【精品】模拟电子技术基础学习指导与习题解答谢红主编第六章思考题与习题解答
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第六章 放大电路中的反馈自测题一、在括号内填入“√”或“×”,表明下列说法是否正确。
(1)若放大电路的放大倍数为负,则引入的反馈一定是负反馈。
( ) (2)负反馈放大电路的放大倍数与组成它的基本放大电路的放大倍数量纲相同。
( )(3)若放大电路引入负反馈,则负载电阻变化时,输出电压基本不变。
( ) (4)阻容耦合放大电路的耦合电容、旁路电容越多,引入负反馈后,越容易产生低频振荡。
( )解:(1)× (2)√ (3)× (4)√二、已知交流负反馈有四种组态:A .电压串联负反馈B .电压并联负反馈C .电流串联负反馈D .电流并联负反馈 选择合适的答案填入下列空格内,只填入A 、B 、C 或D 。
(1)欲得到电流-电压转换电路,应在放大电路中引入 ; (2)欲将电压信号转换成与之成比例的电流信号,应在放大电路中引入 ;(3)欲减小电路从信号源索取的电流,增大带负载能力,应在放大电路中引入 ;(4)欲从信号源获得更大的电流,并稳定输出电流,应在放大电路中引入 。
解:(1)B (2)C (3)A (4)D三、判断图T6.3所示各电路中是否引入了反馈;若引入了反馈,则判断是正反馈还是负反馈;若引入了交流负反馈,则判断是哪种组态的负反馈,并求出反馈系数和深度负反馈条件下的电压放大倍数f u A 或f s u A 。
设图中所有电容对交流信号均可视为短路。
图T 6.3解:图(a )所示电路中引入了电流串联负反馈。
反馈系数和深度负反馈条件下的电压放大倍数fu A 分别为 L31321f 32131 R R R R R R A R R R R R Fu ⋅++≈++= 式中R L 为电流表的等效电阻。
图(b )所示电路中引入了电压并联负反馈。
反馈系数和深度负反馈条件下的电压放大倍数fu A 分别为 12f 2 1R R A R F u -≈-= 图(c )所示电路中引入了电压串联负反馈。
第一章思考题与习题解答1-1 名词解释半导体、载流子、空穴、自由电子、本征半导体、杂质半导体、N型半导体、P型半导体、PN结。
解半导体——导电能力介乎于导体与绝缘体之间的一种物质。
例如硅(Si)和锗(Ge),这两种半导体材料经常用来做晶体管。
载流子——运载电流的粒子。
在导体中的载流子就是自由电子;半导体中的载流子有两种,就是自由电子与空穴,它们都能参加导电。
空穴——硅和锗均为共价键结构,属于四价元素。
最外层的四个电子与相邻原子最外层电子组成四个共价键,每一个共价键上均有两个价电子运动。
当环境温度升高(加热或光照)时,价电子获得能量摆脱原子核与共价键对它的束缚进入自由空间成为自由电子,在原来的位置上就出现一个空位,称为空穴。
空穴带正电,具有吸引相邻电子的能力,参加导电时只能沿着共价键作依次递补式的运动。
自由电子——位于自由空间,带负电,参加导电时,在自由空间作自由飞翔式的运动,这种载流子称为自由电子。
本征半导体——不掺任何杂质的半导体,也就是指纯净的半导体,称为本征半导体。
杂质半导体——掺入杂质的半导体称为杂质半导体。
N型半导体——在本征硅(或锗)中掺入微量五价元素(如磷P),就形成含有大量电子的N型杂质半导体,又称电子型杂质半导体,简称N型半导体。
P型半导体——在本征硅(或锗)中掺入微量的三价元素(如硼B),就形成含大量空穴的P型杂质半导体,又称空穴型杂质半导体,简称P型半导体。
PN结——将一块P型半导体与一块N型半导体放在一起,通过一定的工艺将它们有机地结合起来,在其交界面上形成一个结,称为PN结。
1-3 选择填空(只填a、b…以下类同)(1)在PN结不加外部电压时,扩散电流漂移电流。
(a.大于,b.小于,c.等于)(2)当PN结外加正向电压时,扩散电流漂移电流。
(a1.大于,b1.小于,c1.等于)此时耗尽层。
(a2.变宽,b2.变窄,c2.不变)(3)当PN结外加反向电压时,扩散电流漂移电流。
