浙江大学模电答案
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浙江大学模拟电子技术基础期末考试试卷本试卷共10 题一、判断下列说法是否正确,凡对者打“√”,错者打“×”(本大题分2小题,每小题5分,共10分)1.试判断下列说法是否正确,正确的在括号中画“√”,否则画“×”。
1)一个理想对称的差分放大电路,只能放大差模输入信号,不能放大共模输入信号。
( )2)共模信号都是直流信号,差模信号都是交流信号。
( )3)对于长尾式差分放大电路,不论是单端输入还是双端输入,在差模交流通路中,发射极电阻Re 一概可视为短路。
( )4)在长尾式差分放大电路单端输入情况时,只要发射极电阻Re 足够大,则Re 可视为开路。
( )5)带有理想电流源的差分放大电路,只要工作在线性范围内,不论是双端输出还是单端输出,其输出电压值均与两个输入端电压的差值成正比,而与两个输入端电压本身的大小无关。
( )2.试判断下列说法是否正确,正确的在括号中画“ ? ”,否则画“×”。
1)负反馈放大电路不可能产生自激振荡。
( )2)正反馈放大电路有可能产生自激振荡。
( )3)满足自激振荡条件的反馈放大电路,就一定能产生正弦波振荡。
( )4)对于正弦波振荡电路,只要满足相位平衡条件,就有可能产生正弦波振荡。
( )5)对于正弦波振荡电路,只要满足自激振荡的平衡条件,就有可能自行起振。
( )二、选择正确答案填入空白内,只需填入 A 、B 、C 、D(本大题6分)在图示电路中,已知变压器副边电压有效值U2=20V ,变压器内阻和二极管导通电压均可忽略不计,R<<RL(R为电感线圈电阻),uD波形如图所示,选择填空:1 .输出电压平均值UO约为( );A.28VB.24VC.18V2 .整流电路中二极管的导通角( );A.大于B.约等于C.比小得多3 .当负载电阻减小时,输出的纹波电压幅值将( )。
A.增大B.不变C.减小三、解答下列各题(本大题10分)图示电路中,A1~A5都是理想运放。
第二篇第5章习题题2.5.1在图题2.5.1所示电路中,设电容C =1μF ,R b =100k Ω,r be =1k Ω,R c =2k Ω,β=100,R s =0。
(1)求电路的下限频率f L ;(2)当信号源频率下降到下限频率f L 时,电压放大倍数为多少?输出电压与信号源电压的相位差为多少?图题2.5.1解:(1)下限频率是由放大电路中的耦合电容和射极旁路电容引起的,该电路中只有输入回路的耦合电容器,所以只要]求该电容器两端的等效电阻后,就能求得下限频率f L 。
Hz 159101021)//((212163=××≈+==−πππC R r R C R f S be b i L (2)当信号源频率下降到下限频率f L 时,电压放大倍数为中频区的0.707倍(即-3dB),20012100−=×−=β−=be c vm r R A ̇∴140707.0−==vmvL A A ̇̇在低频段,输出电压是超前输入信号频率的,而在下限频率点上,正也超前+45O。
所以,输出电压与输入电压的相位差为-180°+45°=-135°题2.5.2某放大电路电压放大倍数的频率特性表达式为()()kHz 50/1Hz 10/1)Hz 10/(100jf jf jf A v ++−=̇画出其波特图,求其下限截止频率f L 和上限截止频率f H 。
解:这是一个全频段的频率特性复数表达式,从该式就能确定上、下限频率。
也可以画出幅频特性和相频特性后求出上、下限频率。
其波特图如下。
所以有,f L =10Hz ,f H =50kHz 。
题2.5.3某放大电路电压放大倍数高频段的频率特性表达式为()()MHz 1/1kHz 100/1100jf jf A v ++−=̇画出其波特图,求其上限截止频率f H 的近似值。
解:因为该复数表达式有两个转折频率点,所以采用近似的渐近线画出的波特图为:根据上、下限频率定义,有上限截止频率f H ≈100kHz 。
第二篇 第3章习题题2.3.1 某集成运放的一个偏置电路如图题2.3.1所示,设T 1、T 2管的参数完全相同。
问:(1) T 1、T 2和R REF 组成什么电路?(2) I C2与I REF 有什么关系?写出I C2的表达式。
图题2.3.1解:(1) T 1、T 2和R 2组成基本镜像电流源电路。
(2) I C2与参考电流I REF 相同,REFBECC REF C R V V I I -==2题2.3.2 在图题2.3.2所示的差分放大电路中,已知晶体管的β =80,r be =2 k Ω。
(1) 求输入电阻R i 和输出电阻R o ;(2) 求差模电压放大倍数vdA 。
