電子線路1課后習(xí)題答案

電子線路1課后習(xí)題答案

《電子線路（I）》董尚斌編

課后習(xí)題（1到7章）

第1章

1-1本征半導(dǎo)體與雜質(zhì)半導(dǎo)體有什么區(qū)別？

解：本征半導(dǎo)體是純凈的，沒有摻雜的半導(dǎo)體，本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性

能較差，在溫度為0K時，半導(dǎo)體中沒有載流子，它相當(dāng)于絕緣體。在室

溫的情況下，由本征激發(fā)產(chǎn)生自由電子一空穴對，并達到某一熱平衡值,

本征載流子濃度ni=A0Te3

2-EgO

2kT與溫度有關(guān)。

雜質(zhì)半導(dǎo)體是在本征硅或本征錯中摻入雜質(zhì)得到的，若摻入5價元素

的雜質(zhì)可得到N型半導(dǎo)體，N半導(dǎo)體中的多子為自由電子，少子為空穴,

由于摻入微量的雜質(zhì)其導(dǎo)電性能得到了極大的改善，其電導(dǎo)率是本征半導(dǎo)

體的好幾個數(shù)量級。在雜質(zhì)半導(dǎo)體中，多子的濃度取決于雜質(zhì)的濃度，而

少子的濃度與ni或正比，即與溫度有很大的關(guān)系。若摻入3價元素的雜質(zhì)

可得到P型半導(dǎo)體。

1-2試解釋空穴的作用，它與正離子有什么不同？

解：空穴的導(dǎo)電實際上是價電子導(dǎo)電，在半導(dǎo)體中把它用空穴來表示,

它帶正電是運載電流的基本粒子，在半導(dǎo)體中，施主雜質(zhì)電離后，它為半

導(dǎo)體提供了一個自由電子，自身帶正電，成為正離子，但由于它被固定在

晶格中，是不能移動的。

1-3半導(dǎo)體中的漂移電流與擴散電流的區(qū)別是什么？

解：漂移電流是在電場力的作用下載流子定向運動而形成的電流，擴

散電流是由于濃度差而引起的載流子的定向運動而形成的電流

1-4在PN結(jié)兩端加反向偏壓時，為什么反向電流幾乎與反向電壓無

關(guān)？

解：PN結(jié)加反偏電壓，外加電場與內(nèi)電場方向相同,PN結(jié)變寬，外加

電壓全部降落在PN結(jié)上，而不能作用于P區(qū)和N區(qū)將少數(shù)載流子吸引過

來。漂移大于擴散，由于在P區(qū)及N區(qū)中少子的濃度一定，因而反向電流

與反偏電壓無關(guān)。

1-5將一個二極管看作一個電阻，它和一般由導(dǎo)體構(gòu)成的電阻有何區(qū)

