模電-童詩白(第四版)課后題全解

1 模擬電子技術 第四版 童詩白模擬電子技術 第四版 童詩白 課后習題答案課后習題答案 第一章第一章 半導體基礎知識半導體基礎知識 自測題自測題 一 1 2 3 4 5 6 二 1 A 2 C 3 C 4 B 5 A C 三 UO1 1 3V UO2 0 UO3 1 3V UO4 2V UO5 2 3V UO6 2V 四 UO1 6V UO2 5V 五 根據(jù) PCM 200mW 可得 UCE 40V 時 IC 5mA UCE 30V 時 IC 6 67mA UCE 20V 時 IC 10mA UCE 10V 時 IC 20mA 將改點連接成曲線 即為臨界過損耗線 圖略 六 1 V2V mA6 2 A26 V CCCCCE BC b BEBB B RIU II R U I UO UCE 2V 2 臨界飽和時 UCES UBE 0 7V 所以 k4 45 V A 6 28 mA86 2 V B BEBB b C B c CESCC C I U R I I R U I 2 七 T1 恒流區(qū) T2 夾斷區(qū) T3 可變電阻區(qū) 習題習題 1 1 1 A C 2 A 3 C 4 A 1 2 不能 因為二極管的正向電流與其端電壓成指數(shù)關系 當端電壓為 1 3V 時管子會因電流過大而燒壞 1 3 ui和 uo的波形如圖所示 1 4 ui和 uo的波形如圖所示 1 5 uo的波形如圖所示 1 6 ID V UD R 2 6mA rD UT ID 10 Id Ui rD 1mA 1 7 1 兩只穩(wěn)壓管串聯(lián)時可得 1 4V 6 7V 8 7V 和 14V 等四種穩(wěn)壓值 2 兩只穩(wěn)壓管并聯(lián)時可得 0 7V 和 6V 等兩種穩(wěn)壓值 t u O 3 u 3 3 u 3 1 8 IZM PZM UZ 25mA R UZ IDZ 0 24 1 2k 1 9 1 當 UI 10V 時 若 UO UZ 6V 則穩(wěn)壓管的電流為 4mA 小于其最小穩(wěn)定電流 所以穩(wěn)壓 管未擊穿 故 V33 3 I L L O U RR R U 當 UI 15V 時 由于上述同樣的原因 UO 5V 當 UI 35V 時 UO UZ 5V 2 29mA IZM 25mA 穩(wěn)壓管將因功耗過大而損壞 RUUI ZIDZ 1 10 1 S 閉合 2 700 V 233 V DminDmaxDmaxDmin IURIUR 1 11 波形如圖所示 1 12 60 時 ICBO 32 A 1 13 選用 100 ICBO 10 A 的管子 其溫度穩(wěn)定性好 1 14 t u t 0 4 1 15 晶體管三個極分別為上 中 下管腳 答案如表 管號T1T2T3T4T5T6 上ecebcb 中bbbeee 下ceccbc 管型PNPNPNNPNPNPPNPNPN 材料SiSiSiGeGeGe 1 16 當 VBB 0 時 T 截止 uO 12V 當 VBB 1V 時 T 處于放大狀態(tài) 因為 V9umA3 A60 CCQOBQCQ b BEQBB BQ RIVII R UV I CC 當 VBB 3V 時 T 處于飽和狀態(tài) 因為 BECCQOBQCQ b BEQBB BQ mA8 A 160URIVuII R UV I CC 1 17 取 UCES UBE 若管子飽和 則 管子飽和 所以 100 C b Cb C BECC b BECC R R RR R UV R UV 1 18 當 uI 0 時 晶體管截止 穩(wěn)壓管擊穿 uO UZ 5V 當 uI 5V 時 晶體管飽和 uO 0 1V 因為 mA24 A480 BC b BEI B II R Uu I 5 CCCCCCEC VRIVU 1 19 a 可能 b 可能 c 不能 d 不能 T 會損壞 e 可能 1 20 根據(jù)方程 2 GS th GS DSSD 1 U u Ii 逐點求出確定的 uGS下的 iD 可近似畫出轉(zhuǎn)移特性和輸出特性 在輸出特性中 將各條曲線上 uGD UGS off 的點連接起來 便為予夾斷線 1 21 1 22 過 uDS為某一確定值 如 15V 作垂線 讀出它與各條輸出特性的交點的 iD值 建立 iD f uGS 坐標系 根據(jù)前面所得坐標值描點連線 便可得轉(zhuǎn)移特性 1 23 uI 4V 時 T 夾斷 uI 8V 時 T 工作在恒流區(qū) uI 12V 時 T 工作在可變電阻區(qū) 1 24 a 可能 b 不能 c 不能 d 可能 第第 2 2 章章 基本放大電路基本放大電路 自測題 一 在括號內(nèi)用 和 表明下列說法是否正確 1 只有電路既放大電流又放大電壓 才稱其有放大作用 6 2 可以說任何放大電路都有功率放大作用 3 放大電路中輸出的電流和電壓都是有源元件提供的 4 電路中各電量的交流成分是交流信號源提供的 5 放大電路必須加上合適的直流電源才能正常工作 6 由于放大的對象是變化量 所以當輸入直流信號時 任何放大電路的輸出都毫無變化 7 只要是共射放大電路 輸出電壓的底部失真都是飽和失真 二 試分析圖圖 T2 2 各電路是否能放大正弦交流信號 簡述理由 設圖中所有電容對交流信號均可視為短路 a b c d e f 7 g h i 圖圖 T2 2 解 解 圖 a 不能 VBB將輸入信號短路 圖 b 可以 圖 c 不能 輸入信號與基極偏置是并聯(lián)關系而非串聯(lián)關系 