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。
模拟电子技术基础学习指导与习题解答(谢红主编)第六章思考题与习题解答————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:2第六章思考题与习题解答6-1 要满足下列要求,应引入何种反馈?(1)稳定静态工作点;(2)稳定输出电压;(3)稳定输出电流;(4)提高输入电阻;(5)降低输入电阻;(6)降低输出电阻、减小放大电路对信号源的影响;(7)提高输出电阻、提高输入电阻。
目的复习引入反馈的原则。
解(1)欲稳定静态工作点应引入直流负反馈,因为静态工作点是个直流问题。
(2)稳定输出电压应引入电压负反馈。
输出电压是交流参量,电压负反馈属于交流反馈组态。
在四种交流负反馈组态中,电压串联负反馈和电压并联负反馈均能达到稳定输出电压的目的。
(3)稳定输出电流应引入电流负反馈。
输出电流也是交流参量,在四种组态中,引电流串联负反馈或电流并联负反馈均可。
(4)提高输入电阻应引入串联负反馈,如电压串联负反馈或者电流串联负反馈。
(5)降低输入电阻应引入并联负反馈,如电压并联负反馈或者电流并联负反馈。
(6)降低输出电阻、减小放大电路对信号源的影响是一个减小输出电阻并提高输入电阻的问题,应引入电压串联负反馈。
(7)输入、输出电阻均提高应引入电流串联负反馈。
6-2 负反馈放大电路为什么会产生自激振荡?产生自激振荡的条件是什么?解在负反馈放大电路中,如果把负反馈引的过深会将负反馈变成正反馈,于是自激振荡就产生了。
产生自激振荡的条件是AF=-1幅度条件AF=1相位条件arg AF=±(2n+1)π,n为整数∆=±180°或者附加相移φ6-3 判断下列说法是否正确,用√或×号表示在括号内。
(1)一个放大电路只要接成负反馈,就一定能改善性能。
( )(2)接入反馈后与未接反馈时相比,净输入量减小的为负反馈。
( )(3)直流负反馈是指只在放大直流信号时才有的反馈;( )交流负反馈是指交流通路中存在的负反馈。
第1章绪论1.1 教学要求本章是模拟电子技术课程教学的开篇,旨在让学生对这门课程的发展历程、课程内容、特点和学习方法进行了解,以唤醒学生的学习兴趣,激发学生的学习欲望。
1.2 基本概念1. 信号及其分类信号是携带信息的载体,可以分为模拟信号和数字信号两大类。
模拟信号是指在时间上和幅度上均具有连续性的信号,从宏观上看,我们周围的大多数物理量都是时间连续、数值连续的变量,如压力、温度及转速等。
这些变量通过相应的传感器都可转换为模拟信号。
数字信号是指幅度随时间不连续变化的、离散的信号,如电报码和用电平的高与低表示的二值逻辑信号等。
2. 电子线路及其分类用于产生、传输和处理模拟信号的电子电路称为模拟电路,如放大电路、滤波电路、电压/电流变换电路等,典型设备有收音机、电视机、扩音机等;用于产生、传输和处理数字信号的电子电路称为数字电路,典型设备是电子计算机等。
模拟电路和数字电路统称为电子线路。
目前,模拟电路和数字电路的结合越来越广泛,在技术上正趋向于把模拟信号数字化,以获取更好的效果,如数码相机、数码电视机等。
3. 电子技术及其分类电子技术是研究电子器件、电子电路和电子系统及其应用的科学技术,可分为模拟电子技术和数字电子技术。
研究模拟电路的电子技术就是模拟电子技术,研究数字电路的电子技术就是数字电子技术。
4. 电子管电子管就是一个特殊的灯泡,不过除灯丝以外,还有几个“极”,里面的灯丝与极都有连线与各自的管脚相连。
最简单的电子管是二极管,它有两个极(阴极和阳极,有的灯丝还兼作阴极),其中,阴极有发射电子的作用,阳极有接收电子的作用。
二极管具有单向导电的特性,可用作整流和检波。
在二极管的基础上增加一个栅极就成了电子三极管,栅极能控制电流,栅极上很小的电流变化,都会引起阳极很大的电流变化,所以,电子三极管有放大作用。
5. 晶体管和集成电路1) 晶体管通俗地说,晶体管是半导体做的固体电子元件。
像金、银、铜、铁等金属,它们导电性能好,叫做导体。
