模电第六章习题答案
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第6章习题答案1. 概念题:(1)由运放组成的负反馈电路一般都引入深度负反馈,电路均可利用虚短路和虚断路的概念来求解其运算关系。
(2)反相比例运算电路的输入阻抗小,同相比例运算电路的输入阻抗大,但会引入了共模干扰。
(3)如果要用单个运放实现:Au=-10的放大电路,应选用 A 运算电路;将正O弦波信号移相+90,应选用 D 运算电路;对正弦波信号进行二倍频,应选用 F 运算电路;将某信号叠加上一个直流量,应选用 E 运算电路;将方波信号转换成三角波信号,应选用 C 运算电路;将方波电压转换成尖顶波信号,应选用 D 运算电路。
A. 反相比例B. 同相比例C. 积分D. 微分E. 加法F. 乘方(4)已知输入信号幅值为1mV,频率为10kHz~12kHz,信号中有较大的干扰,应设置前置放大电路及带通滤波电路进行预处理。
(5)在隔离放大器的输入端和输出端之间加100V的电压会击穿放大器吗?(不会)加1000V的交流电压呢?(不会)(6)有源滤波器适合于电源滤波吗?(不适用)这是因为有源滤波器不能通过太大的电流或太高的电压。
(7)正弦波发生电路中,输出端的晶体管一定工作在放大区吗?(一定)矩形波发生电路中,输出端的晶体管一定工作在放大区吗?(不一定)(8)作为比较器应用的运放,运放一般都工作在非线性区,施密特比较器中引入了正反馈,和基本比较器相比,施密特比较器有速度快和抗干扰性强的特点。
(9)正弦波发生电路的平衡条件与放大器自激的平衡条件不同,是因为反馈耦合端的极性不同,RC正弦波振荡器频率不可能太高,其原因是在高频时晶体管元件的结电容会起作用。
(10)非正弦波发生器离不开比较器和延时两个环节。
(11)当信号频率等于石英晶体的串联谐振或并联谐振频率时,石英晶体呈阻性;当信号频率在石英晶体的串联谐振频率和并联谐振频率之间时,石英晶体呈感性;其余情况下石英晶体呈容性。
(12)若需要1MHz以下的正弦波信号,一般可用 RC 振荡电路;若需要更高频率的正弦波,就要用 LC 振荡电路;若要求频率稳定度很高,则可用石英晶体振荡电路。
第六章波形发生电路7.1 试用振荡相位平衡条件判断图P7.1所示各电路能否产生正弦波振荡,为什么?答:(a):相位不平衡,不能振荡。
(b):ϕA+ϕF=2nπ(n=0,1,2 ),能振荡。
(c):ϕA=180︒,ϕF=180︒,ϕA+ϕF=2nπ(n=0,1,2 ),能振荡。
(d):ϕA+ϕF≠2nπ(n=0,1,2 ),不能振荡。
7.2 已知RC振荡电路如图P7.2所示。
(1)求振荡频率f0=?(2)求热敏电阻Rt 的冷态电阻(3)说明Rt应具有怎样的温度特性?解:(1) f0=11==971Hz2πRC6.28⨯2⨯10-8⨯8.2⨯103Rt<11Rf=⨯10=5kΩ22 (2)Rf>Rt,(3)Rt应具有正温度特性胡应洪第 1 页2013-4-77.3 RC桥式振荡电路如图P7.1.4所示,已知R1=10kΩ,试分析Rt的阻值分别为下列三种情况时,输出电压波形的形状?(1)Rf=10kΩ;(2)Rf=100kΩ;(3)Rt 为的负温度系数的热敏电阻,冷态电阻值大于20kΩ1、当Rf=10kΩ时:Au=1+RfR1=1+10=2<310电路不能起振,无输出波形。
2、当Rf=100kΩ时:Au=1+RfR1=1+100=11>310电路能振荡,但波形会严重失真,输出为矩形波。
3、当Rf>20kΩ,且具有负温度特性时:Au=1+RfR1>3电路能振荡,且具有Rt的负温度特性输出波形稳定,是正弦波。
7.4 设计一个频率为500Hz的RC桥式振荡电路,已知,并用一个负温度系数、20kΩ的热敏电阻作为稳温元件,试画出电路并标出各电阻值。
解:1=500Hz2πRCC=0.047uFR=6.8kΩ f0=胡应洪第 2 页 2013-4-7。
题6-1说明存在哪些反馈支路,判断反馈极性;直流反馈或交流反馈.若为交流反馈,分析反馈的组态.(a) (b)(c) R F →级间交直流 电流 并联 负反馈, R e1→交直流 电流 串联 负反馈• R e2 、 C e →直流 电流 串联 负反馈(d) R F →级间交流 电压 并联 负反馈, R e1→交直流 电流串联负反馈(e) R F →级间交直流 电压 串联 负反馈, R e3→交直流 电流串联负反馈(f) R b 、 C 3 →级间交流 电压 并联 正反馈, R e →交直流 电压 串联负反馈习题6-2 判断反馈极性和组态(a) 电压并联正反馈(b) R F1电压并联负反馈 R F2 电压串联正反馈(c) 电压并联负反馈(d) 电流串联负反馈(e) 电压串联负反馈(f) 电流并联负反馈习题6-5:满足深度负反馈条件,估算电压放大倍数(C) 电压并联负反馈 (d) 电流串联负反馈(e)21R R A F uuf += (f)ee F C uuf R R R R R A 1)(+=习题6-13:按要求引入适当的反馈。