圖 d 不能 晶體管基極回路因無限流電阻而燒毀 圖 e 不能 輸入信號被電容 C2短路 圖 f 不能 輸出始終為零 圖 g 可能 圖 h 不合理 因為 G S 間電壓將大于零 圖 i 不能 因為 T 截止 三 在圖圖 T2 3 所示電路中 已知 晶體管 100 填空 要求先填文字表達式12 CC VV 100 b Rk 后填得數(shù) 1 當時 測得 若要基極電流 則和之和0 i UV 0 7 BEQ UV 20 BQ IA b R W R 565 而若測得 b R CCBEQBQ VUI k k 6 CEQ UV 則 3 c R CCCEQBQ VUI k 8 2 若測得輸入電壓有效值時 5 i UmV 輸出電壓有效值 0 6 o UV 則電壓放大倍數(shù) 120 u A oi UU 若負載電阻值與相等 則帶上 圖圖 T2 3 L R c R 負載后輸出電壓有效值 0 3 V o U L o Lc R U RR 四 已知圖圖 T2 3 所示電路中 靜態(tài)管壓降并在輸出端加負載電阻 12 3 CCc VV Rk 6 CEQ UV L R 其阻值為 3 選擇一個合適的答案填入空內(nèi) k 1 該電路的最大不失真輸出電壓有效值 A om U A 2V B 3V C 6V 2 當時 若在不失真的條件下 減小 Rw 則輸出電壓的幅值將 C 1 i UmV A 減小 B 不變 C 增大 3 在時 將 Rw 調(diào)到輸出電壓最大且剛好不失真 若此時增大輸入電壓 則輸出電壓波形將 1 i UmV B A 頂部失真 B 底部失真 C 為正弦波 4 若發(fā)現(xiàn)電路出現(xiàn)飽和失真 則為消除失真 可將 B A Rw 減小 B 減小 C 減小 c R CC V 五 現(xiàn)有直接耦合基本放大電路如下 A 共射電路 B 共集電路 C 共基電路 9 D 共源電路 E 共漏電路 它們的電路分別如圖圖 2 2 1 2 5 1 a 2 5 4 a 2 6 2 和 2 6 9 a 所示 設圖中 且 均 eb RR CQ I DQ I 相等 選擇正確答案填入空內(nèi) 只需填 A B l 輸入電阻最小的電路是 C 最大的是 D E 2 輸出電阻最小的電路是 B 3 有電壓放大作用的電路是 A C D 4 有電流放大作用的電路是 A B D E 5 高頻特性最好的電路是 C 6 輸入電壓與輸出電壓同相的電路是 B C E 反相的電路是 A D 六 未畫完的場效應管放大電路如圖圖 T2 6 所示 試將合適的場效應管接入電路 使之能夠正常放大 要求 給出兩種方案 解 解 根據(jù)電路接法 可分別采用耗盡型 N 溝道和 P 溝道 MOS 管 如解圖解圖 T2 6 所示 圖圖 T2 6 解圖解圖 T2 6 習題 2 1 分別改正圖圖 P2 1 所示各電路中的錯誤 使它們有可能放大正弦波信號 要求保留電路原來的共射 接法和耦合方式 10 a b c d 圖圖 P2 1 解 a 將 VCC改為 VCC b 在 VCC與基極之間加 Rb c 將 VBB反接 且在輸入端串聯(lián)一個電阻 d 在 VBB支路加 Rb 在 VCC與集電極之間加 Rc 2 2 畫出圖圖 P2 2 所示各電路的直流通路和交流通路 設所有電容對交流信號均可視為短路 a b 11 c d 圖圖 P2 2 解 解 將電容開路 變壓器線圈短路即為直流通路 圖略 圖圖 P2 2 所示各電路的交流通路如解圖解圖 P2 2 所示 a b c d 解圖解圖 P2 2 2 3 分別判斷圖圖 P2 2 a b 所示兩電路各屬哪種放大電路 并寫出的表達式 uio QARR 和 解 圖解 圖 a 123 1 CCBEQ BQ VU I RRR CQBQ II 1 CEQCCBQc UVIR 23 u be RR A r 1 ibe RrR 23 o RRR 12 圖圖 b 2 231 23 1 BQCCBEQ R IVURRR RR CQBQ II 41CEQCCCQEQ UVIRIR 4 u be R A r 1 1 be i r RR 4o RR 2 4 電路如圖圖 P2 4 a 所示 圖 b 是晶體管的輸出特性 靜態(tài)時 利用圖解法分別求出0 7 BEQ UV 和時的靜態(tài)工作點和最大不失真輸出電壓 有效值 L R 3 L Rk om U a b 圖圖 P2 4 解 解 空載時 20 2 6 BQCQCEQ IA ImA UV 最大不失真輸出電壓峰值約為 5 3V 有效值約為 3 75V 帶載時 20 2 3 BQCQCEQ IA ImA UV 最大不失真輸出電壓峰值約為 2 3V 有效值約為 1 63V 如解圖解圖 P2 4 所示 13 解圖解圖 P2 4 圖圖 P2 5 2 5 在圖圖 P2 5 所示電路中 已知晶體管的 80 1k 靜態(tài)時 be r20 i UmV 0 7 BEQ UV 4 CEQ UV 判斷下列結(jié)論是否正確 在括號內(nèi)打 和 表示 20 BQ IA 1 2 3 4 200 20 10 u A 4 5 71 0 7 u A 3 4 80 5 400 1 u A 80 2 5 200 1 u A 5 6 20 1 20 i Rkk 0 7 35 0 02 i Rkk 7 8 3 i Rk 1 i Rk 9 10 5 O Rk 2 5 O Rk 11 12 20 S UmV 60 S UmV 2 6 電路如圖圖 P2 6 所示 已知晶體管 120 UBE 0 7V 飽和管壓降 UCES 