模拟电子技术课后习题答案第三章场效应管及其放大电路答案
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第三章 多级放大电路自 测 题一、判断下列说法是否正确,凡对的在括号内打“√”,否则打“×”。
(1)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。
( )(2)阻容耦合多级放大电路各级的Q 点相互独立,( )它只能放大交流信号。
( )(3)直接耦合多级放大电路各级的Q 点相互影响,( )它只能放大直流信号。
( )(4)只有直接耦合放大电路中晶休管的参数才随温度而变化。
( ) (5)互补输出级应采用共集或共漏接法。
( )解:(1)× (2)√ √ (3)√ × (4)× (5)√二、现有基本放大电路:A.共射电路B.共集电路C.共基电路D.共源电路E.共漏电路根据要求选择合适电路组成两级放大电路。
(1)要求输入电阻为1k Ω至2k Ω,电压放大倍数大于3000,第一级应采用 ,第二级应采用 。
(2)要求输入电阻大于10M Ω,电压放大倍数大于300,第一级应采用 ,第二级应采用 。
(3)要求输入电阻为100k Ω~200k Ω,电压放大倍数数值大于100,第一级应采用 ,第二级应采用 。
(4)要求电压放大倍数的数值大于10,输入电阻大于10M Ω,输出电阻小于100Ω,第一级应采用 ,第二级应采用 。
(5)设信号源为内阻很大的电压源,要求将输入电流转换成输出电压,且1000io >I U A ui &&&=,输出电阻R o <100,第一级应采用 ,第二级应采用 。
解:(1)A ,A (2)D ,A (3)B ,A (4)D ,B (5)C ,B三、选择合适答案填入空内。
(1)直接耦合放大电路存在零点漂移的原因是 。
A .电阻阻值有误差 B .晶体管参数的分散性 C .晶体管参数受温度影响 D .电源电压不稳定 (2)集成放大电路采用直接耦合方式的原因是 。
A .便于设计B .放大交流信号C .不易制作大容量电容(3)选用差分放大电路的原因是 。
第 3章 场效应管及其基本放大电路3.1填空题(1)按照结构,场效应管可分为 。
它属于 型器件,其最大的优点是 。
(2)在使用场效应管时,由于结型场效应管结构是对称的,所以 极和 极可互换。
MOS 管中如果衬底在管内不与 极预先接在一起,则 极和 极也可互换。
(3)当场效应管工作于恒流区时,其漏极电流D i 只受电压 的控制,而与电压 几乎无关。
耗尽型D i 的表达式为 ,增强型D i 的表达式为 。
(4)一个结型场效应管的电流方程为2GS D 161mA 4U I=×− ,则该管的DSS I = ,p U = 。
(5)某耗尽型MOS 管的转移曲线如习题3.1.5图所示,由图可知该管的DSS I = ,p U = 。
(6)N 沟道结型场效应管工作于放大状态时,要求GS 0u ≥≥ ,DS u > ;而N 沟道增强型MOS 管工作于放大状态时,要求GS u > ,DS u > 。
(7)耗尽型场效应管可采用 偏压电路,增强型场效应管只能采用 偏置电路。
(8)在共源放大电路中,若源极电阻s R 增大,则该电路的漏极电流D I ,跨导m g ,电压放大倍数 。
(9)源极跟随器的输出电阻与 和 有关。
答案:(1)结型和绝缘栅型,电压控制,输入电阻高。
(2)漏,源,源,漏,源。
(3)GS u ,DS u ,2GS D DSS P 1u i I U =− ,2GS D DO T 1u i I U=−。
(4)16mA ,4V 。
(5)习题3.1.5图4mA ,−3V 。
(6)p U ,GS p u U −,T U ,GS T u U −。
(7)自给,分压式。
(8)减小,减小,减小。
(9)m g ,s R 。
3.2试分别画出习题3.2图所示各输出特性曲线在恒流区所对应的转移特性曲线。
解:3.3在带有源极旁路电容s C 的场效应管放大电路如图3.5.6(a )所示。
若图中的场效应管为N 沟道结型结构,且p 4V U =−,DSS 1mA I =。
11.已知共基放大电路如题3-21图所示。