(1)提高从b1端看进去的输入电阻应引入级间串联负反馈,即接R F从e3到e1(2)减小输出电阻应引入电压负反馈,即接R F从c3到b1(3)R c3改变时,其上的I o (在给定U i情况下的输出交流电流有效值) 基本不变。
应引入电流负反馈即接R F从e3到e1(4)希望各级静态工作点基本稳定接R F从c3到b1 或接R F从e3到e1(5)希望输出端接上负载电阻R L后,U o (在给定U i情况下的输出交流电压有效值) 基本不变。
应引入电压负反馈,接R F从c3到b1习题6-9 判断反馈极性和组态习题6-19 判断能否产生自激(a)产生自激振荡(b)不产生。
第六章二极管与晶体管6.1半导体导电和导体导电的主要差别有哪几点?答:半导体导电和导体导电的主要差别有三点,一是参与导电的载流子不同,半导体中有电子和空穴参与导电,而导体只有电子参与导电;二是导电能力不同,在相同温度下,导体的导电能力比半导体的导电能力强得多;三是导电能力随温度的变化不同,半导体的导电能力随温度升高而增强,而导体的导电能力随温度升高而降低,且在常温下变化很小。
6.2杂质半导体中的多数载流子和少数载流子是如何产生的?杂质半导体中少数载流子的浓度与本征半导体中载流子的浓度相比,哪个大?为什么?答:杂质半导体中的多数载流子主要是由杂质提供的,少数载流子是由本征激发产生的,由于掺杂后多数载流子与原本征激发的少数载流子的复合作用,杂质半导体中少数载流子的浓度要较本征半导体中载流子的浓度小一些。
6.3什么是二极管的死区电压?它是如何产生的?硅管和锗管的死区电压的典型值是多少?答:当加在二极管上的正向电压小于某一数值时,二极管电流非常小,只有当正向电压大于该数值后,电流随所加电压的增大而迅速增大,该电压称为二极管的死区电压,它是由二极管中PN的内电场引起的。
硅管和锗管的死区电压的典型值分别是0.7V和0.3V。
6.4为什么二极管的反向饱和电流与外加电压基本无关,而当环境温度升高时又显著增大?答:二极管的反向饱和电流是由半导体材料中少数载流子的浓度决定的,当反向电压超过零点几伏后,少数载流子全部参与了导电,此时增大反向电压,二极管电流基本不变;而当温度升高时,本征激发产生的少数载流子浓度会显著增大,二极管的反向饱和电流随之增大。
6.5怎样用万用表判断二极管的阳极和阴极以及管子的好坏。
答:万用表在二极管档时,红表笔接内部电池的正极,黑表笔接电池负极(模拟万用表相反),测量时,若万用表有读数,而当表笔反接时万用表无读数,则说明二极管是好的,万用表有读数时,与红表笔连接的一端是阳极;若万用表正接和反接时,均无读数或均有读数,则说明二极管已烧坏或已击穿。
第六章答案负反馈放大电路1.试通过反馈的组成框图说明反馈的概念和特点。
反馈:就是将电路的输出电压(或电流)的一部分(或全部),通过一定的电路元件(反馈网络),以一定的方式送回到输入端,以影响输入电压(或电流)的过程。
图反馈放大电路的组成框图反馈必须包括正向传输的基本放大电路部分和将输出信号反馈回输入端的反向传输部分形成的闭环回路,反馈体现了输出信号对输入信号的反作用。
其中x i为输入信号,x o为输出信号,x f为反馈信号,x id为输入信号与反馈信号进行比较求和后得到的净输入信号。
所以有:x id=x i-x f 或x id=x i+x f,前者使净输入量减小,称为负反馈;反者使净输入量增大,称为正反馈。
2.什么是正反馈、负反馈?如何判断放大电路的正、负反馈?负反馈:引入的反馈信号x f削弱了原来输入信号x i,使净输入信号x id减小,增益|A|下降。
负反馈多用于改善放大器的性能。
正反馈:引入的反馈信号x f加强了原来输入信号x i,使净输入信号x id增大,增益|A|上升。
正反馈多用于振荡电路。
判断正、负反馈常采用“瞬时极性法”。
瞬时极性法的思路是:先假定放大电路的输入信号在某一瞬间有一个正极性的变化,用符号“+”(或↑)表示,然后从输入到输出逐级标出放大电路各点的瞬时极性或有关支路电流的瞬时流向,再得到反馈信号的极性。
最后判断反馈信号是增强还是削弱了净输入信号,如果削弱,则是负反馈,反之则是正反馈。