0 5V 在下列情況下 用直 流電壓表測量晶體管的集電極電位 應分別為多少 1 正常情況 2 Rb1短路 3 Rb1開路 4 Rb2開路 5 Rb2短路 6 RC短路 圖圖 P2 6 圖圖 P2 7 14 解解 1 21 174 16311 CCBEBE B bb VUU IA RR 1 32 CB IImA 8 3 CCCCc UVI RV 2 Rb1短路 0 BC II15 C UV 3 Rb1開路 臨界飽和基極電流 23 7 CCCES BS c VU IA R 實際基極電流 2 174 CCBE B b VU IA R 由于 管子飽和 BBS II VUU CESC 5 0 4 Rb2開路 無基極電流 15 CCC UVV 5 Rb2短路 發(fā)射結(jié)將燒毀 可能為 C U15V 6 RC短路 15 CCC UVV 2 7 電路如圖圖 P2 7 所示 晶體管的 80 分別計算和時的 Q 點 100 bb r L R 3 L Rk 和 u A i R o R 解 解 在空載和帶負載情況下 電路的靜態(tài)電流 均相等 它們分別為 be r 22 CCBEQBEQ BQ bs VUU IA RR 1 76 CQBQ IImA 15 26 1 1 3 bebb EQ mV rrk I 空載時 靜態(tài)管壓降 電壓放大倍數(shù) 輸入電阻和輸出電阻分別為 6 2 CEQCCCQc UVIRV 308 c u be R A r 1 3 ibbebe RRrrk 93 be usu bes r AA rR 5 oc RRk 時 靜態(tài)管壓降 電壓放大倍數(shù)分別為 3 L Rk 2 3 L CEQCCCQcL Lc R UVIRRV RR 115 cL u be RR A r 34 7 be usu bes r AA rR 1 3 ibbebe RRrrk 5 oc RRk 2 8 若將圖圖 P2 7 所示電路中的 NPN 管換成 PNP 管 其它參數(shù)不變 則為使電路正常放大電源應作如 何變化 Q 點 和變化嗎 如變化 則如何變化 若輸出電壓波形底部失真 則說明電路產(chǎn) u A i R o R 生了什么失真 如何消除 解 由正電源改為負電源 Q 點 和不會變化 輸出電壓波形底部失真對應輸入信號正半 u A i R o R 周失真 對 PNP 管而言 管子進入截止區(qū) 即產(chǎn)生了截止失真 減小 Rb 2 9 已知圖圖 P2 9 所示電路中 晶體管 100 1 4k be r 1 現(xiàn)已測得靜態(tài)管壓降 UCEQ 6V 估算 Rb 2 若測得和的有效值分別為 1mV 和 100mV 則負載電阻 RL為多少 i U o U 16 解 解 1 mA R UV I c CECC C 2 AII CB 20 k I UV R B BECC b 565 2 由 100 ocL u ibe URR A Ur 可得 圖圖 P2 92 625 L Rk 2 10 在圖圖 P2 9 所示電路中 設靜態(tài)時 晶體管飽和管壓降 試問 當負載電2 CQ ImA 0 6 CES UV 阻和時 電路的最大不失真輸出電壓各為多少伏 L R 3 L Rk 解 解 由于 所以 2 CQ ImA 6 CEQCCCQc UVIRV 空載時 輸入信號增大到一定幅值 電路首先出現(xiàn)飽和失真 故 3 82 2 CEQCES om UU UV 時 當輸入信號增大到一定幅值 電路首先出現(xiàn)截止失真 故3 L Rk 2 12 2 CQL om IR UV 2 11 電路如圖圖 P2 11 所示 晶體管 100 100 bb r 1 求電路的 Q 點 和 u A i R o R 2 若改用 200 的晶體管 則 Q 點如何變化 3 若電容 Ce開路 則將引起電路的哪些動態(tài)參數(shù)發(fā)生變化 如何變化 解 解 1 靜態(tài)分析 17 1 12 2 b BQCC bb R UVV RR 1 BQBEQ EQ fe UU ImA RR 10 1 EQ BQ I IA 圖圖 P2 11 e R 5 7 CEQCCEQcf UVIRRV 動態(tài)分析 26 1 2 73 bebb EQ mV rrk I 7 7 1 cL u bef RR A rR 12 1 3 7 ibbbef RRRrRk 5 oc RRk 2 200 時 不變 1 12 2 b BQCC bb R UVV RR 不變 減小 1 BQBEQ EQ fe UU ImA RR 5 1 EQ BQ I IA 不變 e R 5 7 CEQCCEQcf UVIRRV 3 Ce開路時 減小 1 92 1 cLcL u beefef RRRR A rRRRR 增大 12 1 4 1 ibbbeef RRRrRRk 不變 5 oc RRk 18 2 12 電路如圖圖 P2 12 所示 晶體管的 80 1k be r 1 求出 Q 點 2 分別求出 RL 和 RL 3k 時電路的 和 u A i R o R 解 解 1 求解 Q 點 32 3 1 CCBEQ BQ be VU IA RR 1 2 61 EQBQ IImA 7 17 CEQCCEQe UVIRV 2 求解放大倍數(shù)和輸入 輸出電阻 RL 時 圖圖 P2 12 1 0 996 1 e u bee R A rR 1 110 ibbee RRrRk RL 3k 時 1 0 992 1 eL u beeL RR A rRR 1 76 