第六章思考题与习题解答6-1 要满足下列要求,应引入何种反馈?(1)稳定静态工作点;(2)稳定输出电压;(3)稳定输出电流;(4)提高输入电阻;(5)降低输入电阻;(6)降低输出电阻、减小放大电路对信号源的影响;(7)提高输出电阻、提高输入电阻。
目的复习引入反馈的原则。
解(1)欲稳定静态工作点应引入直流负反馈,因为静态工作点是个直流问题。
(2)稳定输出电压应引入电压负反馈。
输出电压是交流参量,电压负反馈属于交流反馈组态。
在四种交流负反馈组态中,电压串联负反馈和电压并联负反馈均能达到稳定输出电压的目的。
(3)稳定输出电流应引入电流负反馈。
输出电流也是交流参量,在四种组态中,引电流串联负反馈或电流并联负反馈均可。
(4)提高输入电阻应引入串联负反馈,如电压串联负反馈或者电流串联负反馈。
(5)降低输入电阻应引入并联负反馈,如电压并联负反馈或者电流并联负反馈。
(6)降低输出电阻、减小放大电路对信号源的影响是一个减小输出电阻并提高输入电阻的问题,应引入电压串联负反馈。
(7)输入、输出电阻均提高应引入电流串联负反馈。
6-2 负反馈放大电路为什么会产生自激振荡?产生自激振荡的条件是什么?解在负反馈放大电路中,如果把负反馈引的过深会将负反馈变成正反馈,于是自激振荡就产生了。
产生自激振荡的条件是幅度条件相位条件arg AF=±(2n+1)π,n为整数∆=±180°或者附加相移φ6-3 判断下列说法是否正确,用√或×号表示在括号内。
(1)一个放大电路只要接成负反馈,就一定能改善性能。
( )(2)接入反馈后与未接反馈时相比,净输入量减小的为负反馈。
( )(3)直流负反馈是指只在放大直流信号时才有的反馈;( )交流负反馈是指交流通路中存在的负反馈。
( )。
(4)既然深度负反馈能稳定放大倍数,那么电路所用各个元件都不必选用性能稳定的。
( )(5)反馈量越大,则表示反馈越强。
( )(6)因为放大倍数A越大,引入负反馈后反馈越强,所以反馈通路跨过的级数越多越好。
题6.1判断图6-23所示各电路中的反应支路是正反应还是负反应。
如是负反应,说明是何种反应类型。
o CC+of〔a 〕 〔b 〕 〔c 〕图6-21解:〔1〕电压并联负反应;〔2〕电压串联正反应;〔3〕电压串联负反应题6.2 用理想集成运放组成的两个反应电路如图6-22所示,请答复:1.电路中的反应是正反应还是负反应?是交流反应还是直流反应? 2.假设是负反应,其类型怎样?电压放大倍数又是多少?-+-+图6-22解:1.反应类型分别是电压串联交直流负反应,电流并联负反应; 2.放大倍数分别为4、2LR R -题6.3判断图6-23中各电路所引反应的极性及反应的组态。
o〔a 〕 〔b 〕 〔c 〕图6-23解:〔1〕电流串联负反应;〔2〕电流并联负反应;〔3〕电压并联负反应 题6.4判断图6-24所示电路的交流反应类型。
A1R F R 'R u Iu O+_+_∞图6-24解:电压并联负反应题6.5判断图所示电路所有交流反应类型〔电路为多级时只考虑级间反应〕。
(a) (b)(c) (d)图6-25解:〔a〕电压串联负反应;〔b〕电压串联负反应;〔c〕电流并联负反应;〔d〕电压并联负反应题6.6 电路如图6-26所示图6-261.指出反应支路与反应类型;2.按深度负反应估算中频电压放大倍数iouf u u A = 解:1.电压串联交流负反应; 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应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应是什么极性和组态? 3〕电压放大倍数?o1o =U U ?io =U U4)输入电阻r if =?u u o1r图6-27解:〔1〕第一级电压并联负反应、第二级电压并联负反应 〔2〕电压串联负反应 〔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 电路如下图。
《模拟电⼦技术基础》典型习题解答《模拟电⼦技术基础》典型习题解答模拟电⼦技术基础习题与解答1章绪论1.2.1在某放⼤电路输⼊端测量到输⼊正弦信号电流和电压的峰-峰值分别为5A µ和5 mV 。