3.什么是电流反馈、电压反馈?如何判断?它们的作用是什么?反馈信号的采样对象是输出电压,称为电压反馈。
反馈信号的采样对象是输出电压,称为电压反馈。
电压反馈和电流反馈的判断方法可以用“输出短路法”,即假设输出电压v o=0,即令输出端交流负载短路(R L=0),若反馈信号仍然存在,则说明反馈信号与输出电压无直接关系,证明是电流反馈,否则为电压反馈。
4.什么是串联反馈、并联反馈?如何判断?串联反馈:反馈信号是串接在输入回路中,与输入信号在输入回路以电压相加减形式决定净输入电压,即v id=v i-v f。
一、选择题第六章1-5 D B C B B6-10 A A A A A11-14 A A A C二、填空题1.桥式整流桥式整流滤波2.电感电容3.输出电压外特性4.频率电感体积5.正电压 126.负电压 127.电源的半个周期脉动较大桥式整流电路8.限流电阻9.0.0510.10三、判断题1-5 √×√√×6-10 √××四、简答题1.滤波电路的功能是什么?有几种滤波电路?滤波电路的功能是滤除整流电路输出电压的交流成分,保留其直流成分。
常见的滤波电路有电容滤波、电感滤波。
2.VD1、VD4 二极管正负极接反五、分析题1.2.图(a)VD导通,输出电压为输入正弦信号减去二极管的压降0.7V,依然为正弦波图形略图(b)VD导通,输出电压为恒定二极管的压降0.7V图形略3.(1)0V(2)3V(3)3V六、计算题1.已知负载电阻R L = 80 ,负载电压U O = 19 V。
今采用单相桥式整流电路,交流电源电压为 220 V。
试计算变压器付边电压U2、负载电流和二极管电流I D及最高反向电压U DRM。
解:(1)负载电流24.08019===L O R U I (A ) 每个二极管通过的平均电流12.021==O D I I (A ) 变压器二次侧电压的有效值为:1.219.0199.02===O U U (V ) 85.291.21222=⨯==U U DRM (V )2.有两只稳压管D Z1、D Z2,其稳定电压分别为8.5V 和6.5V ,其正向压降均为0.5V ,输入电压足够大。
现欲获得7V 、15V 和9V 的稳定输出电压U O ,试画出相应的并联型稳压电路。
解:对两个稳压管采用不同的联接方式就可得到7V 、15V 和9V 三个稳定的输出电压,电路如下图所示。
画对分别得分为3.有一直流电源,其输出电压为19V 、负载电阻为55Ω的直流负载,采用单相桥式整流电路(不带滤波器)供电。
第六章 放大电路中的反馈自测题一、(1)× (2)√ (3)× (4)√ 二、(1)B (2)C (3)A (4)D 三、(a )电流串联负反馈。
L31321f 32131 R R R R R R A R R R R R F u ⋅++≈++=(b )电压并联负反馈。
12f R R A u -≈ (c )电压串联负反馈。
1f≈u A (d )正反馈。
四、(1)应引入电压串联负反馈。
(2)。
,故因 190k 201f 1fΩ==+≈R R R A u五、因为f =105Hz 时,;,︒-==180dB 40lg 20'A ϕA 为使此时0lg 20<F A ,则需 210dB 40lg 20-<,即<-F F习题6.1 (1)B B (2)D (3)C (4)C (5)A B B A B6.2 (1)A (2)B (3)C (4)D (5)B (6)A 6.3 (1)× (2)× (3)√ (4)×6.4 (a )直流负反馈 (b )交、直流正反馈 (c )直流负反馈 (d )、(e )、(f )、(g )、(h )均引入交、直流负反馈 6.5 (a )交、直流负反馈 (b )交、直流负反馈 (c )R S 引入交、直流负反馈,C 2引入交流正反馈。
(d )、(e )、(f )均引入交、直流负反馈。
(g )R 3和R 7引入直流负反馈,R 4引入交、直流负反馈。
6.6 (d )电流并联负反馈 1of ==I I F (e )电压串联负反馈 211of R R R U U F +==(f )电压串联负反馈 1of ==U U F(g )电压串联负反馈 211o f R R R U U F +==(h )电压串联负反馈 311of R R R U U F +==6.7 (a )电压并联负反馈 R U I F 1o f -== (b )电压并联负反馈 4o f 1R U I F -== (e )电流并联负反馈 212of R R R I I F +==(f )电压串联负反馈 411of R R R U U F +==(g )电流串联负反馈 94292of