图题 2.3.2解:(1) 该电路是双端输入双端输出电路,所以差模输入电阻:1.4)05.02(2)(2=+⨯=+=e be i R r R k Ω差模输出电阻为:R o =2R c =10 k Ω(2) 差模电压放大倍数为:6605.0812580)1(-=⨯+⨯-=β++β-=ebe cvdR r R A题2.3.3 在图题2.3.3所示的差动放大电路中,设T 1、T 2管特性对称,β1=β2=100,V BE =0.7V ,且r bb ′=200Ω,其余参数如图中所示。
(1) 计算T 1、T 2管的静态电流I CQ 和静态电压V CEQ ,若将R c1短路,其它参数不变,则T 1、T 2管的静态电流和电压如何变化?(2) 计算差模输入电阻R id 。
当从单端(c 2)输出时的差模电压放大倍数2d A =?; (3) 当两输入端加入共模信号时,求共模电压放大倍数2c A 和共模抑制比K CMR ; (4) 当v I1=105 mV ,v I2=95 mV 时,问v C2相对于静态值变化了多少?e 点电位v E 变化了多少?图题2.3.3解:(1) 求静态工作点:mA56.0102101/107122)1/(1=⨯+-=+β+-=eb BE EE CQ R R V V IV7.07.01010056.01-≈-⨯-=--=BE b BQ E V R I VV1.77.01056.012=+⨯-=--=E c CQ CC CEQ V R I V V若将R c1短路,则mA56.021==Q C Q C I I (不变)V7.127.0121=+=-=E CC Q CE V V VV1.77.01056.0122=+⨯-=--=E c CQ CC Q CE V R I V V (不变)(2) 计算差模输入电阻和差模电压放大倍数:Ω=⨯+=β++=k 9.456.026101200)1('EQT bb be I V r rΩ=+⨯=+=k 8.29)9.410(2)(2be b id r R R5.338.2910100)(22=⨯=+β=be b c d r R R A(3) 求共模电压放大倍数和共模抑制比:5.0201019.410101002)1(2-=⨯++⨯-=β+++β-=ebe b cc R r R R A675.05.3322===c d CMRA A K (即36.5dB ) (4) 当v I1=105 mV ,v I2=95 mV 时,mV 109510521=-=-=I I Id v v v mV100295105221=+=+=I I Ic v v vmV 285100)5.0(105.33222=⨯-+⨯=⋅+⋅=∆Icc Id d O v A v A v 所以,V O2相对于静态值增加了285 mV 。
第一篇 第2章习题题 1.2.1 有二个晶体管,一个200=β,A I CEO μ200=;另一个50=β,A I CEO μ10=,其余参数大致相同。
你认为应选用哪个管子较稳定?解: 选β=50,I CEO =10μA 的管子较稳定。
穿透电流大,电流放大系数也大的管子稳定性较差。
题 1.2.2 有甲、乙两个三极管一时辨认不出型号,但可从电路中测出它们的三个未知电极X 、Y 、Z 对地电压分别为:甲管V V X 9=,V V Y 6=,V V Z 7.6=;乙管V V X 9-=,V V Y 6-=,V V Z 2.6-=。
试分析三个电极中,哪个是发射极、基极和集电极?它们分别是NPN 型还是PNP 型,是锗管还是硅管? 解: 甲管为NPN 型硅管,其中X 为C 极,Y 为E 极,Z 为B 极; 乙管为PNP 型锗管,其中X 为C 极,Y 为E 极,Z 为B 极。
题1.2.3 从图题1.2.3所示各三极管电极上测得的对地电压数据中,分析各管的类型和电路中所处的工作状态。
(1)是锗管还是硅管? (2)是NPN 型还是PNP 型?(3)是处于放大、截止或饱和状态中的哪一种?或是已经损坏?(指出哪个结已坏,是烧断还是短路?)[提示:注意在放大区,硅管V V V V E B BE 7.0≈-=,锗管V V BE 3.0≈,且V V V V E C CE 7.0>-=;而处于饱和区时,V V CE 7.0≤。
]图题1.2.3解:该题中的锗管还是硅管,看V BE 是0.7V 还是0.3V ,0.7V 是硅管,0.3V 左右是锗管,也可以看第二个英文字母,如果第二个字母是D 、C 则通常为硅管,如果第二个字母是A 、则为锗管。
第三个英文是高频管还是低频管,还是开关管或是大功率管。
(G 是高频管、K 是开关管、X 是低频管、D 是大功率管),据此有:(a) NPN 硅管,工作在饱和状态; (b) PNP 锗管,工作在放大状态; (c) PNP 锗管,管子的b-e 结已开路; (d) NPN 硅管,工作在放大状态; (e) PNP 锗管,工作在截止状态; (f) PNP 锗管,工作在放大状态; (g) NPN 硅管,工作在放大状态; (h) PNP 硅管,工作在临界饱和状态。