ibbeeL RRrRRk 輸出電阻 37 1 sbbe oe RRr RR 2 13 電路如圖圖 P2 13 所示 晶體管的 60 100 bb r 1 求解 Q 點 和 u A i R o R 2 設 Us 10mV 有效值 問 i U o U 19 若 C3開路 則 i U o U 解 解 1 Q 點 31 1 CCBEQ BQ be VU IA RR 圖圖 P2 131 86 CQBQ IImA 4 56 CEQCCEQce UVIRRV 和的分析 u A i R o R 26 1 952 bebb EQ mV rr I 95 cL u be RR A r 952 ibbe RRr 3 oc RRk 2 設 Us 10mV 有效值 則 3 2 i is si R UUmV RR 304 oui UAUmV 若 C3開路 則 1 51 3 ibbee RRrRk 1 5 cL u e RR A R 9 6 i is si R UUmV RR 14 4 oui UAUmV 2 14 改正圖圖 P2 14 所示各電路中的錯誤 使它們有可能放大正弦波電壓 要求保留電路的共漏接法 20 a b c d 圖圖 P2 14 解 解 a 源極加電阻 RS b 漏極加電阻 RD c 輸入端加耦合電容 d 在 Rg 支路加 VGG VDD 改為 VDD 改正電路如解圖 P2 14 所示 a b c d 解圖解圖 P2 14 2 15 已知圖圖 P2 21 a 所示電路中場效應管的轉(zhuǎn)移特性和輸出特性分別如圖 b c 所示 1 利用圖解法求解 Q 點 21 2 利用等效電路法求解 和 u A i R o R a b c 圖圖 P2 15 解 解 1 在轉(zhuǎn)移特性中作直線 與轉(zhuǎn)移特性的交點即為 Q 點 讀出坐標值 得出 GSDs ui R 如解圖解圖 P2 15 a 所示 1 2 DQGSQ ImA UV a b 22 解圖解圖 P2 21 在輸出特性中作直流負載線 與的那條輸出特性曲線的交點為 Q DSDDDds uViRR 2 GSQ UV 點 如解圖解圖 P2 21 b 所示 3 DSQ UV 2 首先畫出交流等效電路 圖略 然后進行動態(tài)分析 2 1 DS D mUDSSDQ GSGS off i gIImV V uU 5 umd Ag R 1 ig RRM 5 od RRk 2 16 已知圖圖 P2 16 a 所示電路中場效應管的轉(zhuǎn)移特性如圖 b 所示 求解電路的 Q 點和 u A a b 圖圖 P2 16 解 解 1 求 Q 點 根據(jù)電路圖可知 3 GSQGG UVV 從轉(zhuǎn)移特性查得 當時的漏極電流 3 GSQ UV 1 DQ ImA 因此管壓降 5 DSQDDDQd UVIRV 2 求電壓放大倍數(shù) 23 2 2 mDQDO GS th gIImA V U 20 umd Ag R 2 17 電路如圖圖 P2 17 所示 1 若輸出電壓波形底部失真 則可采取哪些措施 若輸出電壓波形頂 部失真 則可采取哪些措施 2 若想增大 則可采取哪些措施 u A 解 解 1 輸出電壓波形底部失真 類似于 NPN 型三極管的飽和失真 應降低 Q 故可減小 R2或增 大 R1 RS 若輸出電壓波形頂部失真 則與上述相反 故可增大 R2或減小 R1 RS 2 若想增大 就要增大漏極靜態(tài)電流以增大 故可增大 R2或減小 R1 RS u A m g 2 18 圖圖 P2 18 中的哪些接法可以構成復合管 標出它們等效管的類型 如 NPN 型 PNP 型 N 溝道 結(jié)型 及管腳 b e c d g s a b c d e f g 圖圖 P2 18 解 解 a 不能 b 不能 c 構成 NPN 型管 上端為集電極 中端為基極 下端為發(fā)射極 d 不能 e 不能 f 構成 PNP 型管 上端為發(fā)射極 中端為基極 下端為集電極 g 構成 NPN 型管 上端為集電極 中端為基極 下端為發(fā)射極 24 第第 3 3 章章 多級放大電路多級放大電路 自測題 一 現(xiàn)有基本放大電路 A 共射電路 B 共集電路 C 共基電路 D 共源電路 E 共漏電路 根據(jù)要求選擇合適電路組成兩級放大電路 1 要求輸入電阻為 1k 至 2k 電壓放大倍數(shù)大于 3000 第一級應采用 A 第二級應采用 A 2 要求輸入電阻大于 10M 電壓放大倍數(shù)大于 300 第一級應采用 D 第二級應采用 A 3 要求輸入電阻為 100k 200k 電壓放大倍數(shù)數(shù)值大于 100 第一級應采用 B 第二級應采用 A 4 要求電壓放大倍數(shù)的數(shù)值大于 10 輸入電阻大于 10M 輸出電阻小于 100 第一級應采用 D 第 二級應采用 B 5 設信號源為內(nèi)阻很大的電壓源 要求將輸入電流轉(zhuǎn)換成輸出電壓 且 輸出電阻1000 o ui i U A I Ro 100 第一級應采用采用 C 第二級應 B 二 選擇合適答案填入空內(nèi) 1 直接耦合放大電路存在零點漂移的原因是 C D A 電阻阻值有誤差 B 晶體管參數(shù)的分散性 C 晶體管參數(shù)受溫度影響 D 電源電壓不穩(wěn) 2 集成放大電路采用直接耦合方式的原因是 C A 便于設計 B 放大交流信號 C 不易制作大容量電容 3 選用差動放大電路的原因是 A 25 A 克服溫漂 B 提高輸入電阻 C 穩(wěn)定放大倍數(shù) 