R R R R R I U F ++-==6.813fo io f 12f o i o f fo io f 12f o i o f 1L1f L o 1i L o i o f 1 (h)1 (g)1 (f)1 (e) (d)R R UU U U A R R U U U U A UU U U A R R U U U U A R R R I R I R I R I U U A u u u u u +=≈=+=≈==≈=+=≈==≈≈= 6.992L 87942fL 87o i o f 14fo io f s L 21s f L 4o i o sf ))(()( (g)1 (f))1()( (e)R R R R R R R R U R R R I U U A R R UU U U A R R R R R I R R I U U A u u u ∥∥-∥∥∥++=≈=+=≈=⋅+=≈=6.10(d )输入电阻减小,输出电阻增大。
第6章习题答案1. 概念题:(1)由运放组成的负反馈电路一般都引入深度负反馈,电路均可利用虚短路和虚断路的概念来求解其运算关系。
(2)反相比例运算电路的输入阻抗小,同相比例运算电路的输入阻抗大,但会引入了共模干扰。
(3)如果要用单个运放实现:A u=-10的放大电路,应选用 A 运算电路;将正弦波信号移相+90O,应选用 D 运算电路;对正弦波信号进行二倍频,应选用 F 运算电路;将某信号叠加上一个直流量,应选用 E 运算电路;将方波信号转换成三角波信号,应选用 C 运算电路;将方波电压转换成尖顶波信号,应选用 D 运算电路。
A. 反相比例B. 同相比例C. 积分D. 微分E. 加法F. 乘方(4)已知输入信号幅值为1mV,频率为10kHz~12kHz,信号中有较大的干扰,应设置前置放大电路及带通滤波电路进行预处理。
(5)在隔离放大器的输入端和输出端之间加100V的电压会击穿放大器吗?(不会)加1000V的交流电压呢?(不会)(6)有源滤波器适合于电源滤波吗?(不适用)这是因为有源滤波器不能通过太大的电流或太高的电压。
(7)正弦波发生电路中,输出端的晶体管一定工作在放大区吗?(一定)矩形波发生电路中,输出端的晶体管一定工作在放大区吗?(不一定)(8)作为比较器应用的运放,运放一般都工作在非线性区,施密特比较器中引入了正反馈,和基本比较器相比,施密特比较器有速度快和抗干扰性强的特点。
(9)正弦波发生电路的平衡条件与放大器自激的平衡条件不同,是因为反馈耦合端的极性不同,RC正弦波振荡器频率不可能太高,其原因是在高频时晶体管元件的结电容会起作用。
(10)非正弦波发生器离不开比较器和延时两个环节。
(11)当信号频率等于石英晶体的串联谐振或并联谐振频率时,石英晶体呈阻性;当信号频率在石英晶体的串联谐振频率和并联谐振频率之间时,石英晶体呈感性;其余情况下石英晶体呈容性。
(12)若需要1MHz以下的正弦波信号,一般可用 RC 振荡电路;若需要更高频率的正弦波,就要用 LC 振荡电路;若要求频率稳定度很高,则可用石英晶体振荡电路。
题6.1判断图6-23所示各电路中的反馈支路是正反馈还是负反馈。
如是负反馈,说明是何种反馈类型。
-++++-i U o U CCV VT 1VT 2b1R b2R cR e11R e12R e2R fR 1C 2C 3C eC +-+++-i U oU CCV VT 11C 2C e1R +VT 2b21R b22R c2R e2R eC 4C 3C fR ++b11R b12R c1R -+++-i U oU +V 12CCV VT 1VT 2Ω39k Ωk 12ΩM 1Ωk 220Ωk 9.3(a ) (b ) (c )图6-21解:(1)电压并联负反馈;(2)电压串联正反馈;(3)电压串联负反馈题6.2 用理想集成运放组成的两个反馈电路如图6-22所示,请回答:1.电路中的反馈是正反馈还是负反馈?是交流反馈还是直流反馈? 2.若是负反馈,其类型怎样?电压放大倍数又是多少?∞AoU iU -+-+L R 3R 2R 1R ∞AiU -+-+Ωk 30Ωk 5.7Ωk 10图6-22解:1.反馈类型分别是电压串联交直流负反馈,电流并联负反馈; 2.放大倍数分别为4、2LR R -题6.3判断图6-23中各电路所引反馈的极性及反馈的组态。
∞AoU iU -+-+L R 2R 1R oI ∞AoU iU -+-+LR 3R 2R oI 4R 1R ∞AoU i U -+-+LR 4R 2R 5R 1R 3R(a ) (b ) (c )图6-23解:(1)电流串联负反馈;(2)电流并联负反馈;(3)电压并联负反馈 题6.4判断图6-24所示电路的交流反馈类型。