別？

解：將二極管看作一個電阻，其明顯的特點是非線性特性。而一般由

導(dǎo)體構(gòu)成的電阻，在有限的電壓、電流范圍內(nèi)，基本上是線性的。

（1）二極管的正反向電阻，其數(shù)值相差懸殊。正向電阻很小，而反

向電阻很大。

（2）二極管具有負溫度系數(shù)，而導(dǎo)體構(gòu)成的電阻具有正溫度系數(shù)。

1-6在用萬用表的電阻檔測二極管的正向電阻時，發(fā)現(xiàn)R?10檔測出

的阻值小，而用R?100檔測出的阻值大，為什么？

解：萬用表測量電阻時，實際上是將流過電表的電流換算為電阻值刻

在表盤上，當(dāng)流過電表的電流大時，指示的電阻小，測量時，流過電表的

電流由萬用表的內(nèi)阻和二極管的等效直流電阻之和聯(lián)合決定。2

1

通常萬用表歐姆檔的電池電壓為L5V,RX10檔時，表頭滿量程為100

UA,萬用表的

'=150Q,RX100檔時萬用表的內(nèi)阻為RS=10RS'=1500內(nèi)阻

為RSQ。用萬用表測二極管所構(gòu)成的電路如題圖1-6（a）所示，圖中虛線

框內(nèi)所示電路為萬用表的等效電路。由圖可得管子兩端的電壓V和電流I

之間有下列關(guān)系：

'RX10檔：V=1.5-IRS

'RX100檔：V=1.5-IRS=1.5-10IRS

這兩個方程式在V-I坐標(biāo)系中均為直線，如圖（b）所示；從二極管本

身的特性看，管子的電壓和電流應(yīng)滿足特性曲線所表示的規(guī)律。因此，同

時受這兩種關(guān)系約束的電壓和電流必定在特性曲線與直流負載線的交點

±o用RX10檔測量時，交于圖中A點，萬用表讀數(shù)為VI/II；用RX100

檔測時，交于圖中B點，萬用表讀數(shù)為V2/12。顯然前者的阻值較小，而

后者的阻值大。

-1-18在300K下，一個錯晶體中的施主原子數(shù)等于2X1014cm3,

受主原子數(shù)等于3

-X1014cm3o

（1）試求這塊晶體中的自由電子與空穴濃度。由此判斷它是N型還

是P型錯？它的電功能主要是由電子還是由空穴來體現(xiàn)？

［提示］若阪=受主原子（負離子）濃度，

肥=施主原子（正離子）濃度,

則根據(jù)電中性原理，可得

Na+n=Nd+p

又np=ni2

(300K下，褚的ni=2.4X1013cm3)

由上二式可求出n、p之值。

—(2)若Na=Nd=1015cm3,重做上述內(nèi)容。

-----(3)若Nd=1016cm3,Na=1014cm3,重做上述內(nèi)容。一

解：(1)由np=ni與n+Na=P+Nd可得p2+(Nd-Na)p-ni=0

解之得

p=221?2-(Nd-Na)±(Nd-Na)2+4ni????2?

由于p>0,故上式根號前應(yīng)取“+”號，已知

2

ni=2.4X1013cm3,Na=3X1014cm3,Nd=2X1014cm

代入上式得-----3

p=l?14-(2-3)?10+?2?(2-3)?1014214-3+4(2.4?1013)2?=1.055?10cm??

-3n=p+(Nd-Na)=1.055X1014+(2-3)X1014=5.5

X1012cm

由此可知n<p因而是P型錯。

(2)由于Na=Nd,因而由n+Na=p+Nd得

—n=p=ni=2,4X1013cm3

這是本征錯。

-(3)由于Na<<Nd,因而可得n>>pn^Nd=1016cm3

2ni(2,4?1013)2

10-3n>>p,故為N型錯。p===5.76?10cml6nl0

1-20若在每105個硅原子中摻雜一個施主原子，試計算在T=300K

時自由電子和空穴熱平衡濃度值，摻雜前后半導(dǎo)體的電導(dǎo)率之比。

——解：T=300K時，r)0gNd=(4.96X1022/105)cm3=4.96義

1017cm3>>ni=1.5X

—1010cm3

則p0=ni2n0^4.53?102cm-3

一本征半導(dǎo)體電導(dǎo)率。本=(un+up)niq=5.04X106S/cm

雜質(zhì)半導(dǎo)體電導(dǎo)率。雜"Unn0q=119S/cm

因此。雜/。本=238X105

1-21在室溫(300K)情況下，若二極管的反向飽和電流為InA,問它

的正向電流為0.5mA時應(yīng)加多大的電壓。設(shè)二極管的指數(shù)模型為iD=IS(e

淇中

uDuDmVT-1)m=l,VT=26mVo

解：將iD=0.5mA,m=l,IS=lnA,eVT>>1代入公式得

euDT=iDIS?uDT=lniDIS

uD=VTIniD^0.34VIS

1-25二極管的正向伏安特性曲線如題圖1-25所示，室溫下測得二極

管中的電流為20mA,試確定二極管的靜態(tài)直流電阻RD

和動態(tài)電阻rd的大小。

3

解：(1-25)