输出端接2k Ω电阻负载,测量到正弦电压信号峰-峰值为1V 。
试计算该放⼤电路的电压增益V A 、电流增益IA 、功率增益P A ,并分别换算成dB 数表⽰。
解:(1)电压增益20010513=?==-iO V V V A )(46200lg 20)(dB dB A V ==∴(2)电流增益 100105102/1/63=??===-iLO iO I I R V I I A )(40100lg 20)(dB dB A I ==∴(3)功率增益20000=?=I V P A A A )(43102lg 104dB A P =?=∴1.2.4 某放⼤器输⼊电阻,10Ω=k R i 如果⽤A µ1电流源驱动,放⼤电路短路输出电流为10,mA 开路输出电压为10V 。
求放⼤电路接Ωk 4负载电阻时的电压增益V A 、电流增益I A 、功率增益P A ,并分别转换成dB 数表⽰。
解:Ω=?==-k I V R OsOO O 11010103100010101064=?===-ii OO iOO VO I R V V V A)(62106.1lg 10)(106.12000800)(662000lg 20)(200010)14(101010101010)(58800lg 20)(80010)14(1041066334463333dB dB A A A A dB dB A R R R A I I A I I A dB dB A R R R A V V A P I V P V LO O ISiO V iOS IS V OL L VOiO V =?=?=?=====?+?=+===?=====?+??=+==∴--功率增益电流增益⽽电压增益第⼀章半导体器件的基础知识1.2 电路如图P1.2(a )所⽰,其输⼊电压u I1和u I2的波形如图(b )所⽰,⼆极管导通电压U D =0.7V 。
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。
第1章绪论1.1 教学要求本章是模拟电子技术课程教学的开篇,旨在让学生对这门课程的发展历程、课程内容、特点和学习方法进行了解,以唤醒学生的学习兴趣,激发学生的学习欲望。
1.2 基本概念1. 信号及其分类信号是携带信息的载体,可以分为模拟信号和数字信号两大类。
模拟信号是指在时间上和幅度上均具有连续性的信号,从宏观上看,我们周围的大多数物理量都是时间连续、数值连续的变量,如压力、温度及转速等。
这些变量通过相应的传感器都可转换为模拟信号。
数字信号是指幅度随时间不连续变化的、离散的信号,如电报码和用电平的高与低表示的二值逻辑信号等。
2. 电子线路及其分类用于产生、传输和处理模拟信号的电子电路称为模拟电路,如放大电路、滤波电路、电压/电流变换电路等,典型设备有收音机、电视机、扩音机等;用于产生、传输和处理数字信号的电子电路称为数字电路,典型设备是电子计算机等。
模拟电路和数字电路统称为电子线路。
目前,模拟电路和数字电路的结合越来越广泛,在技术上正趋向于把模拟信号数字化,以获取更好的效果,如数码相机、数码电视机等。
3. 电子技术及其分类电子技术是研究电子器件、电子电路和电子系统及其应用的科学技术,可分为模拟电子技术和数字电子技术。
研究模拟电路的电子技术就是模拟电子技术,研究数字电路的电子技术就是数字电子技术。
4. 电子管电子管就是一个特殊的灯泡,不过除灯丝以外,还有几个“极”,里面的灯丝与极都有连线与各自的管脚相连。
最简单的电子管是二极管,它有两个极(阴极和阳极,有的灯丝还兼作阴极),其中,阴极有发射电子的作用,阳极有接收电子的作用。
二极管具有单向导电的特性,可用作整流和检波。
在二极管的基础上增加一个栅极就成了电子三极管,栅极能控制电流,栅极上很小的电流变化,都会引起阳极很大的电流变化,所以,电子三极管有放大作用。
5. 晶体管和集成电路1) 晶体管通俗地说,晶体管是半导体做的固体电子元件。
像金、银、铜、铁等金属,它们导电性能好,叫做导体。