模电实验填空题:1.饱和失真截止失真判断饱和失真;通过示波器在输出端观察,会出现底部削平的波形,一般原因通常都是,静态工作点设置的太高,需要增大Rb或者减小Rc截止失真;通过示波器在输出端观察,会出现顶部削平的波形,一般原因通常都是,静态工作点设置的太低,需要增大基极电源VBB2.Vsin各个参数及AC,DC的意义及作用范围VOFF偏置电压VAMPL峰值电压FREQ频率AC DC3.实物三极管的三个引脚分别对应三极管bce哪端。
4.信号发生器的同步输出端输出的是什么类型波用于输出矩形脉冲简答题:1.如何测量二极管导通电阻黑正红负2.“AUTO”触发和“NORM”触发的区别,并举一例其应用AUTO档:此档会自动侦测出触发源讯号的峰对峰值(Peak-to-Peak),并将Trigger Level的可调范围限制在此数值内。
换句话说,拨到P-P AUTO档,不管Trigger Level 如何调整,示波器都可以触发到该讯号,而Trigger Level最高可调到触发源的波峰值,最低可调到波谷值。
NORM档:使用此档时,需要使用者手调Trigger Level,直到Trigger Level落入波形范围内,示波器才会触发显示波形。
此时Trigger Level的可调范围相当於示波器萤光幕范围。
①在“自动”方式下,当“电平”旋钮置于触发范围之外或无触发信号时,触发电路自动发生扫描。
但当扫描频率低于50 Hz时,将停止扫描(此时应采用“常态”触发)。
②②在“常态”方式下,从直流到各种频率的信号都能触发,但无触发信号时扫描将停止。
3.如何测量共射放大电路的最大不失真输出电压在输出端加接额定负载(8Ω功率电阻),逐渐增大输入信号,用示波器同时观察输入、输出信号,当输出波形刚好不出现失真时,用交流毫伏表测出输出电压。
此时的输入电压就是最大输入灵敏度Vimax4.如何仿真三极管输出端的伏安特性曲线添加IC(Q1)V(Q1:c)5.在比例或积分放大电路中,若输入端为0,输出端不为0(远大于0),原因是什么(至少两个)及解决方法直流信号无法完全消除。
第二篇第2章习题题2.2.1对于放大电路的性能指标,回答下列问题:(1)已知某放大电路第一级的电压增益为40dB ,第二级为20dB ,总的电压增益为多少dB ?(2)某放大电路在负载开路时输出电压为4V ,接入Ωk 3的负载电阻后输出电压降为3V ,则该放大电路的输出电阻为多少?(3)为了测量某CE 放大电路的输出电阻,是否可以用万用表的电阻档直接去测输出端对地的电阻?解:(1)总电压增益的分贝是二级放放大器分贝数相加,即60dB 。
(2)接入3KΩ电阻后,在内阻上产生了1V 的压降。
所以有430×+=R R R L L 1310=×=L R R KΩ。
(3)不可以用万用表的电阻档直接去测输出端对地的电阻。
题2.2.2有一CE 放大电路如图题2.2.2所示。
试回答下列问题:(1)写出该电路电压放大倍数v A ̇、输入电阻i R 和输出电阻oR 的表达式。
(2)若换用β值较小的三极管,则静态工作点BQ I 、CEQ V 将如何变化?电压放大倍数v A ̇、输入电阻i R 和输出电阻oR 将如何变化?(3)若该电路在室温下工作正常,但将它放入60˚C 的恒温箱中,发现输出波形失真,且幅度增大,这时电路产生了饱和失真还是截止失真?其主要原因是什么?图题2.2.2解:(1)这是一个典型的共射放大电路,其电压放大倍数的表达式为:beL C v r R R A //β−=̇;输入电阻:b be i R r R //=;输出电阻:C o R R ≈(2)当晶体三极管的β值变小时,基极电流不变,但集电极电流变小,V CEQ 变大;be r 电阻变大(EQT bb be I V r r )1('β++=),所以电压放大倍数下降;输入电阻增加;输出电阻不变。
(3)该失真是饱和失真,因为T 上升后,集电极电流增加,集电极和发射极之间电压下降即工作点上移(向饱和方向),因此在同样的输入信号下,输出信号将首先出现饱和失真。
第三章 三极管放大电路基础习题解答3.1 对于典型的晶体管,其β值范围一般为150~50,试求其对应的α值范围。
解:因为ββα+=1,当β值范围为150~50,α值的范围为0.98~0.993。
3.2 如果两个晶体管的参数α分别为0.99和0.98,则两个晶体管的β分别为多少?若其集电极的电流为mA 10,则对应的基极电流分别为多少? 解:因为ααβ-=1,C B I I β1=。
当99.0=α时,100=β,mA I B 1.0=;当98.0=α时,50=β,mA I B 2.0=。
3.3 对于一个晶体管,若其基极电流为A μ5.7,集电极电流为A μ940,试问晶体管的β和α分别为多少? 解:33.1255.7940===B C I I β, 992.033.125133.1251=+=+=ββα 3.4 对于一个PNP 型晶体管,当集电极电流为mA 1,其发射结电压V v EB 8.0=。
