出的相位关系模电课件2. 运算放大器的电路模型当Avo(vP-vN) ≥V+ 时vO= V+ 当Avo(vP-vN) ≤ V-时vO= V-电压传输特性vO= f (vP-vN)线性范围内vO=Avo(vP-vN) Avo――斜率非线性(饱和)范围内？end模电课件2. 运算放大器的电路模型例：一运放Avo= 2×105 ,ri = 0.6 MΩ , 电源电压V+ = +12 V, V- = -12 V. (1)当vO=±Vom = ± 12 V时，输入电压的最小幅值vP-vN = ? 输入电流ii = ? (2)画出传输特性曲线vO=f(vP-vN) (1)线性范围内: vP-vN = vO / Avo = ± 12 V/( 2×105) = ± 60 v (2)传输特性曲线vO=f(vP-vN)ii =( vP-vN )/ ri = ± 60 0.6 MΩ v/ = ± 100 pA模电课件2.2 理想运算放大器1. vO的饱和极限值等于运放的电源电压V+和V- 2. 运放的开环电压增益很高ri≈∞ 若(vP-vN)0 则vO= +Vom=V+ (饱和) 若(vP-vN)0 则vO= CVom=V- (饱和)3. 若V- vO V+ (线性) 则(vP-vN) 0 ,虚短4. 输入电阻ri的阻值很高使iP≈ 0、iN≈ 0 ,虚断5. 输出电阻很小，ro ≈ 0图2.2.1 运放的简化电路模型理想：ri≈∞ ro≈0 Avo→∞ vO=Avo(vN-vP)模电课件2.3 基本线性运放电路线性运放电路：运放一定工作在线性范围(状态), 电路通过接入负反馈来保证。

第二章训练题一、判断题：1.只有电路既放大电流又放大电压，才称其有放大作用。

（×）2. 放大电路中输出的电流和电压都是由有源元件提供的。

（×）3.电路中各电量的交流成份是交流信号源提供的；（× ）4.放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作。

5. 由于放大的对象是变化量，所以当输入信号为直流信号时，任何放大电路的输出都毫无变化。

（×）6. 当单级放大电路的静态工作点过高时，根据I b=I c/β，可选用β大的晶体三极管来减小I b 。

（×）7. 只要是共射放大电路，输出电压的底部失真都是饱和失真。

（×）8. 若单管共射放大电路中的三极管为NPN型，输出电压的底部失真时为饱和失真。

（√）9. 在共射放大电路中，若晶体管为NPN，输出电压u o出现底部失真，则该失真为截止失真。

（×）10. 由于放大的对象是变化量，所以当输入信号为直流信号时，任何放大电路的输出都毫无变化。

（×）11.可以说任何放大电路都有功率放大作用；（√）12.若单管共射放大电路出现截止失真，可适当增大基极电阻R B消除失真。

（ × ）13.某二级电压放大电路中，已知A u1=－10、A u2=－50 ，则总的电压放大倍数为500。

（√）14. 某二级电压放大电路中，已知Au1=50、Au2=100 ，则总的电压放大倍数为150。

（√）15. 现测得两个共射放大电路空载时的电压放大倍数均为－100，将它们连成两级放大电路，其电压放大倍数应为10000。

（×）16. 有人测得晶体管的U BE=0.7V, I B=20µA，因此推算出：be r=U BE/I B=0.7V/20µA=35KΩ。

（×）17.放大电路如图1所示，已知：U CC＝12V，R B＝240kΩ，R C＝3kΩ，晶体管β＝40，且忽略U BE。