已知晶体管VT 的h fe =50,r bb’=50Ω,U BEQ =0.7V ,电路中的电容对交流可视为短路。
1.求静态工作点。
2.画出h 参数等效电路;求中频电压增益AU ,输入电阻和输出电阻。
分析:题3-21图电路为CB 组态放大电路。
在进行低频小信号分析时,可以使用CB 组态的h 参数模型,也可以使用比较熟悉的CE 组态的h 参数模型。
解: 方法一:1. 直流电路如题3-21图a 所示。
R L 3k Ω题3-21图V CC +12v题3-21图a2.利用CB 组态的h 参数模型进行交流特性分析。
交流等效电路如题3-21图b 所示。
方法二:1. 静态工作点的计算方法同方法一,略2. 利用CE 组态的h 参数模型进行交流特性分析。
交流等效电路如题3-21图c 所示。
()())V (75.32365.112)mA (03.050)mA (62.1)mA (62.165.151501)mA (65.1k 27.04)V (412301515E C CQ CC CEQ f eBQ EQ f e f e CQ E BE B CC B2B1B2B =+⨯-=+-==≈==⨯=+==-=-==⨯+=+=R R I V U h I I I h h I R U U I V R R R U CQ EQ题3-21图b+u o-+u i-()()()()bb'ie fe EQ ie ib fe fefb fe2626150150853Ω1.6585316.7Ω15111h r h I h h h h h h =++=++⨯====+-==≈-+()()()()E ib o c fb C L fb C L o U i e ib ib //16.7Ω//2k Ω16.5Ω3k Ω////13//38816.7i e r R h r R h i R R h R R u A u i h h =====⨯⨯-⨯==-=-=-=⨯输入电阻输出电阻中频电压增益为输入电阻输出电阻10.共集放大电路如题3-19图所示。
第三章习题与答案3.1 问答题:1.什么是反馈?答:在电子线路中,把输出量(电压或电流)的全部或者一部分,以某种方式反送回输入回路,与输入量(电压或电流)进行比较的过程。
2.什么是正反馈?什么是负反馈?放大电路中正、负反馈如何判断?答:正反馈:反馈回输人端的信号加强原输入端的信号,多用于振荡电路。
负反馈:反馈回输入端的信号削弱原输入端的信号,使放大倍数下降,主要用于改善放大电路的性能。
反馈极性的判断,通常采用瞬时极性法来判别。
通常假设某一瞬间信号变化为增加量时.我们定义其为正极性,用“+”表示。
假设某一瞬间信号变化为减少量时,我们定义其为负极性,用“-”表示。
首先假定输入信号某一瞬时的极性,一般都假设为正极性.再通过基本放大电路各级输入输出之间的相位变化关系,导出输出信号的瞬时极性;然后通过反馈通路确定反馈信号的瞬时极性;最后由反馈信号的瞬时极性判别净输入是增加还是减少。
凡是增强为正反馈,减弱为负反馈。
3.什么是电压负反馈?什么是电流负反馈?如何判断?答:根据反馈信号的取样方式,分为电压反馈和电流反馈。
凡反馈信号正比于输出电压,称为电压反馈;凡反馈信号正比于输出电流,称为电流反馈。
反馈信号的取样方式的判别方法,通常采用输出端短路法,方法是将放大器的输出端交流短路时,使输出电压等于零,如反馈信号消失,则为电压反馈,如反馈信号仍能存在,则为电流反馈。
这是因为电压反馈信号与输出电压成比例,如输出电压为零,则反馈信号也为零;而电流反馈信号与输出电流成比例,只有当输出电流为零时,反馈信号才为零,因此,在将负载交流短路后,反馈信号不为零。
4.什么是串联负反馈?什么是并联负反馈?如何判断?答:输入信号与反馈信号分别加在两个输入端,是串联反馈;加在同一输入端的是并联反馈。
反馈信号使净输入信号减小的,是负反馈。
判断反馈的极性,要采用瞬时极性法。
3.2 填空题:1.放大电路中,为了稳定静态工作点,可以引入直流负反馈;如果要稳定放大倍数,应引入交流负反馈;希望扩展频带,可以引入交流负反馈;如果增大输入电阻,应引入串联负反馈;如果降低输比电阻,应引入电压负反馈。
第3章 场效应管及其基本放大电路试卷3.1判断下列说法是否正确,用“√”和“ ”表示判断结果填入空内1. 结型场效应管外加栅源电压u GS应使栅源间的耗尽层承受反偏电压,才能保证其输入电阻R G大的特点。