试问,当集电极电流分别为mA 10、A 5时,对应的发射结电压EB v 分别为多少? 解:因为TBEV V S C eI I =,则有⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=S C T BE I I V V ln ,因此有⎪⎪⎭⎫⎝⎛=S C T BE I I V V 11ln 。
所以有⎪⎪⎭⎫⎝⎛=-C C T BE BE I I V V V 11ln若令mA I C 101=时,V I I V V V C C T BE BE 06.0110ln 26ln 11=⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-,则V V V BE BE 86.006.08.006.01=+=+=若令A I C 51=时,V I I V V V C C T BE BE 22.015000ln 26ln 11=⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-,则V V V BE BE 02.122.08.022.01=+=+=。
3.5 在图P3.5所示的电路中,假设晶体管工作在放大模式,并且晶体管的β为无限大,试确定各图中所对应标注的电压、电流值。
(a)(b)(c)6(d)V 2-8V图P3.5解:因为晶体管的β为无限大,则有0=B I ,E C I I =。
(a) mA I 1107.07.101=-=,(b) ()mA I I E C 51105=---==,V I V E 28.2122-=⋅-=(c) ()mA I I I E C 121083=---===,VV 14=(d) mA V V I EE CC 965.0207.010*******.05=-+=+--=,V I V 35.0101056=⋅-=3.6 晶体管电路如图P3.6所示,试确定各晶体管的β值。
(a) +9V(b)(c)图P3.6解:(a ) A K V I B μ104303.4==,mA KVI C 122==,100101===A mA I I B C μβ。
(b ) mA K I B 1.0203.23.4=-=,mA VI E 102303.2==,mA I I I B E C 9.91.010=-=-=,991.09.9===mAmA I I B C β。
(c ) mA KI E 11910=-=,V K I V E C 11=⨯=,mA K V I C B 0487.01503.8=-=, mA I I I B E C 913.0=-=,53.190487.09513.0===mAmAI I B C β。
3.7 假设晶体管的厄尔利电压为V V A 200=。
当晶体管的集电极电流分别为mA 1、A μ100时,则晶体管的输出电阻o r 分别为多少? 解:因为CA o I V r =,当mA I C 1=时,Ω=K r o 200;当A I C μ100=时,Ω=M r o 23.8 对于一个晶体管,当集电极电流为A μ10时,对应的输出电阻o r 为ΩM 10,则其厄尔利电压为多少?如果集电极电流变为mA 10时,此时晶体管的输出电阻为多少?解:V r I V o C A 1001010101066=⨯⨯⨯==-,当集电极电流变为mA 10时,晶体管的输出电阻变为Ω===K mAI V r CA o 1010100。
3.9 在图P3.9所示的电路中,假设晶体管的β无限大,且V V BE 7.0=。
当B V 分别等于V 3、V 1、V 0时,试求对应的E V 和C V 电压。
CE图P3.9解:当V V B 3=时,假设晶体管工作在放大状态,则有V V V V BE B E 3.27.03=-=-=,mA KV I I EE C 3.21===,V K I V C C 7.619=⨯-=,()V V V V V V sat CE E C CE 3.04.4=>=-=,假设正确。
当V V B 1=时,假设晶体管工作在放大状态,则有V V V V BE B E 3.07.01=-=-=,mA KV I I EE C 3.01===,V K I V C C 7.819=⨯-=, ()V V V V V V sat CE E C CE 3.04.8=>=-=,假设正确当V V B 0=时,因其小于V V BE 7.0=,晶体管工作在截止状态,则有,0===B E C I I I ,V K I V C C 919=⨯-=,V V E 0=3.10 在图P3.9所示的电路中,假设晶体管的β无限大。
试求晶体管仍然工作在放大模式时的最大值B V 。
解:BE B E V V V -=,KV I I EE C 1==,BE E C C V V K I V +-=⨯-=919。
