《模電》經(jīng)典習(xí)題

1、 習(xí)題課習(xí)題課2 1例例1. 電路如圖所示，試求：電路如圖所示，試求： 1.標(biāo)明標(biāo)明BJT T1、T2的類型及發(fā)射極箭頭方向；的類型及發(fā)射極箭頭方向；2.設(shè)設(shè)T1、T2的飽和壓降的飽和壓降VCES=1V，求，求Pom=？；？；3.若運(yùn)放的最大輸出電流為若運(yùn)放的最大輸出電流為 10mA，為了使，為了使RL得到最大輸出電流得到最大輸出電流Iom，T1、T2的的 值應(yīng)不低于何值？值應(yīng)不低于何值？4.為了提高輸入電阻，降低輸出電阻并使放大性能穩(wěn)定，應(yīng)如何通過為了提高輸入電阻，降低輸出電阻并使放大性能穩(wěn)定，應(yīng)如何通過RF引入引入反饋？在圖中畫出連接方式；反饋？在圖中畫出連接方式；5.在上題情況下，設(shè)運(yùn)放

2、是理想的，若要求在上題情況下，設(shè)運(yùn)放是理想的，若要求VS=100mV時時Vo=5V，則，則RF=？+ VS_Vo1k 1k RL8 R1R2R3D1D2+15V 15VT1T2+9V 9VRF解：解：1. T1為為NPN, T2為為PNP,如圖所示；如圖所示；WRVpLomom482192. 222 ）（100108810. 3 mAVmAIom 4. RF引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋，如圖所示；引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋，如圖所示；501 . 05. 5 soVFVVA50111 VFFVAKRF RF=49K 習(xí)題課習(xí)題課2 2例例2. 圖所示的兩級放大電路中，設(shè)各個反饋都足夠深，各電容的容抗可忽圖所示的兩

3、級放大電路中，設(shè)各個反饋都足夠深，各電容的容抗可忽略不計。略不計。 1指出反饋元件及其反饋類型；指出反饋元件及其反饋類型； 2畫出小信號模型（簡化的）等效電路；畫出小信號模型（簡化的）等效電路； 3求電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式求電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式; 4求放大器的輸入電阻求放大器的輸入電阻Ri和輸出電阻和輸出電阻Ro的近似值。的近似值。Vi+_+VccRDRSRgC2C1C3T1T2RfRcRL_+Vo解：解：1. Rs構(gòu)成電流串聯(lián)負(fù)反饋，構(gòu)成電流串聯(lián)負(fù)反饋，Rf構(gòu)成電壓并聯(lián)負(fù)反饋；構(gòu)成電壓并聯(lián)負(fù)反饋；Vi+_RDRSRgRfRcRL_+Vorbegm Vgs+_VgsIb Ib2.小信號模型等效電

4、路如圖所示；小信號模型等效電路如圖所示；虛虛地地3. 深度負(fù)反饋下有，深度負(fù)反饋下有，ssgsmgsmfgsmioGRRVgVgVVgVIA11 fofoooRRIRIIVA 111sfRGooioioVRRAAIVVIVVA 114. 由于深度負(fù)反饋，由于深度負(fù)反饋， Ri=Rg Ro 0 習(xí)題課習(xí)題課2 3例例3電路如圖所示，設(shè)運(yùn)放均為理想的。電路如圖所示，設(shè)運(yùn)放均為理想的。1寫出寫出uo與與ui的關(guān)系式；的關(guān)系式；2流過電阻流過電阻R2的電流的電流i2=？uouii2R1R2R3R4R5R6R7A2A1解：解：虛虛地地虛虛地地uoAB由于未接負(fù)載，故由于未接負(fù)載，故B點(diǎn)電位為點(diǎn)電位為uo

5、，因運(yùn)放為理想的，滿足兩因運(yùn)放為理想的，滿足兩虛條件，故虛條件，故A點(diǎn)為虛地。點(diǎn)為虛地。0. 2. 1214 iRRuuAiou 習(xí)題課習(xí)題課2 4例例4 CC-CC兩級放大電路如圖所示，已知三極管兩級放大電路如圖所示，已知三極管1 1=2 2=60=60，rbe1=5=5k，rbe2=1=1k，求電路的輸入電阻求電路的輸入電阻Ri和輸出電阻和輸出電阻Ro。解：解： krRRRbeeLi5 .56161)10/1()1)(/(2222 kRRii91107/60910051/7.5/）（ krRRRbeeii609561)12/45.56()1)(/(1112 9812/)601/()51(/