第六章习题与思考题◆◆习题6-1在图P6-1所示的的各放大电路中,试说明存在哪些反馈支路,并判断哪些是负反馈,哪些是正反馈;哪些是直流反馈,哪些是交流反馈。
如为交流反馈,试分析反馈的组态。
假设各电路中电容的容抗可以忽略。
◆◆习题6-3 在图P6-1所示的各电路中,试说明哪些反馈能够稳定输出电压,哪些能够稳定输出电流,哪些能够提高输入电阻,哪些能够降低输出电阻。
解:(a) ① R e1引入第一级的交直流负反馈,其中交流电流串联负反馈可稳定本级的工作电流,提高输入电阻,直流负反馈可稳定本级的静态工作点;② R e2和Ce也引入第一级的直流负反馈,可稳定本级的静态工作点;③ R e3引入第二级的交直流负反馈,交流电压串联负反馈可稳定输出电压,提高本级的输入电阻,降低输出电阻,而直流负反馈可稳定本级的静态工作点;④ R F和C F引入级间(整体)交流电压串联正反馈,故总体来说不能稳定输出电压或输出电流。
(b) ① R e1引入第一级的交直流负反馈,其中交流电流串联负反馈可稳定本级的工作电流,提高输入电阻,直流负反馈可稳定本级的静态工作点;② R e2和Ce引入第二级的直流负反馈,可稳定本级的静态工作点;③ R e3引入第三级的交直流负反馈,交流电流串联负反馈可稳定输出电流,提高本级的输入电阻,提高输出电阻,而直流负反馈可稳定本级的静态工作点;④ R F引入级间(整体)交直流负反馈,其中交流电流串联负反馈可稳定输出电流,提高输出电阻,提高输入电阻,而直流负反馈可稳定各级静态工作点。
(c) ① R e1引入第二级的交直流负反馈,其中交流电流串联负反馈可稳定本级的工作电流,提高本级输入电阻,提高输出电阻,而直流负反馈可稳定本级的静态工作点;② R e2和Ce引入第二级的直流负反馈,可稳定本级的静态工作点;③ R F引入级间(整体)交直流负反馈,其中交流电流并联负反馈可稳定输出电流,提高输出电阻,降低输入电阻,而直流负反馈可稳定各级静态工作点。
M i9习 题 66.1 确定图中晶体管其它两个电流的值β=200Iβ=100β=120(a)(b)(c)图6.1 习题6.1图(a) I C =βI B =200×0.125=25(mA) I E =I B +I C =25.125(mA) (b) I B =I E /(1+β)=5/(1+100)=49.5(μA) I C =I E -I B =4.95(mA) (c) I B =I C /β=3/120=25(μA) I E =I B +I C =3.025(mA)6.2 测得放大电路中的晶体三极管3个电极①、②、③的电流大小和方向如图6.1所示,试判断晶体管的类型(NPN或PNP ),说明①、②、③中哪个是基极b 、发射极e 、集电极c ,求出电流放大系数β。
图6.2 习题6.2图(a) ①-c ②-b ③-e PNP β=1.2/0.03=40 (b) ①-b ②-e ③-c NPN β=1.5/0.01=1506.3 有两只工作于放大状态的晶体管,它们两个管脚的电流大小和实际流向如图6.3所示。
求另一管脚的电流大小,判断管子是NPN 型还是PNP 型,三个管脚各是什么电极;并求它们的β值。
①② ③(a)①② ③(b)图6.3 习题6.3图(a) ①-c ②-e ③-b NPN I E =I B +I C =4+0.1=4.1(mA) β=4/0.1=40 (b) ①-e ②-c ③-b NPN I C =I E -I B =5.1-0.1=5(mA) β=5/0.1=506.4 试判断图6.4所示电路中开关S 放在1、2、3哪个位置时的I B 最大;放在哪个位置时的I B 最小,为什么?+V CC图6.4 习题6.4图在①时,发射极相当于一个二级管导通,此时I B 就等于此导通电流。
在②时,三极管相当于两个并联的二极管,此时I B 等于两个二级管导通电流之和,所以此时的电流最大。
第六章思考题与习题解答6-1 要满足下列要求,应引入何种反馈?(1) 稳定静态工作点;(2) 稳定输出电压;(3) 稳定输出电流;(4) 提高输入电阻;(5) 降低输入电阻;(6) 降低输出电阻、减小放大电路对信号源的影响;(7) 提高输出电阻、提高输入电阻。