为了保证晶体管仍然工作在放大模式时,要求B C V V ≥,则有V V B 85.4≤,其最大值为4.85V 。
3.11在图P3.11所示的电路中,假设晶体管的β无限大,且V V BE 7.0=。
试确定各图中标注的电压、电流值。
2(a)(b)(c)Ω+10V8(d)V 35719V 10图P3.11解:因为晶体管的β无限大,且V V BE 7.0=,则0=B I(a)V V B 0=,V V V V BE B 7.07.001-=-=-=,V V 4.323.3102=⨯-= (b)V V V BE E 7.02-=-=,()mA K V I E 98.17.43.97.41024==--=,V V 47.398.13.3103=⨯-=(c)VV 06=,VV V V EB 7.07.0067=+=+=,mA V I E 98.17.41073=-=,V K I V E 47.3103.335-=-⨯=(d)()V V 5.2103001801801030018030010=-⨯++⨯+=,V V V V EB 2.37.05.2108=+=+=mA KV I E 18.61084=-=,V K I V E 0101049=-⨯=3.12 一个PNP 型的晶体管电路如图P3.12所示。
晶体管的50=β,V V C 5=,试确定电阻CR 的值。
此时当晶体管的β变化为100=β时,试问电路的工作情况发生了什么变化?解:VV V EB B 3.97.01010=-=-=A KV I BB μ93100== ,mA I I I B B C 65.450===β,Ω===K mAI V R C C C 075.165.45当β变化为100=β时,mA I I I B B C 3.9100===β,V R I V C C C 10==。
此时()V V V V V V sat CE C E EC 3.001010=<=-=-=,因此晶体管工作在饱和状态了。
3.13 在图P3.13所示的电路中,当晶体管的β为如下情况时,试确定51~V V 的电压值。
(a )∞=β,(b) 100=β解:当∞=β时,021==B B I I ,则有V V 01=,V V V V EB 7.07.0012=+=+=,mA KV I E 022.11.91021=-=,V K I V E 7.0101.913-=-⨯=,V V V V BE 4.134-=-=,()mA KV I E 23.41042=--=, V K I V E 2.01.51025-=⨯-=K 100 CV 5V 4当100=β时,mA K K V I EB E 922.011001.9101=++-=β,mA I I E C 912.0111=+=ββ,忽略晶体管T2的基极电流,则有V K I K I V E B 913.01001100111=⨯+=⨯=β, V K I V C 7.1101.913-=-⨯=,V V V V BE 4.234-=-=,()mA KV I E 767.13.41042=--=,V K I V E 99.01.51025=⨯-=又因为mA I I E B 017.0122=+=β,其值小小于1C I ,因此忽略晶体管T2的基极电流是合理的。
3.14 某晶体管的120=β,并且工作在放大模式,试求晶体管的集电极电流分别为mA 5.1和A μ150时的晶体管交流小信号模型参数e be m r r g 、、的值。
解:当mA I C 5.1=时,mS mV mA V I g T C m 69.57265.1===,()Ω=+==2.171mm e g g r ββα,()Ω=+=K r r e be 08.21β。
当A I C μ150=时,mS mV A V I g T C m 769.526150===μ,()Ω=+==1721mm e g g r ββα,()Ω=+=K r r e be 8.201β。
3.15 为了设计一个晶体管放大器,要求晶体管的跨导mS g m 100=,晶体管的基极输入阻抗不小于ΩK 1,则发射极的偏置电流应如何选择,晶体管的最小β要求为多少? 解:因T C m V I g =,则mA mV mS V g I T m C 6.226100=⨯==,又()me be g r r ββ=+=1,则1001100=Ω⨯==K mS r g be m β。
mA I I I C C E 626.211=+==ββα。
因此发射极的偏置电流应选择2.626mA ,晶体管的最小β要求为100。
3.16 在图3-7-1所示的电路中, V V CC 10=,Ω=K R C 2。
若调节BEQ V 的电压,使得V V CEQ 2=。
此时输入交流信号()V t v be ωsin 004.0=时,请写出()t i C 、()t v C 、()t i B 的总瞬时量,并求该放大器的电压增益为多少?假设晶体管的100=β。