( )2. 耗尽型MOS管在栅源电压u GS为正或为负时均能实现压控电流的作用。
( )3. 若耗尽型N沟道MOS管的栅源电压u GS大于零,则其输入电阻会明显变小。
( )4. 工作于恒流区的场效应管,低频跨导g m与漏极电流I DQ成正比。
( )5. 增强型MOS管采用自给偏压时,漏极电流i D必为零。
( )【解3.1】:1. √ 2.√ 3.× 4.× 5.√3.2选择填空1. 场效应管的栅-源之间的电阻比晶体管基-射之间的电阻 。
A.大 B.小 C.差不多2. 场效应管是通过改变 来改变漏极电流的。
所以是 控制型器件。
A.栅源电压 B.漏源电压 C.栅极电流D.电压 E.电流3. 用于放大时,场效应管工作在特性曲线的 。
A.可变电阻区 B.恒流区 C.截止区4. N沟道结型场效应管中参加导电的载流子是 。
A.自由电子和空穴 B.自由电子 C.空穴5. 对于结型场效应管,当︱u GS︱︱U GS(off)︱时,管子一定工作在 。
A.恒流区 B.可变电阻区 C.截止区 B.击穿区6. 当栅源电压u GS=0V时,能够工作在恒流区的场效应管有 。
A.结型场效应管 B.增强型MOS管 C.耗尽型MOS管7. 某场效应管的开启电压U GS(th)=2V,则该管是 。
A.N沟道增强型MOS管 B.P沟道增强型MOS管C.N沟道耗尽型MOS管 D.P沟道耗尽型MOS管8. 共源极场效应管放大电路,其输出电压与输入电压 ;共漏极场效应管放大电路,其输出电压与输入电压 。
A.同相 B.反相【解3.2】:1.A 2.A,D 3.B 4.B 5.C 6.A C 7.A 8.B,A3.3判断图T3.3所示各电路能否进行正常放大?如果不能,指出其中错误,并加以改正。
模电第三章习题答案模电第三章习题答案模拟电子技术(模电)是电子工程中的重要学科,它研究的是模拟电路的设计与分析。
模电的第三章主要涉及放大器的基本概念和特性,包括放大器的分类、放大器的增益计算、放大器的频率响应等内容。
在学习模电的过程中,习题是巩固知识和提高解题能力的有效工具。
下面将给出模电第三章习题的详细解答。
1. 问题:计算电压放大倍数Av。
解答:电压放大倍数Av的计算公式为Av = Vout / Vin,其中Vout为输出电压,Vin为输入电压。
根据题目中给出的电路图和元件参数,可以通过欧姆定律和基尔霍夫定律来计算。
2. 问题:计算共模抑制比CMRR。
解答:共模抑制比CMRR的计算公式为CMRR = 20log10(Ad / Ac),其中Ad为差模增益,Ac为共模增益。
根据题目中给出的电路图和元件参数,可以通过电路分析方法来计算。
3. 问题:计算输入阻抗Zin。
解答:输入阻抗Zin的计算公式为Zin = Vin / Iin,其中Vin为输入电压,Iin为输入电流。
根据题目中给出的电路图和元件参数,可以通过电路分析方法来计算。
4. 问题:计算输出阻抗Zout。
解答:输出阻抗Zout的计算公式为Zout = Vout / Iout,其中Vout为输出电压,Iout为输出电流。
根据题目中给出的电路图和元件参数,可以通过电路分析方法来计算。
5. 问题:计算最大输出功率Pmax。
解答:最大输出功率Pmax的计算公式为Pmax = Vout^2 / (4Rl),其中Vout为输出电压,Rl为负载电阻。
根据题目中给出的电路图和元件参数,可以通过电路分析方法来计算。
通过以上习题的解答,我们可以加深对模电第三章内容的理解。
在实际应用中,我们需要熟练掌握放大器的基本概念和特性,以便能够正确设计和分析模拟电路。
同时,通过解题过程,我们也可以培养自己的逻辑思维和问题解决能力。
模电作为电子工程的重要学科,对于电子工程师的培养具有重要意义。
第 3 章 场效应管及其基本放大电路自测题3.1填空题1.按照结构,场效应管可分为 。
它属于 型器件,其最大的优点是 。
2.在使用场效应管时,由于结型场效应管结构是对称的,所以 极和 极可互换。
MOS 管中如果衬底在管内不与 极预先接在一起,则 极和 极也可互换。
3.当场效应管工作于线性区时,其漏极电流D i 只受电压 的控制,而与电压 几乎无关。