A1R F R 'R u I u O +_+_∞图6-24解:电压并联负反馈题6.5判断图所示电路所有交流反馈类型(电路为多级时只考虑级间反馈)。
(a) (b)(c) (d)图6-25解:(a)电压串联负反馈;(b)电压串联负反馈;(c)电流并联负反馈;(d)电压并联负反馈题6.6 电路如图6-26所示图6-261.指出反馈支路与反馈类型;2.按深度负反馈估算中频电压放大倍数iouf u u A =解:1.电压串联交流负反馈; 2. 121e uf e R R A R +=题6.7 图6-27中的A 1,A 2为理想的集成运放,问:1)第一级与第二级在反馈接法上分别是什么极性和组态? 2)从输出端引回到输入端的级间反馈是什么极性和组态? 3)电压放大倍数?o1o =U U ?io =U U4)输入电阻r if =?++-++-u iu oA1A 2uo 14R 5R 1R 3R 2R 2R r if图6-27解:(1)第一级电压并联负反馈、第二级电压并联负反馈 (2)电压串联负反馈 (3)3141,1o o o i u u R u u R =-=+ (4)iif iu r i =31411(1)i i i o i R u u u u R i R R -+-==14342i if i u R R r i R R ==+ 题6.8 电路如图所示。
第6章习题答案1. 概念题:(1)由运放组成的负反馈电路一般都引入深度负反馈,电路均可利用虚短路和虚断路的概念来求解其运算关系。
(2)反相比例运算电路的输入阻抗小,同相比例运算电路的输入阻抗大,但会引入了共模干扰。
(3)如果要用单个运放实现:A u=-10的放大电路,应选用 A 运算电路;将正弦波信号移相+90O,应选用 D 运算电路;对正弦波信号进行二倍频,应选用 F 运算电路;将某信号叠加上一个直流量,应选用 E 运算电路;将方波信号转换成三角波信号,应选用 C 运算电路;将方波电压转换成尖顶波信号,应选用 D 运算电路。
A. 反相比例B. 同相比例C. 积分D. 微分E. 加法F. 乘方(4)已知输入信号幅值为1mV,频率为10kHz~12kHz,信号中有较大的干扰,应设置前置放大电路及带通滤波电路进行预处理。
(5)在隔离放大器的输入端和输出端之间加100V的电压会击穿放大器吗?(不会)加1000V的交流电压呢?(不会)(6)有源滤波器适合于电源滤波吗?(不适用)这是因为有源滤波器不能通过太大的电流或太高的电压。
(7)正弦波发生电路中,输出端的晶体管一定工作在放大区吗?(一定)矩形波发生电路中,输出端的晶体管一定工作在放大区吗?(不一定)(8)作为比较器应用的运放,运放一般都工作在非线性区,施密特比较器中引入了正反馈,和基本比较器相比,施密特比较器有速度快和抗干扰性强的特点。
(9)正弦波发生电路的平衡条件与放大器自激的平衡条件不同,是因为反馈耦合端的极性不同,RC正弦波振荡器频率不可能太高,其原因是在高频时晶体管元件的结电容会起作用。
(10)非正弦波发生器离不开比较器和延时两个环节。
(11)当信号频率等于石英晶体的串联谐振或并联谐振频率时,石英晶体呈阻性;当信号频率在石英晶体的串联谐振频率和并联谐振频率之间时,石英晶体呈感性;其余情况下石英晶体呈容性。
(12)若需要1MHz以下的正弦波信号,一般可用 RC 振荡电路;若需要更高频率的正弦波,就要用 LC 振荡电路;若要求频率稳定度很高,则可用石英晶体振荡电路。
模电第6章负反馈答案(总11页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--习题6.1 试判断题图所示各电路的级间反馈类型和反馈极性。
解: 电路(a)为串联电压负反馈。
电路(b)为串联电压负反馈。
电路(c) V 1与V 3间为电压串联负反馈。
电路(d)为电压由V 3的射极经R 6至V 1的射极组成了电压串联负反馈。
U i(a)CC(b)U CC题图6.2 试判别所示各电路的反馈类型和反馈极性。
解:电路(a)为电压并联负反馈。
电路(b):经A 2、R 2组成电压并联正反馈电路;经R 3组成电压并联负反馈电路。
6.3 一电压串联负反馈放大器,其基本放大器的电压增益A u =100,反馈网络的反馈系数B u =。
由于温度变化,A u 增大到120,试求负反馈放大电路的电压增益变化率ufuf A A ∆。