6、)1/()(1111ebeSoRrRR 181/)601/()1098. 0(/)1/()(2221ebeooRrRR 習(xí)題課習(xí)題課2 5例例5 在圖示電路中，在圖示電路中， 1.1.試證明電路的電壓傳輸比為：試證明電路的電壓傳輸比為： )1(31RCRCjUUof 2.2.用該網(wǎng)絡(luò)和集成運(yùn)放組成一個正弦振蕩器時，其振蕩頻率用該網(wǎng)絡(luò)和集成運(yùn)放組成一個正弦振蕩器時，其振蕩頻率為多少？增益多大時才能振為多少？增益多大時才能振 蕩？蕩？3.3.畫出振蕩電路圖。畫出振蕩電路圖。 RRCCuOuf解：解：1 )1(311)1/(1)1/(1.0.RCRCjcjRRcjRcjRcjRcjUUFf 2A3，

7、F=1/33300PR250k470k22k3300P470k+-AR4R1RRCCRCfo 21 3其電路圖如右：其電路圖如右： 習(xí)題課習(xí)題課2 6例例6 圖中的運(yùn)放圖中的運(yùn)放A都為理想運(yùn)放，試問電路能否產(chǎn)生振蕩？都為理想運(yùn)放，試問電路能否產(chǎn)生振蕩？若能振蕩，請求出振蕩頻率若能振蕩，請求出振蕩頻率fo ，以及滿足起振所要求的幅度，以及滿足起振所要求的幅度條件（即條件（即R3/R2的大小）；如不能起振，試說明理由。的大?。蝗绮荒芷鹫?，試說明理由。R3R2+-+-+-+-RRRRCCCA1A2A3A4 解：由于解：由于 01801 AA 三節(jié)三節(jié)RC電路可移相電路可移相270270 ，因此，因

8、此可以滿足相位平衡條件，該電路可能產(chǎn)生振蕩。振蕩時，由圖可可以滿足相位平衡條件，該電路可能產(chǎn)生振蕩。振蕩時，由圖可得：得： 33322222223323.31)13(1)1(CRCRjCRRRRCjRCjRRFA 令虛部為零，即，令虛部為零，即， 得到：得到： 13222 CR ,310CR CRf3210 習(xí)題課習(xí)題課2 7時時應(yīng)應(yīng)有有在在0 1. FA1131222023 CRRR 即即，823 RR故故有有CRjCRjCRjF 1111.1 01601 CRarctgF 令令,310CR 求求得得時時，在在0 21.1 F81)21(3. F823 RRA故故要要求求注：也可以這樣計算，

9、一節(jié)注：也可以這樣計算，一節(jié)RC電路的傳輸函數(shù)為電路的傳輸函數(shù)為 習(xí)題課習(xí)題課2 8例例7分立元件組成的串聯(lián)式穩(wěn)壓電源如圖所示，試分析其工分立元件組成的串聯(lián)式穩(wěn)壓電源如圖所示，試分析其工作原理，計算輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍。作原理，計算輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍。VCC_CIRCLEVCC_CIRCLEVCC_CIRCLEVCC_CIRCLE312.7V1kR12R3RRP4RT2T3DZ1T+-+-1k24330220UB1UB2B3UZUOUIU基準(zhǔn)電壓取樣電路調(diào)整管放大比較環(huán)節(jié) 習(xí)題課習(xí)題課2 9穩(wěn)壓原理：穩(wěn)壓原理：UoUB3UBE3=（UB3-UZ）UC3 （UB2 ）Uo當(dāng)當(dāng) Ui 增加或輸出電流

10、減小使增加或輸出電流減小使 Uo升高時升高時VCC_CIRCLEVCC_CIRCLEVCC_CIRCLEVCC_CIRCLE312.7V1kR12R3RRP4RT2T3DZ1T+-+-1k24330220UB1UB2B3UZUOUIU 習(xí)題課習(xí)題課2 10輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍：輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍：VCC_CIRCLEVCC_CIRCLEVCC_CIRCLEVCC_CIRCLE312.7V1kR12R3RRP4RT2T3DZ1T+-+-1k24330220UB1UB2B3UZUOUIUOP434BE3ZURRRRUU 因為：因為：4P43BE3ZO)(RRRRUUU 所以：所以： 習(xí)題課習(xí)題課2