耗尽型D i 的表达式为 ,增强型D i 的表达式为 。
4.某耗尽型MOS 管的转移曲线如题3.1.4图所示,由图可知该管的DSS I = ,U P = 。
5.一个结型场效应管的电流方程为2GS D 161(mA)4U I ⎛⎫=⨯- ⎪⎝⎭,则该管的DSS I = , U P = ;当GS 0u =时的m g = 。
6.N 沟道结型场效应管工作于放大状态时,要求GS 0u ≥≥ ,DS u > ;而N 沟道增强型MOS 管工作于放大状态时,要求GS u > ,DS u > 。
7.耗尽型场效应管可采用 偏压电路,增强型场效应管只能采用 偏置电路。
8.在共源放大电路中,若源极电阻s R 增大,则该电路的漏极电流D I ,跨导m g ,电压放大倍数 。
9.源极跟随器的输出电阻与 和 有关。
答案:1.结型和绝缘栅型,电压控制,输入电阻高。
2.漏,源,源,漏,源。
3.GS u ,DS u ,2GS D DSS P 1u i I U ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,2GS D DO T 1u i I U ⎛⎫=- ⎪⎝⎭。
4.4mA ,-3V 。
5.16mA ,题3.1.4图4V ,8ms 。
6.p U ,GS P u U -,T U ,GS T u U -。
7.自给,分压式。
8.减小,减小,减小。
9.m g ,s R 。
3.2选择题1.P 沟道结型场效应管中的载流子是 。
A .自由电子;B .空穴;C .电子和空穴;D .带电离子。
2.对于结型场效应管,如果GS P |||U U >,那么管子一定工作于 。
基础课程教学资料第三章多级放大电路自测题一、判断下列说法是否正确,凡对的在括号内打“√”,否则打“×”。
(1)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。
( )(2)阻容耦合多级放大电路各级的Q点相互独立,( )它只能放大交流信号。
( )(3)直接耦合多级放大电路各级的Q点相互影响,( )它只能放大直流信号。
( )(4)只有直接耦合放大电路中晶休管的参数才随温度而变化。
( )(5)互补输出级应采用共集或共漏接法。
( )解:(1)×(2)√√(3)√×(4)×(5)√二、现有基本放大电路:A.共射电路B.共集电路C.共基电路D.共源电路E.共漏电路根据要求选择合适电路组成两级放大电路。
(1)要求输入电阻为1kΩ至2kΩ,电压放大倍数大于3000,第一级应采用,第二级应采用。
(2)要求输入电阻大于10MΩ,电压放大倍数大于300,第一级应采用,第二级应采用。
(3)要求输入电阻为100kΩ~200kΩ,电压放大倍数数值大于100,第一级应采用,第二级应采用。
(4)要求电压放大倍数的数值大于10,输入电阻大于10MΩ,输出电阻小于100Ω,第一级应采用,第二级应采用。
(5)设信号源为内阻很大的电压源,要求将输入电流转换成输出电压,且1000io >I U A ui ,输出电阻R o <100,第一级应采用 ,第二级应采用 。
解:(1)A ,A (2)D ,A (3)B ,A (4)D ,B (5)C ,B三、选择合适答案填入空内。
(1)直接耦合放大电路存在零点漂移的原因是 。
A .电阻阻值有误差 B .晶体管参数的分散性 C .晶体管参数受温度影响 D .电源电压不稳定 (2)集成放大电路采用直接耦合方式的原因是 。
A .便于设计B .放大交流信号C .不易制作大容量电容(3)选用差分放大电路的原因是 。
习题
3-1 场效应管沟道的预夹断和夹断有什么不同? 解:
当U DS 增加到U DS =U GS ,即U GD =U GS -U DS = U GS (th )时,漏极附近的耗尽层将合拢,称为预夹断。
预夹断后,沟道仍然存在,夹断点的电场强度大,仍能使多数载流子(电子)作漂移运动,形成漏极电流I DSS 。
若U DS 继续增加,使U DS >U GS -U GS (th ),即U GD <U GS (th )时,耗尽层合拢部分会增加,并自夹断点向源极方向延伸,此时夹断区的电阻越来越大,但漏极电流I D 却基本趋于饱和,不随U DS 的增加而增加。