4 差動放大電路的差模信號是兩個輸入端信號的 A 共模信號是兩個輸入端信號的 C A 差 B 和 C 平均值 5 用恒流源取代長尾式差動放大電路中的發(fā)射極電阻 將使單端電路的 B A 差模放大倍數(shù)數(shù)值增大 B 抑制共模信號能力增強 C 差模輸入電阻增大 6 互補輸出級采用共集形式是為了使 C A 放大倍數(shù)的數(shù)值大 B 最大不失真輸出電壓大 C 帶負載能力強 三 電路如圖圖 T3 3 所示 所有晶體管均為硅管 均為 200 靜態(tài)時 試求 200 bb r 0 7 BEQ UV 1 靜態(tài)時 Tl管和 T2管的發(fā)射極電流 2 若靜態(tài)時 則應如何調(diào)節(jié) Rc2的值才能使 0 O u 0 O u 若靜態(tài)V 則 Rc2 電壓放大倍數(shù)為多少 0 O u 解 解 1 T3管的集電極電流 333 0 3 CZBEQE IUURmA 靜態(tài)時 Tl管和 T2管的發(fā)射極電流 12 0 15 EE IImA 2 若靜態(tài)時 則應減小 Rc2 0 O u 當 時 T4管的集電極電流 0 I u 0 O u 44 0 6 CQEEc IVRmA Rc2的電流及其阻值分別為 2 4 242 0 147 c CQ RCBC I IIIImA 2 444 2 6 8 c EEBEQ c R IRU Rk I 26 電壓放大倍數(shù)求解過程如下 圖圖 T3 3 2 2 26 1 35 be bb EQ mV rrk I 4 4 26 1 8 9 be bb EQ mV rrk I 244 1 2 1 18 3 2 cbee u be RrR A r 4 2 44 18 3 1 c u bee R A rR 12 335 uuu AA A 27 習題 3 1 判斷圖圖 P3 1 所示各兩級放大電路中 T1和 T2管分別組成哪種基本接法的放大電路 設圖中所有電容 對于交流信號均可視為短路 a b c d e f 圖圖 P3 1 解 解 a 共射 共基 b 共射 共射 c 共射 共射 28 d 共集 共基 e 共源 共集 f 共基 共集 3 2 設圖圖 P3 2 所示各電路的靜態(tài)工作點均合適 分別畫出它們的交流等效電路 并寫出 和 u A i R 的表達式 o R a b c d 圖圖 P3 2 解 解 1 圖示各電路的交流等效電路如解圖解圖 P3 2 所示 2 各電路的 和的表達式分別為 u A i R o R a 12223 23 11223 1 1 1 be u bebe RrR R A RrrR 11ibe RRr 22 3 2 1 be o rR RR 29 b 123224 112322 1 1 be u bebebe RRrR A rRRrr 111232 1 ibebe RRrRRr 4o RR c 122223 1122 1 1 bed u bebed RrrR A rRrr 11ibe RRr 3o RR d 28 4672 2 umbe be R AgRRRr r 123 i RRRR 8o RR a b c 30 d 解圖解圖 P3 2 3 3 基本放大電路如圖圖 P3 3 a b 所示 圖 a 虛線框內(nèi)為電路 圖 b 虛線框內(nèi)為電路 由電路 組成的多級放大電路如圖 c d e 所示 它們均正常工作 試說明圖 c d e 所示電路中 1 哪些電路的輸入電阻較大 2 哪些電路的輸出電阻較小 3 哪個電路的電壓放大倍數(shù)最大 a b c d e 圖圖 P3 3 31 解 解 1 圖 d e 所示電路的輸入電阻比較大 2 圖 c e 所示電路的輸出電阻比較小 3 圖 e 所示電路的電壓放大倍數(shù)最大 3 4 電路如圖如圖 P3 l a b 所示 晶體管的 均為 150 均為 Q 點合適 求解 和 be r2k u A i R o R 解 解 在圖 a 所示電路中 2 1 2 1 1 1 1 be u be r A r 23 2 2 225 u be R A r 12 225 uuu AAA 121 1 35 ibe RRRrk 3 3 o RRk 在圖 b 所示電路中 112 1 1 136 be u be Rr A r 24 2 2 75 u be R A r 12 10200 uuu AAA 5231 2 ibe RRRRrk 4 1 o RRk 3 5 電路如圖圖 P3 l c e 所示 晶體管的 均為 200 均為 場效應管的 gm為 15mS Q 點合 be r3k 適 求解 和 u A i R o R 解 解 在圖 c 所示電路中 132 1 1 125 be u be Rr A r 24 2 2 133 3 u be R A r 12 16666 7 uuu AAA 11 3 ibe RRrk 4 2 o RRk 在圖 e 所示電路中 32 1242 1 30 umbem AgRrRg R 4 2 4 1 1 1 u be R A rR 12 30 uuu AAA 1 10M i RR 2 4 25 1 be o rR RR 3 6 圖圖 P3 6 所示電路參數(shù)理想對稱 晶體管的 均為 100 試求 Rw的 100 bb r 0 7 BEQ UV 滑動端在中點時 T1管和 T2管的發(fā)射極靜態(tài)電流以及動態(tài)參數(shù) Ad和 Ri EQ I 圖圖 P3 6 圖圖 P3 7 解 解 Rw 滑動端在中點時 T1管和 