解:%54.1)1(1≈∆++•∆=∆vv v v v vf vf B A A A A A A 或%8.111≈+•∆=∆vv v v vfvfB A A A A A 6.7 某放大器的放大倍数A(j ω)为U iU o(a) U i题图61011000ωωj)j (A +=若引入F=的负反馈,试问: (1)开环中频放大倍数A I f H = (2)闭环中频放大倍数A If =f Hf =()MHz..f FA f ..FA A A )(kHz.f )dB (A )(H I Hf I I If H H I 751211021591119901000010110001221592102601000136=⨯⨯=+==⨯+=+=====ππω解:6.8 电路如题图(a)和(b)所示。
试问:(1) 反馈电路的连接是否合理为发挥反馈效果,两个电路对R S 有何要求 (2) 当信号源内阻变化时,哪个电路的输出电压稳定性好哪个电路源电压增益的稳定性能力强(3) 当负载R L 变化时,哪个电路输出电压稳定性好哪个电路源电压增益稳定能力强解:(1)图(a):第一级是电流串联负反馈,第二级是电压并联负反馈,第一级对第二级相当于恒流源激励,对第二级是合理的;对第一级要求恒压源激励,以使电流串联负反馈起作用,即R S 越小越好。
【6-1】在图6.11.1所示的电路中,A 均为理想运算放大器,其中的图(e)电路,已知运放的最大输出电压大于U Z ,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。
AR2RA∞R 2R FR 1u I +_u O +_u I +_u O +_(a) (b)(c) (d) (e)图6.11.1题6-1电路图解:图(a ):u O =-2u I ; 图(b ): 2O I 12R u u R R =⋅+;图(c ):u O =-u I +2u I =u I ; 图(d ):I1I2O 121()d u u u t C R R =-+⎰;图(e ): 2O Z O 23,R u U u R R =++ 故得2O 3(1)Z R u U R =+。
【6-2】电路如图6.11.2(a)所示。
1. 写出电路的名称。
2. 若输入信号波形如图(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. 对电路进行仿真,验证计算结果。
u i t (s)10-101234(V)图6.11.2 题6-2电路图解:1. 带限幅的反相比例放大电路;2. 当| u I |≤1V 时,电路增益A uf =-5;当| u I |≥1V 时,| u O |被限制在5V 。
波形如图4-3。
u I t /s10-101234/Vu O t 5-5/V0.1 1.92.1/s图4-3【6-3】在图6.11.3所示的增益可调的反相比例运算电路中,已知R 1=R w =10kΩ、R 2=20kΩ、U I =1V ,设A 为理想运放,其输出电压最大值为±12V ,求:1. 当电位器R w 的滑动端上移到顶部极限位置时,U o = 2. 当电位器R w 的滑动端处在中间位置时,U o = 3. 电路的输入电阻R i =图6.11.3 题6-3电路图解:1. 2o o1I 12V R U U U R ==-⋅=- 2. o o124V U U ==-3. r i =R 1=10k Ω。
第六章二极管与晶体管6.1半导体导电和导体导电的主要差别有哪几点?答:半导体导电和导体导电的主要差别有三点,一是参与导电的载流子不同,半导体中有电子和空穴参与导电,而导体只有电子参与导电;二是导电能力不同,在相同温度下,导体的导电能力比半导体的导电能力强得多;三是导电能力随温度的变化不同,半导体的导电能力随温度升高而增强,而导体的导电能力随温度升高而降低,且在常温下变化很小。
6.2杂质半导体中的多数载流子和少数载流子是如何产生的?杂质半导体中少数载流子的浓度与本征半导体中载流子的浓度相比,哪个大?为什么?答:杂质半导体中的多数载流子主要是由杂质提供的,少数载流子是由本征激发产生的,由于掺杂后多数载流子与原本征激发的少数载流子的复合作用,杂质半导体中少数载流子的浓度要较本征半导体中载流子的浓度小一些。
6.3什么是二极管的死区电压?它是如何产生的?硅管和锗管的死区电压的典型值是多少?答:当加在二极管上的正向电压小于某一数值时,二极管电流非常小,只有当正向电压大于该数值后,电流随所加电压的增大而迅速增大,该电压称为二极管的死区电压,它是由二极管中PN的内电场引起的。
硅管和锗管的死区电压的典型值分别是0.7V和0.3V。