目的复习引入反馈的原则。
解(1)欲稳定静态工作点应引入直流负反馈,因为静态工作点是个直流问题。
(2) 稳定输出电压应引入电压负反馈。
输出电压是交流参量,电压负反馈属于交流反馈组态。
在四种交流负反馈组态中,电压串联负反馈和电压并联负反馈均能达到稳定输出电压的目的。
(3) 稳定输出电流应引入电流负反馈。
输出电流也是交流参量,在四种组态中,引电流串联负反馈或电流并联负反馈均可。
(4) 提高输入电阻应引入串联负反馈,如电压串联负反馈或者电流串联负反馈。
(5) 降低输入电阻应引入并联负反馈,如电压并联负反馈或者电流并联负反馈。
(6) 降低输出电阻、减小放大电路对信号源的影响是一个减小输出电阻并提高输入电阻的问题,应引入电压串联负反馈。
(7) 输入、输出电阻均提高应引入电流串联负反馈。
6-2 负反馈放大电路为什么会产生自激振荡?产生自激振荡的条件是什么?解在负反馈放大电路中,如果把负反馈引的过深会将负反馈变成正反馈,于是自激振荡就产生了。
产生自激振荡的条件是AF 1幅度条件AF 1相位条件arg AF=± (2n+1)π ,n 为整数或者附加相移=± 180°6-3 判断下列说法是否正确,用√或×号表示在括号内。
(1) 一个放大电路只要接成负反馈,就一定能改善性能。
( )(2) 接入反馈后与未接反馈时相比,净输入量减小的为负反馈。
( )(3) 直流负反馈是指只在放大直流信号时才有的反馈;( )交流负反馈是指交流通路中存在的负反馈。
( ) 。
(4) 既然深度负反馈能稳定放大倍数,那么电路所用各个元件都不必选用性能稳定的。
第六章思考题与习题解答6—1要满足下列要求,应引入何种反馈?(1)稳定静态工作点;(2)稳定输出电压;(3)稳定输出电流;(4)提高输入电阻;(5)降低输入电阻;(6)降低输出电阻、减小放大电路对信号源的影响;(7)提高输出电阻、提高输入电阻。
目的复习引入反馈的原则。
解(1)欲稳定静态工作点应引入直流负反馈,因为静态工作点是个直流问题。
(2)稳定输出电压应引入电压负反馈。
输出电压是交流参量,电压负反馈属于交流反馈组态。
在四种交流负反馈组态中,电压串联负反馈和电压并联负反馈均能达到稳定输出电压的目的。
(3)稳定输出电流应引入电流负反馈。
输出电流也是交流参量,在四种组态中,引电流串联负反馈或电流并联负反馈均可.(4)提高输入电阻应引入串联负反馈,如电压串联负反馈或者电流串联负反馈。
(5)降低输入电阻应引入并联负反馈,如电压并联负反馈或者电流并联负反馈。
(6)降低输出电阻、减小放大电路对信号源的影响是一个减小输出电阻并提高输入电阻的问题,应引入电压串联负反馈。
(7)输入、输出电阻均提高应引入电流串联负反馈。
6—2负反馈放大电路为什么会产生自激振荡?产生自激振荡的条件是什么?解在负反馈放大电路中,如果把负反馈引的过深会将负反馈变成正反馈,于是自激振荡就产生了.产生自激振荡的条件是1AF=-幅度条件AF=相位条件arg AF=±(2n+1)π,n为整数1或者附加相移φ∆=±180°6—3判断下列说法是否正确,用√或×号表示在括号内。
(1)一个放大电路只要接成负反馈,就一定能改善性能。
()(2)接入反馈后与未接反馈时相比,净输入量减小的为负反馈.()(3)直流负反馈是指只在放大直流信号时才有的反馈;()交流负反馈是指交流通路中存在的负反馈.().(4)既然深度负反馈能稳定放大倍数,那么电路所用各个元件都不必选用性能稳定的。
()(5)反馈量越大,则表示反馈越强。
()(6)因为放大倍数A越大,引入负反馈后反馈越强,所以反馈通路跨过的级数越多越好。
()(7)负反馈放大电路只要在某一频率变成正反馈,就一定会产生自激振荡.()(8)对于一个负反馈放大电路,反馈系数F越大,越容易产生自激振荡。
()目的澄清基本概念.解(1)×.直流负反馈只能稳定静态工作点,不能改善交流性能.(2)√。
(3)×,√。
直流负反馈是指反馈量为直流量,而与信号的直、交流性质无关,因此前种说法不对。
(4)×。
(5)√。
(6)×.由式f 1A A AF=+可知,f A 与A 的变化基本无关,如当A 增加时,分子、分母同时增加,f A 基本不变。