T2管的發(fā)射極靜態(tài)電流分析如下 EQ I 2 2 W BEQEQEQeEE R UIIRV 0 517 2 2 EEBEQ EQ W e VU ImA R R 動態(tài)參數(shù) Ad和 Ri分析如下 26 1 5 18 be bb EQ mV rrk I 33 98 1 2 c d beW R A rR 2 1 20 5 ibeW RrRk 3 7 電路如圖圖 P3 7 所示 T1和 T2兩管的 均為 140 均為 4k 試問 若輸入直流信號 be r 則電路的共模輸入電壓差模輸入電壓輸出動態(tài)電壓mVuI20 1 mVuI10 2 Ic u Id u o u 解 解 電路的共模輸入電壓 差模輸入電壓 差模放大倍數(shù)和動態(tài)電壓 分別為 IC u Id u d A O u 12 15 2 II IC uu umV 12 10 IdII uuumV 175 2 c d be R A r 1 75 OdId uA uV 3 8 電路如圖圖 P3 8 所示 Tl和 T2的低頻跨導 gm均為 10mS 試求解差模放大倍數(shù)和輸入電阻 圖圖 P3 8 圖圖 P3 9 解 解 差模放大倍數(shù)和輸入電阻分別為 200 dmd Ag R i R 34 3 9 試寫出圖圖 P3 9 所示電路 Ad和 Ri的近似表達式 設 Tl和 T2的電流放大系數(shù)分別為 1和 2 b e 間 動態(tài)電阻分別為和 1be r 2be r 解 解 Ad和 Ri的近似表達式分別為 12 112 2 1 L c d bebe R R A rr 112 2 1 ibebe Rrr 3 10 電路如圖圖 P3 10 所示 Tl T5的電流放大系數(shù)分別為 1 5 b e 間動態(tài)電阻分別為 rbe1 rbe5 寫出 Au Ri和 Ro的表達式 圖圖 P3 10 圖圖 P3 11 解 解 Au Ri和 Ro的表達式分析如下 112445 1 1 1 2 Obe u Ibe uRrR A ur 246557 2 2445 1 1 Obe u Ibe uRrR A urR 357 3 3557 1 1 O u Ibe uR A urR 123 O uuuu I u AAAA u 12ibebe Rrr 56 7 5 1 be o rR RR 35 3 11 電路如圖圖 P3 11 所示 已知電壓放大倍數(shù)為 100 輸入電壓 uI為正弦波 T2和 T3管的飽和壓降 UCES 1V 試問 1 在不失真的情況下 輸入電壓最大有效值 Uimax為多少伏 2 若 Ui 10mV 有效值 則 Uo 若此時 R3開路 則 Uo 若 R3短路 則 Uo 解 解 1 最大不失真輸出電壓有效值為 7 78 2 CCCES om VU UV 故在不失真的情況下 輸入電壓最大有效值 max 77 8 om i u U UmV A 2 Ui 10mV 則 Uo 1V 有效值 若 R3開路 則 Tl和 T3組成復合管 等效 T3可能飽和 使得 直流 若 R3短路 則 13 11 O UV 直流 11 3 O UV 36 第四章第四章 習題解答習題解答 4 1 如題 4 1 圖所示 MOSFET 轉(zhuǎn)移特性曲線 說明各屬于何種溝道 若是增強型 開啟電壓等 于多少 若是耗盡型 夾斷電壓等于多少 答 a P EMOSFET 開啟電壓 VV thGS 2 b P DMOSFET 夾斷電壓 或統(tǒng)稱為開啟電壓 OffGS V VV thGS 2 c P EMOSFET 開啟電壓 VV thGS 4 d N DMOSFET 夾斷電壓 或也稱為開啟電壓 OffGS V VV thGS 4 4 2 4 個 FET 的轉(zhuǎn)移特性分別如題 4 2 圖 a b c d 所示 設漏極電流 iD的實際方向為正 試問它們各屬于哪些類型的 FET 分別指出 iD的實際方向是流進還是流出 答 a P JFET 的實際方向為從漏極流出 D i b N DMOSFET 的實際方向為從漏極流進 D i c P DMOSFET 的實際方向為從漏極流出 D i d N EMOSFET 的實際方向為從漏極流進 D i 4 3 已知 N 溝道 EMOSFET 的 nCox 100 A V2 VGS th 0 8V W L 10 求下列情況下的漏極 電流 a VGS 5V VDS 1V b VGS 2V VDS 1 2V c VGS 5V VDS 0 2V d VGS VDS 5V 解 已知 N EMOSFET 的 108 0 100 2 L W thGSoxn VVVAC a 當時 MOSFET 處于非飽和狀態(tài)VVVV DSGS 1 5 thGSGSDS VVV 37 mAVVVVI V mA thGSGSL WC D DS DS xo n 7 3118 052101 02 2 2 1 2 2 2 b 當時 MOSFET 處于臨界飽和VVVV DSGS 2 1 2 DSthGSGS VVVV 2 1 mAVVCI V mA thGSGSL W oxnD 72 0 8 02101 0 2 2 2 1 2 2 1 c 當時 MOSFET 處于非飽和狀態(tài)VVVV DSGS 2 0 5 DSthGSGS VVVV 2 4 d mAVVVVCI V mA DSDSthGSGSL W oxnD 82 0 2 02 08 052101 02 2 2 1 2 2 1 2 當時 MOSFET 處于飽和狀態(tài)VVV