6.4为什么二极管的反向饱和电流与外加电压基本无关,而当环境温度升高时又显著增大?答:二极管的反向饱和电流是由半导体材料中少数载流子的浓度决定的,当反向电压超过零点几伏后,少数载流子全部参与了导电,此时增大反向电压,二极管电流基本不变;而当温度升高时,本征激发产生的少数载流子浓度会显著增大,二极管的反向饱和电流随之增大。
6.5怎样用万用表判断二极管的阳极和阴极以及管子的好坏。
答:万用表在二极管档时,红表笔接内部电池的正极,黑表笔接电池负极(模拟万用表相反),测量时,若万用表有读数,而当表笔反接时万用表无读数,则说明二极管是好的,万用表有读数时,与红表笔连接的一端是阳极;若万用表正接和反接时,均无读数或均有读数,则说明二极管已烧坏或已击穿。
第六章习题一、填空选择1、理想运算放大器的开环放大倍数Au为无穷大,输入电阻Ri为无穷大,输出电阻为Ro为零。
2、集成运算放大器有两个工作区间,分别为线性区和非线性区。
3、理想运放工作在线性区的条件下,有两个重要特性是虚断和虚短。
4、单值电压比较器有 1 个门限电压,迟滞电压比较器有 2 个门限电压。
5、电压传输特性如图6.1所示,参考电压是__-2______V,输出电压是___ 10_____V;输入信号加在____反相____输入端。
图题6.1二、选择1、工作在线性区的运算放大器应置于(a)状态。
a深度负反馈 b 开环 c正反馈2、工作在非线性区的运算放大器具有(a)的特点a虚断 b 虚短 c 虚断和虚短3、下列关于迟滞电压比较器的说法,不正确的是(b)a 迟滞电压比较器有两个门限电压b 构成迟滞电压比较器的集成运算放大电路工作在线性区c 迟滞电压比较器一定外加正反馈d 迟滞电压比较器的输出电压只有两种可能4、能将矩形波转变成三角波的电路是(c )a 比例运算电路b 微分运算电路c 积分运算电路d 加法电路 5、工作在开环状态下的电压比较器,其输出电压Uo 的大小由(c )决定。
a 运放的开环放大倍数 b 外电路参数 c 运放的工作电源 三、分析与计算题1、电路 如题图6.1所示 ,集 成运放 输出电压 的最大幅 值为 ±14 V ,输出电压与输入电压的关系式 。
图题6.1c c(a )引入的是负反馈,所以运放工作在线性区间。
ii 110U U RR u f O ==(b ) 引入的是负反馈,所以运放工作在线性区间。
i i 211U U RR R u fo =+=2、试求图题6.2各电路的输出电压与输入电压的关系式。
R 2U iU U i2U i3U i4(a ) (b )图题6.2解:(a)根据虚断特性 i 434U R R R u +=+,o 211U R R R u +=-根据虚短特性-+=u u ,所以i 43412o )1(U R R R R R U ++= (b)当0i4i3==U U 时,电路转换为反相输入求和电路,输出)(i223i113o12U R RU R R U +-= 当0i2i1==U U 时,电路转换为同相输入求和电路,输出)////////)(//1(i464564i365465213o34U R R R R R U R R R R R R R R U ++++=根据线性叠加原理,总输出为o34o12o U U U +=3、求如图题6.3所示电路中u o 与u i 的关系。
第六章 习题与答案6.1判断题(1)直流电源是一种将正弦信号转换为直流信号的波形变换电路。
( ╳ )(2)直流电源是一种能量转换电路,它将交流能量转换为直流能量。
( √ )(3)在变压器二次电压和负载电阻相同的情况下,桥式整流电路的输出电流是半波整流电路输出电流的2倍。
( √ )(4)若U 2为电源变压器二次电压的有效值,则半波整流电容滤波电路和全波整流电容滤波2。
( √ )(5)当输入电压U i 和负载电流I L 变化时,稳压电路的输出电压是绝对不变的。
( ╳ )(6)一般情况下,开关型稳压电路比线性稳压电路效率高。
( √ )(7)整流电路可以将正弦电压变成脉动的直流电压。
( √ )(8)电容滤波电路适用于小负载电流,而电感滤波电路适用于大负载电流。
( √ )(9)在单相桥式整流电容滤波电路中,若有一只整流管断开,输出电压平均值变为原来的一半。
( ╳ )(10)因为串联型稳压电路中引入了深度负反馈,因此可能产生自激振荡。
( ╳ )(11)线性直流电源中的调整管工作在放大状态,开关型直流电源中的调整管工作在开关状态。
( √ )6.2单相桥式整流电路如图6-64所示,已知2u t ω=,L 52R C T =。
图6-64 单相桥式整流电路 (1)估算输出电压U o 大小并标出电容C 上的电压极性。
(2)L R →∞时,计算U o 的大小。