11、11將參數(shù)代入，可將參數(shù)代入，可求出輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍。求出輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍。VCC_CIRCLEVCC_CIRCLEVCC_CIRCLEVCC_CIRCLE312.7V1kR12R3RRP4RT2T3DZ1T+-+-1k24330220UB1UB2B3UZUOUIUV77.34 .322022024)(4p43BE3ZOmin RRRRUUUV8.94.322033022024)(4p43BE3ZOmax RRRRUUU 習(xí)題課習(xí)題課2 12例例8 電路如圖所示，若電路如圖所示，若RDrbe, rdsrbe ，1，gmrds1的條件下，試證明，電路增益為：的條件下，試證明，電路增益為： A

12、u=uo / ui=gm(R1+R2)/（1+gm R1） VDDRDR1R2T1T2uouI解：電路為電壓串聯(lián)負(fù)反饋，所以解：電路為電壓串聯(lián)負(fù)反饋，所以 )()(212120RRugRRIUgsmC 111RuguRIuUgsmgsRgsi )1/()()/()(121121RgRRgRuguRRugAmmgsmgsgsmu 所以，所以， 習(xí)題課習(xí)題課2 13例例9 在圖所示的二種電路中；在圖所示的二種電路中； (1) (1) 各晶體管分別組成何種組各晶體管分別組成何種組態(tài)的放大電路；態(tài)的放大電路； (2) (2) 畫出電路的直流通路和交流通路；畫出電路的直流通路和交流通路； (3) (3)

13、 畫出低頻小信號條件下的等效電路；畫出低頻小信號條件下的等效電路； (4) (4) 求各電路的電壓增求各電路的電壓增益益A Au u = u= uo o / u/ ui i； u02ui+VCC-VEEu01T1T2RCRE(a) 解：解：1 1對（對（a）圖中的）圖中的T1管組成管組成CC電路，電路，T2管成管成CB電路；電路；（b b）圖的）圖的T T1 1為為CSCS放大電路，放大電路，T T2 2仍為仍為CBCB電路；電路； C1uiu02-VGG+VBBT1T2RGRC+VCC(b) 習(xí)題課習(xí)題課2 142（a）（）（b）的直流通路如下：）的直流通路如下： u02-VGG+VBBT1

14、T2RGRC+VCC(b)2REu02ui+VCC-VEEu01T1T2RC(a)-VEE2RE3 3（a）（）（b）的低頻小信號等效電路如下：）的低頻小信號等效電路如下： u uo2o2RGrbeg gm mu ugsgsu ui iRCiib b(b)(b)u uo orbe1rbe2RCiib2b2iib1b1u ui i(a)(a) 習(xí)題課習(xí)題課2 154.4.各電路的電壓增益各電路的電壓增益A Au u = u= uo o / u/ ui iu uo orbe1rbe2RCiib2b2iib1b1u ui i(a)(a)beciourRuuA2 u uo2o2RGrbeg gm mu

15、 ugsgsu ui iRCiib b(b)(b)cmgscgsmgscbiouRguRuguRiuuA (a):(b): 習(xí)題課習(xí)題課2 16例例10 ； 單端輸入單端輸入/單端輸出的差動放大電路如圖所示，單端輸出的差動放大電路如圖所示， 1=2=60， rbe1=rbe2=3K，UBE1=UBE2=0.6V1 1計算計算ui 為為0時的時的Ic1、Ic2、UCE1、UCE2;2計算計算Aud 、rid和和ro ; 3計算共模電壓放大倍數(shù)計算共模電壓放大倍數(shù)Auc 、CMRR，4.若輸入信號為若輸入信號為ui=20sint(mV)的正弦電壓。試畫出的正弦電壓。試畫出uc2、和、和ue 的交流

16、電壓成的交流電壓成份的波形，并標(biāo)明幅值大小。份的波形，并標(biāo)明幅值大小。 RL10k+10kuoui+12V-12VT1T210k-+- 解：（解：（1 1）當(dāng)）當(dāng)ui=0時，時， UE=-0.6VmARVUIIIIeEEEEECC565. 02)(2121 VUVUeCCCE6 .121 LCCCCCLRCRURUVIIIC 2VUC175. 32 解解得得：VUCE775. 32 習(xí)題課習(xí)題課2 17（2）其差模放大倍數(shù)為：其差模放大倍數(shù)為： 5032605/21 beLCudrRRA krrbeid62 kRrCo102453. 0)1(2/ ebeLCucRrRRA （3）共模放大倍數(shù)為