DSGS 5 thGSGSDS VVV mAVVCI V mA thGSGSL W oxnD 82 8 8 05101 0 2 2 1 2 2 1 2 4 4 N 溝道 EMOSFET 的 VGS th 1V nCox W L 0 05mA V2 VGS 3V 求 VDS分別為 1V 和 4V 時的 ID 解 1 當時 由于VVDS1 VVVVV thGSGS 213 即 N EMOSFET 工作于非飽和區(qū) thGSGSDS VVV 2 2 1 2 2 1 1113205 0 2 2 V mA DSDSthGSGSL W oxnD VVVVCI mA75 0 2 當時 由于 N EMOSFET 工作于飽和區(qū)VVDS4 thGSGSDS VVV 2 2 1 2 2 1 1305 0 2 V mA thGSGSL W oxnD VVCI mA1 0 4 5 EMOSFET 的 VA 50V 求 EMOSFET 工作在 1mA 和 10mA 時的輸出電阻為多少 每種情況 下 當 VDS變化 10 即 VDS VDS 10 時 漏極電流變化 ID ID 為多少 解 1 當 時mAID1 VVA50 38 Kr mA V I V o D A 50 1 50 當 時mAID10 VVA50 Kr mA V I V o D A 5 10 50 2 當變化 10 時 即 DS V 10 DS DS V V 由于 D D I D I DS DS V DS V D DS I V I V o r 對二種情況都一樣 DSDS V V I V Ir V I I VV A DS D D I A V DS Do DS DS V DS V D D 2 0 50 10 10 10 或者 由于 A D V I DS g DSI I DDSDV V DSV I DSDSD V IVIVVgI D D A DS A D 2 0 2 0 4 6 一個增強型 PMOSFET 的 pCox W L 80 A V2 VGS th 1 5V 0 02V 1 柵極接 地 源極接 5V 求下列情況下的漏極電流 a VD 4V b VD 1 5V c VD 0V d VD 5V 解 根據(jù)題意 P EMOSFET 導通 VVVVVVV thGSSGGS 5 1550 1 2202 0 08 0 80 VC V mA V A L W oxp a 當時 由于此時VVD4 thGSDGGD VVVVVVV 440 P EMOSFET 處于非飽和狀態(tài) 2 2 1 2 2 1 115 15208 0 2 2 V mA DSDSthGSGSL W oxpD VVVVCI mA24 0 39 b 當時 此時VVD5 1 thGSGD VVVVV 5 15 10 P EMOSFET 處于臨界飽和狀態(tài) 5 3 02 0 15 1508 0 1 2 2 1 2 2 1 2 V mA DSthGSGSL W oxpD VVVCI mA mA 5243 0 07 1 49 0 c 當時 VVD0 VVDS5 VVVVV thGSGS 5 35 15 即 P EMOSFET 處于飽和狀態(tài) thGSGSDS VVV 502 0 15 1508 0 1 2 2 1 2 2 1 2 V mA DSthGSGSL W oxpD VVVCI mA mA 539 0 1 149 0 d 當時 VVD5 VVDS10 VVV thGSGS 5 3 即 P EMOSFET 處于飽和狀態(tài) thGSGSDS VVV 1002 0 15 1508 0 1 2 2 1 2 1 2 2 V mA DSthGSGSL W oxpD VVVCI mA mA 588 0 2 149 0 4 7 已知耗盡型 NMOSFET 的 nCox W L 2mA V2 VGS th 3V 其柵極和源極接地 求它 的工作區(qū)域和漏極電流 忽略溝道長度調(diào)制效應 a VD 0 1V b VD 1V c VD 3V d VD 5V 解 根據(jù)題意 則 0 SG VV0 GS V VVVV thGSGS 330 a 當時 VVD1 0 VVVV SDDS 1 0 thGSGS VV 40 N DMOSFET 工作于非飽和區(qū) 或三極管區(qū) 2 2 1 2 2 1 1 01 03222 2 V mA DSDSthGSGSL W oxnD VVVVCI mA59 0 b 當時 VVD1 VVVV SDDS 1 thGSGS VV N DMOSFET 工作于非飽和區(qū) 2 2 1 2 2 1 113222 2 V mA DSDSthGSGSL W oxnD VVVVCI mA5 c 當時 VVD3 thGSGSSDDS VVVVVV 3 N DMOSFET 工作于臨界飽和狀態(tài) 由于忽略溝道長度調(diào)制效應 則 2 2 1 2 2 1 32 2VVVCI V mA thGSGSL W oxnD mA9 d 當時 VVD5 VVVV SDDS 5 thGSGS VV N DMOSFET 工作于飽和區(qū) 由于忽略溝道長度調(diào)制效應 則 2 2 1 2 2 1 32 2VVVCI V mA thGSGSL W oxnD mA9 4 8 設計題 4 8 圖所示電路 使漏極電流 ID 1mA VD 0V MOSFET 的 VGS th 2V nCox 20 A V2 W L 40 解 由于 VVVVVVmAI thGSGDD 2 0 0 1 則 KR