(3)滤波电容C 开路时,计算U o 的大小。
(4)二极管VD 1开路时,计算U o 的大小;如果VD 1短路,将产生什么后果?(5)如VD 1~VD 4中有一个极性接反,将产生什么后果?解:(1)U o =1.2 U 2=1.2╳25=30V C 的极性是上+下—(2)U o 2≈1.414╳25=35.35V(3)U o =0.9 U 2=0.9╳25=22.5V(4)二极管VD 1开路时:U o = U 2=25=25V如果VD 1短路,VD 4将被烧坏。
第6章习题解答6-1 设运放为理想器件。
在下列几种情况下,他们分别属于哪种类型的滤波电路(低通、高通、带通、带阻)?并定性画出其幅频特性。
(1)理想情况下,当0f =和f →∞时的电压增益相等,且不为零; (2)直流电压增益就是它的通带电压增益;(3)理想情况下,当f →∞时的电压增益就是它的通带电压增益; (4)在0f =和f →∞时,电压增益都等于零。
答:(1)带阻 (2)低通 (3)高通 (4)带通6-2 在下列各种情况下,应分别采用哪种类型(低通、高通、带通、带阻)的滤波电路。
(1)希望抑制50Hz 交流电源的干扰; (2)希望抑制500Hz 以下的信号; (3)有用信号频率低于500Hz ; (4)有用信号频率为500 Hz 。
答:(1)带阻 (2)高通 (3)低通 (4)带通6-3 设A 为理想运放,试推导出图P6-3所示电路的电压放大倍数,并说明这是一种什么类型的滤波电路。
答:o V Li11111j1j j V R A f V R CRCfωω∙∙∙====+-- , 有源一阶高通滤波电路6-4 设A 为理想运放,试推导出图P6-4所示电路的电压放大倍数,并说明这是一种什么类型的滤波电路。
答:o V iH111j 1jV A f RCV f ω∙∙∙===++,有源一阶低通滤波电路V i.R图P6-3 图P6-46-5 已知图P6-3和图P6-4所示电路的通带截止频率分别为100Hz 和100KHz 。
试用它们构成一个带通滤波器。
并画出幅频特性。
答:将两个电路串联可构成带通滤波器,其v 111A ∙=⨯=,0dB ,L 100Hz f =,H 100kHz f =,可画出带通滤波电路的幅频特性。
6-6 电路如图6.1.10所示,要求H 1kHz,C=0.1μF f =,等效品质因数1Q =,试求该电路中的各电阻阻值约为多少。
答:36H 1115.9k 22100.0110R f C ππ-===Ω⨯⨯⨯,因为013Q A =-0132A Q =-= 故f0112R A R =+=,所以f 1R R =,为使运放两输入端电阻对称,应有f 1//2 3.18k R R R =≈Ω,所以1R =f 6.36k R =Ω。
题6-1说明存在哪些反馈支路,判断反馈极性;直流反馈或交流反馈.若为交流反馈,分析
反馈的组态.
(a) (b)
(c) R F →级间交直流 电流 并联 负反馈, R e1→交直流 电流 串联 负反馈
• R e2 、 C e →直流 电流 串联 负反馈
(d) R F →级间交流 电压 并联 负反馈, R e1→交直流 电流串联负反馈
(e) R F →级间交直流 电压 串联 负反馈, R e3→交直流 电流串联负反馈
(f) R b 、 C 3 →级间交流 电压 并联 正反馈, R e →交直流 电压 串联负反馈
习题6-2 判断反馈极性和组态
(a) 电压并联正反馈
(b) R F1电压并联负反馈 R F2 电压串联正反馈
(c) 电压并联负反馈
(d) 电流串联负反馈
(e) 电压串联负反馈
(f) 电流并联负反馈
习题6-5:满足深度负反馈条件,估算电压放大倍数
(C) 电压并联负反馈 (d) 电流串联负反馈
(e)21R R A F uuf += (f)
e
e F C uu
f R R R R R A 1)(+=
习题6-13:按要求引入适当的反馈。
(1)提高从b1端看进去的输入电阻
应引入级间串联负反馈,即接R F从e3到e1
(2)减小输出电阻
应引入电压负反馈,即接R F从c3到b1
(3)R c3改变时,其上的I o (在给定U i情况下的输出交流电流有效值) 基本不变。
应引入电流负反馈
即接R F从e3到e1
(4)希望各级静态工作点基本稳定
接R F从c3到b1 或接R F从e3到e1
(5)希望输出端接上负载电阻R L后,U o (在给定U i情况下的输出交流电压有效值) 基本不变。
应引入电压负反馈,接R F从c3到b1
习题6-9 判断反馈极性和组态
习题6-19 判断能否产生自激
(a)产生自激振荡(b)不产生。