17、：共模放大倍數(shù)為： dBAACMRRuduc46502453. 0lg20lg20 共模共模抑制比：抑制比：差模差模輸入電阻：輸入電阻：（4 4）當(dāng)輸入）當(dāng)輸入 時，可分為差模輸入時，可分為差模輸入電壓和共模輸入兩部分，電壓和共模輸入兩部分，其中其中u ue e中只有共模電壓成分，即中只有共模電壓成分，即 )(sin20mVtui )(sin10mVtue 習(xí)題課習(xí)題課2 18所以其波形有：所以其波形有： 20200997.5997.5010100)(mVui)(2mVuC)(mVuettt而在而在uc2中既有差模中既有差模成分又有成分又有共成分，所以有，共成分，所以有， )(sin547.9

18、97102453. 020502mVtuAuAuicuciudc 習(xí)題課習(xí)題課2 19例例11 設(shè)設(shè)T1和和T2的電流放大系數(shù)分別為的電流放大系數(shù)分別為1和和2，b-e間動態(tài)電阻間動態(tài)電阻分別為分別為rbe1和和rbe2。試寫出圖示電路。試寫出圖示電路Ad、Ri和和Ro的近似表達(dá)式。的近似表達(dá)式。 解：解：Ad和和Ri的近似表達(dá)式分別為的近似表達(dá)式分別為 be211beLc21d)1()2(rrRRA )1( 2be21be1irrR cRR2o 因雙端輸出：因雙端輸出： 習(xí)題課習(xí)題課2 20例例12 電路如圖所示，電路如圖所示，T1T5的電流放大系數(shù)分別為的電流放大系數(shù)分別為15，b-e間動

19、態(tài)電阻分別為間動態(tài)電阻分別為rbe1rbe5，寫出，寫出Au、Ri和和Ro的表達(dá)式。的表達(dá)式。 解解: Au 、Ri和和Ro的表達(dá)式分析如下：的表達(dá)式分析如下： 56be57obe2be1i1 RrRRrrR54be42be1221I1O1)1(2)(RrRrRRuuAiiu 75be5354be4364I2O22)1()1()(RrRRrRRuuAiiu 321IO75be575I3O33)1()1(uuuuuAAAuuARrRuuA 習(xí)題課習(xí)題課2 21例例13 電路如圖所示。已知電壓放大倍數(shù)為電路如圖所示。已知電壓放大倍數(shù)為100，輸入電壓，輸入電壓uI為正弦波，為正弦波，T2和和T3管

20、的飽和壓降管的飽和壓降UCES=1V。試問：。試問：（1）在不失真的情況下，輸入電壓最大有效值）在不失真的情況下，輸入電壓最大有效值Uimax為多少伏？為多少伏？（2）若）若Ui10mv(有效值有效值)，則，則Uo？若此時？若此時R3開路，則開路，則Uo=？若若R3短路，則短路，則Uo=？解：（解：（1）最大不失真輸出電壓有效值）最大不失真輸出電壓有效值為為V78. 72CESCCom UVU故在不失真的情況下，輸入電壓最故在不失真的情況下，輸入電壓最大有效值大有效值UimaxmV8 .77omimax uAUU（2）若若Ui10mV，則，則Uo1V（有效值）。（有效值）。 若若R3開路，則開

21、路，則T1和和T3組成復(fù)合管，等效組成復(fù)合管，等效13，T3可能飽和，可能飽和，使得使得uO11V（直流）。若（直流）。若R3短路，則短路，則uO11.3V（直流）。（直流）。 習(xí)題課習(xí)題課2 22例例14 多路電流源電路如圖多路電流源電路如圖P4.4所示，已知所有晶體管的特性均所示，已知所有晶體管的特性均相同，相同，UBE均為均為0.7V。試求。試求IC1、IC2各為多少。各為多少。 解：因為解：因為T1、T2、T3的特性均相同，的特性均相同，且且UBE均相同，所以它們的基極、集均相同，所以它們的基極、集電極電流均相等，設(shè)集電極電流為電極電流均相等，設(shè)集電極電流為IC。先求出先求出R中電流，再求解中電流，再求解IC1、IC2。 當(dāng)當(dāng)（1）3時時 ARUUVIR 1000BEBE3CC RII 322C AIIIR 100C2C1 )1( 313CCBC0B3C0 IIIIIIIR 習(xí)題課習(xí)題課2 23例例15 圖示電路是某集成運(yùn)放電路的一部分，單電源供電，圖示電路是某集成運(yùn)放電路的一部分，單電源供電，T1、T2、T3為放大管。試分析：（為放大管。試分析：（1）100A電流源的作用；電流源的作用；（2）T4的工作區(qū)域的工作區(qū)域(截止、放大、飽和截止、放大、飽和)；（；（3）50A電流源電流源的作用；（的作