(7)×。
还要看幅度条件是否满足,若f A <1就自激不起来.(8)√。
6-4从反馈效果看,为什么说串联负反馈电路信号源内阻S R 愈小愈好,而并联负反馈电路中S R 愈大愈好?解对于串联负反馈有be i f U U U =-。
当i U 恒定时,反馈信号电压f U 的变化全部反映在净输入电压be U 上,才能充分地体现出反馈作用。
S R 愈小,信号源愈近似于恒压源(理想恒压源内阻S R =0),反馈作用体现得愈明显。
对于并联负反馈有i i f I I I '=-。
当i I 恒定时,f I 的变化可全部反映在净输入电流i I '上,才能充分地体现出反馈作用。
S R 愈大,信号源愈接近恒流源(理想恒流源内阻S R =∞),反馈作用体现得愈明显。
6-5分析下列各电路中的反馈,是正反馈还是负反馈?是直流反馈还是交流反馈?图题6—5目的分析反馈。
解图(a)反馈元件是L R 与3R ,直、交流反馈兼有,交流反馈组态是电流并联负反馈。
用瞬时极性法判别负反馈(见图中的+、-号)。
图(b)反馈元件是R ,交、直流负反馈均有。
交流反馈组态为电压串联负反馈,瞬时极性法见图中的+、-号。
图(c)中,反馈元件是12R R 、、2C 。
从Uo 至反相端之间的短路线中,既有交流反馈,也有直流反馈,经2C 隔直后,2R 上只有交流反馈而没有直流反馈。
电路中有两种反馈,正反馈与负反馈。
负反馈:设i o U U U -↑−−−−→↑−−−→↑相同输入短路线i U ↓←−−−−−−差模输入或见图中的+、-号表示。
正反馈:设i o U U U -↑−−−−→↑−−−→↑相同输入短路线1 2i f C R U U ↑←−−−−−−−↑不相反 图(d)中,反馈支路是由2R 、3R 、4R 构成的T 型网络(或称星型网络)。
直、交流负反馈都有,瞬时极性见图中的+、-号表示。
交流反馈组态为电压并联负反馈。
图(e)中的反馈比较复杂,只看基本放大电路A1:2R 与A2构成A1的反馈支路,直、交流反馈兼有,交流反馈组态是电压并联负反馈。
A2本身也带有反馈,反馈支路是短路线,它的输入信号是o U ,A2是由运放组成的电压跟随器(见第七章),属于深度的电压串联负反馈。
图(f )中的反馈更复杂,对于基放A1来说,有两个反馈通路:一是3R ,构成交流电压并联负反馈,同时也兼有直流负反馈;二是2R 与A2构成交流电压并联正反馈,也有直流负反馈.作为反馈支路的A2来说,它本身也带有反馈,其反馈元件是2R 、3R ,构成交流电压并联负反馈,同时也有直流负反馈,各点的瞬时极性见图中的+、-号表示.6—6分析说明图题6-5中,哪些电路能够稳定输出电压或电流?哪些电路能提高或降低输入电阻?判断各电路的交流负反馈组态。
解凡是电压负反馈均能稳定输出电压,如图题6-5中的图(b)、(c )、(d)、(e )、(f)中的负反馈;凡是电流负反馈均能稳定输出电流,如图(a )。
凡是串联负反馈均能提高输入电阻,如图(b )、(c)中的负反馈;凡是并联负反馈均能降低输入电阻,如图(a)、(d )、(e)、(f )中的R3支路。
交流负反馈组态已在题6-5的答案中.6—7电路如图题6—5(a )、(b )、(d )、(e )所示,计算深度负反馈条件下各电路的电压放大倍数。
目的计算深度负反馈条件下放大电路的闭环增益。
解图(a),因为反馈组态是电流并联负反馈,采用深度负反馈的特点进行计算比较方便. i f I I ≈运放是反相输入,有虚地概念,即0U -≈,3R 中无电流,L I 的方向由上而下,f I 方向由左向右,二者方向相反。
因此o f L L U I I R =-=-而i i 2U I R = 则o i 2LU U R R ≈- 整理后得o L f i 2u U R A U R ==- 图(b)是电压跟随器,属于电压串联负反馈,用两种方法均能很快地计算出来。
法一:用近似公式o f i 1U A U F=≈: f o U U =,f oU F U ==1 则f 1A F≈=1 法二:用深度负反馈特点f i U U ≈计算:o o f i fu U U A U U =≈=1 图(d ),先作Y —-△变换:由于运放是反相输入,有虚地0U -≈,将a R 短路。