mA VV I VV D D DDD 5 1 05 又由于 MOSFET 處于飽和工作區(qū) DS V thGSGS VV 41 且 2202 0 20 V mA V A oxnC 40 L W 則 2 2 1 thGSGSL W oxnD VVCI 代入數(shù)據(jù)得 2 2 1 24002 0 1 2 GS V mA VmA 5 22 2 4 0 1 2 V mA mA GS V 得58 15 22 GS V VVGS58 1 2 因為 不符合題意 舍去VVGS42 0 58 1 2 thGS V VVGS58 3 58 12 又 則VVVVV SSGGS 58 3 VVS58 3 得 KR mA V I VV S D SSS 42 1 1 558 3 4 9 題 4 9 圖所示電路 已知 nCox W L 200 A V2 GS th 2V A 20V 求漏極電壓 解 已知 222 0200 V mA V A L W oxnC VV thGS 2 VVA20 a 由于 MOSFET 導通 假設 MOSFET 工作于飽和區(qū) 則 VVGS3 VV thGS 2 02010112 01 20 1 2 2 1 2 2 1 2 D V mA DSthGSGSL W oxnD IVVVCI D I 5 11 0 DD II 5 110 mAID1364 0 11 5 1 42 VRIVV DDD 27 7 10 由于 說明 MOSFET 確實工作在飽和區(qū) 假設成立 thGSGSD VVVV 27 7 b 由于 MOSFET 導通 假設 MOSFET 工作于飽和區(qū) 則 VVVV thGSGS 23 02020112 01 20 1 2 2 1 2 2 1 2 D V mA DSthGSGSL W oxnD IVVVCI D I 21 0 即 DD II 210211 D I mAID1818 0 11 2 VKmAVRIVV DDD 36 16201818 0 2020 由于 說明 MOSFET 確實工作在飽和區(qū) 假設成立 VVDS36 16 thGSGS VV c 由于 MOSFET 導通 假設 MOSFET 工作于飽和區(qū) 則 VVVV thGSGS 24 02020122 01 20 1 2 2 1 2 2 1 2 D V mA DSthGSGSL W oxnD IVVVCI D I 24 0 即 DD II4810 814 D I mAID5714 0 14 8 VKmAVRIVV DDD 57 8 205714 0 2020 由于 說明 MOSFEE 確實工作在飽和區(qū) 假設成立 thGSGSDS VVVV 57 8 4 10 在題 4 10 圖所示電路中 假設兩管 n Cox相同 VGS th 0 75V ID2 1mA 若忽略溝道 長度調(diào)制效應 并設 T1管的溝道寬長比 W l 是 T2管的 5 倍 試問流過電阻 R 的電流 IR 43 值 解 根據(jù)題意 T1 T2兩管的 Cox相同 忽略溝道長度調(diào)制效應 n VV thGS 75 0 21 2 5 1 L W L W D mAI 由于工作于飽和區(qū) 設 T2也工作于飽和區(qū) 則 111 TVVV thGSGSDS 2 22 1 2 2 12 1 1 thGSGSL W oxnD RthGSGSL W oxnD VVCI IVVCI 則 5 2 1 2 L W L W D R I I mAII DR 55 2 4 11 在題 4 11 圖所示電路中 已知 P 溝道增強型 MOSFET 的 VGS th 2 40 2 VA L W Cox p 1V 并忽略溝道長度調(diào)制效應 1 試證 對于任意 RS值 場效應管都工作在飽和區(qū) 2 當 RS為 12 5k 時 試求電壓 VO值 解 已知 P EMOSFET 的 VVC thGS V mA V A L W oxp 1 04 0 40 22 2 1 忽略溝道長度調(diào)制效應 1 證 由于 SSthGSGS VVVVVV 9110 SDS VVV 10 在任意 RS值時均成立 DS V thGSGS VV 因此 對于任意 Rs值 P EMOSFET 均工作在飽和區(qū) 2 當時 KRS5 12 SDS RIV 44 VKmARIVV mAI VRIVmAI mAImAI II IIIII IRIVVCI SDSO D SDSD DD DD DDDDD DSD V mA thGSGSL W oxPD 6 5 5 1245 0 45 0 4 14 15 1 45 0 15 1 08125025 156 258122525 156259 5 12 5 12904 0 904 0 11 21 2 2 2 222 2 1 2 舍去不符合題意時由于 得 4 12 已知 N 溝道增強型 MOSFET 的 n 1000cm2 V s Cox 3 10 8F cm2 W L 1 1 47 VA 200V VDS 10V 工作在飽和區(qū) 試求 1 漏極電流 IDQ分別為 1mA 10mA 時相應的跨導 gm 輸出電阻 rds 2 當 VDS增加 10 時 IDQ相應為何值 3 畫出小信號電路模型 解 根據(jù)題意 222 2 0102 0 2 101031000 47 1 1 8 2 1 2 1 V mA V A cm F SV cm L W oxnC N EMOSFET 工作在飽和區(qū)VVA200 VVDS10 1 當漏極