3-2 如何从转移特性上求g m 值? 解: 利用公式gs
d
m dU dI g
求g m 值。
3-3 场效应管符号中,箭头背向沟道的是什么管?箭头朝向沟道的是什么管? 解:
箭头背向沟道的是P 沟道;箭头朝向沟道的是N 沟道。
3-4 结型场效应管的U GS 为什么是反偏电压? 解:
若为正偏电压,则在正偏电压作用下,两个PN 结耗尽层将变窄,I D 的大小将不受栅-源电压U GS 控制。
3-5如图3-20所示转移特性曲线,指出场效应管类型。
对于耗尽型管,求U GS (off )、I DSS ;对于增强型管,求U GS (th )。
解:
a P 沟道增强型。
U GS (th )=-2V
b P 沟道结型。
U GS (off )=3V 、I DSS =4mA
3-6如图3-21所示输出特性曲线,指出场效应管类型。
对于耗尽型管,求U GS (off )、I DSS ;对于增强型管,求U GS (th )。
解:
a N 沟道增强型。
U GS (th )=1V
b P 沟道结型。
U GS (off )=1V 、I DSS =1.2mA
GS /V
a
-2 -1 图3-20 习题3-5图 U GS /V
b
3-7 如图3-22所示电路,场效应管的U GS (off )=-4V ,I DSS =4mA ;计算静态工作点。
解:
()
S R R I V U U U I I R I U +-=⎪
⎪⎭⎫ ⎝
⎛-=-=D D DD DS 2
GS(off)GS DSS D S
D GS 1 将U GS (off )=-4V ,I DSS =4mA 代入,得 U GS =-2V ,U GS =-8V (舍去) I D =1mA U DS =6V
3-8 如图3-23所示电路。
已知g m =1m A/V ,电容足够大,电路参数如图所示。
画出其微变等效电路,并计算放大电路的电压放大倍数及输入、输出电阻。
解:
电压放大倍数
7.11m L m gs m gs L gs m d GS L d i o u -=+'-=+'-='+'-==Rg R g U Rg U R U g R I U R I U U A
输入电阻
i R =R G +(R G1//R G2)≈2M Ω 输出电阻 R o =R D =10k Ω
+ -
图3-23 习题3-8图
u i u o 图3-21 习题3-6图
a
DS /V
I D
b
-U DS /V
I D 图3-22 习题3-7图
o
R L
3-9 如图3-24所示电路,场效应管的U GS (off )=-8V ,I DSS =7mA ,电容足够大,g m =3.5mA/V 。
解:
()
S R R I V U U U I I R I U +-=⎪
⎪⎭⎫ ⎝
⎛-=-=D D DD DS 2
GS(off)GS DSS D S
D GS 1 将U GS (off )=-8V ,I DSS =7mA 代入,得 U GS =-2.88V ,U GS =-22V (舍去) I D =2.88mA
U DS =6.36V
5.3L m i
o u -='-==R g U
U A i R =R G =10M Ω R o =R D =2k Ω
3-10源极输出器如图3-25所示电路,已知V DD =12V ,R G1=300kΩ,R G2=100kΩ,R G3=2M Ω,R S =12kΩ,R L =3kΩ,g m =5mA/V ,电容足够大。
试计算放大电路的电压放大倍数及输入、输出电阻。
解:
92.01L m L m gs m gs L gs m i o u ≈'+'='+'==R g R g R U g U R U g U U A
i
i i I
U
R ==R G3+(R G1//R G2) ≈R G3=2M Ω
R o =I U ==+gs
m S
gs gs
U g R U U R S ∥2.01m
≈g kΩ 3-11 N 沟道耗尽型MOS 管构成的共漏极放大电路与共集电极放大电路比较,在电路性
能上有哪些相同特点?
解:
电压放大倍数小于1,接近1,输出电压与输入电压同相位。
输入电阻大。
输出电阻小。
图3-25 习题3-10图 u o R L
+ -
u i 图3-24 习题3-9图
+ -
+ -
u o u i。