c R 接于oU与地之间,相当于负载,运放的带载能力很强,近似于恒压源,因此c R 对放大倍数无影响。
只有b R 有用,相当于反相比例中的F R ,它与2R 、3R 、4R 的关系可由以下公式确定:23344223F b 2344R R R R R R R R R R R R R R ++===++本题的交流反馈组态为电压并联负反馈,采用深度负反馈特点计算较方便。
i f I I ≈即o i L 1U U R R -≈整理得 2323o F 4f i 11u R R R R U R R A U R R ++-===图(e),将电压跟随器A2的放大倍数视为1,相当于短路线,反馈支路只剩下2R ,属于电压并联负反馈,采用深度负反馈特点计算方便。
i f I I ≈即o i 12U U R R ≈-整理得 o 2f i 1u U R A U R ==-6-8电路如图题6—8所示,要求同题6—5. ※※6-9试判断图题6—8中各电路的交流负反馈组态,并写出深度负反馈条件下的电压放大倍数、反馈信号、反馈系数的表达式。
图题6—8目的计算深度负反馈条件下的闭环增益。
说明图题6-8中三个负反馈放大电路是由运放和分立元件电路互相搭配组成的。
将题6-8与6-9两题合起来做.解图(a)是由同相输入运放与共集电路构成的两级基本放大电路,又引入级间负反馈。
反馈元件是1R 与2R ,构成电压串联负反馈.反馈信号应该是1R 两端的压降,极性为上正下负。
反馈信号电压1f o o o 121111011R U U U U R R ===++反馈系数 f 1o 1210.09110U R F U R R ===≈++放大倍数 o 2f i 111u U R A U F R =≈=+=11 或者o o f i fu U U A U U =≈=11 图(b)是由带恒流源单入—双出的差放与运放A 相搭配构成两级基本放大电路,再引入级间负反馈。
反馈元件是1R 与2R ,构成电压串联负反馈。
反馈信号为1R 上的压降,上正下负。
1f o 12R U U R R =+f 1o 12U R F U R R ==+ o 2f i 111u U R A U F R =≈=+图(c)是由反相输入运放与分立元件构成的OCL 功放共同组成两级基本放大电路,再引入级间负反馈构成的负反馈放大电路.反馈支路由2R 组成,属于电压并联负反馈组态。
反馈信号以电流形式出现,即流过2R 上的电流为f I ,方向由左向右。
o o i f 22U U U I I R R --≈=≈-(0)U -≈f o 21I F U R ==- o o o f if i i 1if f 1(0)()u U U U A r U I R r I R ==≈→+o 2o 112U R U R R R ==-- ※6—10试判断图题6-10各电路的交流负反馈组态,写出反馈系数F 和深度负反馈条件下的电压放大倍数表达式。
目的熟练判别交流反馈组态及计算深度负反馈条件下的闭环电压增益。
图题6—10说明本题三个电路均由分立元件构成,要能熟练地分析与计算它们.解图(a)基本放大电路由两级共射电路组成,引入级间负反馈,支路F R 属于电流并联负反馈.用深度负反馈特点计算:i f I I ≈视be10U ≈,F e2//R R ,用分流比公式求f I :e2e2e2o f e2o e2F e2F e2F L()R R R U I I I R R R R R R R =-=='+++L c2L //R R R '= S S i if S if S (0)U U I r R r R =≈→+因此 S e2o S e2F LU R U R R R R ='+整理得 o e2F L Sf S e2Su U R R R A U R R '+==图(b )电路的基本放大电路由两级构成,第一级是由NPN 差动对管组成的单入—单出(反相端输出)的长尾电路;第二级由PNP 管组成的单管共射放大电路。