從圖中可見，IDQ=20mA、VDQ=0.67V,所以靜態(tài)直流電阻RD為

RD=VDQ

IDQ=0.67=33.5Q-320710

從圖中可見，?ID=30-10=20mA,因而在靜態(tài)工作點處其交流電阻為

rd=VT26==1.3Q?ID20

1-26由理想二極管組成的電路如題圖1-26所示，試求圖中標(biāo)注的電

壓V和電流I的大小。

解：在圖(a)電路中D2管優(yōu)先導(dǎo)通，輸出端電壓=+3V,D1截止,

通過lkQ電阻的電流l=8mA；

題圖1-26(b)的變形電路如右圖所示，從

圖中可見：假定D1截止D2導(dǎo)通，則輸出端的電

H=10-(-10)?10+(-10)=+3.33V；由于5+10

D2是理想二極管，則A點電壓也為+3.33V,顯

然，假定D1截止是錯誤的。

若D1導(dǎo)通，A點電壓為零，則輸出端電壓

也為零V=0,則通過D1的電流為

l=100-(-10)-=lmA510

1-27二極管電路如題圖1-27所示，判斷圖中二極管是導(dǎo)通還是截止

狀態(tài)，并確定輸出電壓Vo。設(shè)二極管的導(dǎo)通壓降為Q7V。

解：判斷二極管在電路中的工作狀態(tài)，常用的方法是：首先假設(shè)將

要判斷的二極管斷開(圖中A、B兩點之間斷開)，然后求該二極管陽極與

陰極之間承受的電壓。如果該電壓大于導(dǎo)通電壓，則說明該二極管處于正

向偏置而導(dǎo)通，

兩端的實際電壓為二極管的導(dǎo)通壓降；4

如果該電壓小于導(dǎo)通電壓，則二極管處于反向偏置而截止。在判斷過

程中，如果電路中出現(xiàn)兩個以上二極管承受大小不相等的正向電壓，則應(yīng)

判定承受正向電壓較大者優(yōu)先導(dǎo)通，其兩端電壓為導(dǎo)通電壓降，然后再用

上述方法判斷其余二極管的狀態(tài)，具體分析如下：

①在圖題1-27(a)中，首先將二極管D斷開，求二極管兩端將承受

的電壓VAB=VA-VB=-5V—(—10V)=5V。顯然，二極管接入以后處

于正向偏置，工作在導(dǎo)通狀態(tài)。如果設(shè)二極管是理想器件，正向?qū)▔航?/p>

VD=0V,則輸出電壓VO=VA—VD=-5V。若考慮二極管的正向壓降VD(on)

=0.7V,則輸出電壓VO=VA-V(on)D=-5V-0.7V=-5.7V。

②在圖題1-27(b)中，斷開二極管VD,有VAB=VA-VB=-10V—(-

可見，二極管接入以后，將承受反向電壓，處于截止

5V)=-5VoVDD

狀態(tài)(相當(dāng)于斷開)，電路中電流等于零(設(shè)反向飽和電流為零)，R上的

電壓降等于零，故VO=VB=-5V。

③在圖題1-27(c)中，首先將D1和D2斷開，求兩管將承受的電壓

為：

VD1：VB1A=VB1-VA=OV-(-9V)=9V

VD2：VB2A=VB2-VA=-12V-(-9V)=-3V

二極管接入以后，VD1因正偏處于導(dǎo)通，則

VO=VA=VBl-VVDl=0V-0.7V=-0.7V

而VB2A=-12V-(-0.7V)=-11.3V,所以，VD2因反偏處于截止

狀態(tài)。

④在圖題1-27(d)中，首先將VD1和VD2斷開，求得兩管將承受的

電壓。

VD1：VAB1=VA-VB1=15V-OV=15V

VD2：VAB2=VA-VB2=15V-(-10V)=25V

二極管接入以后，因VD2承受的正向電壓較VD1高，優(yōu)先導(dǎo)通；使A

點的電位VA=VB2+VD2(on)=-10V+0.7V=-9.3V。DI因承受電壓而

截止。故

VO=VA=-9.3V

1-28題圖1-28所示電路中穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值為6V,穩(wěn)定電流

為10mA,額定功率為200mW,試問

(1)當(dāng)電源電壓在18V~30V范圍內(nèi)變化時，輸出Vo是多

少？穩(wěn)壓管是否安全？

(2)若將電源電壓改為5V,電壓Vo是多少？

(3)要使穩(wěn)壓管起穩(wěn)壓作用，電源電壓的大小應(yīng)滿足什么條

件？

解：由于穩(wěn)壓管的額定功率為200mW,而VZ為6V,則通過穩(wěn)壓管的

最大允許電流為

IZmax=200=33.3mA6

(1)當(dāng)電源電壓在18?30V范圍內(nèi)變化時，輸出電壓Vo=6,而通過

穩(wěn)壓管的電流IZ為IZ=30-6=24mAVIZmax,所以穩(wěn)壓管是安全的。1?103

(2)若電源電壓改為5V,電壓Vo=5V(不穩(wěn)壓)。

（3）10?10<-3VI-6-3<33.3?10?16V<VK39.3V31?10

1-29題圖1-29中給出實測雙極型三極管各個電極的對地電位，試判

定這些三極管是否處于正常工作狀態(tài)？如果不正常，是短路還是斷路？如

果正常，是工作于放大狀態(tài)，截止?fàn)顟B(tài)還是飽和狀態(tài)？

解：三極管的三種工作狀態(tài)的偏置特點為：

放大狀態(tài)一一發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏；飽和狀態(tài)一一發(fā)射結(jié)正偏、

集電結(jié)正偏；截5

止?fàn)顟B(tài)一一發(fā)射結(jié)反偏、集電結(jié)反偏。正偏時三極管的發(fā)射結(jié)電壓為:

硅管0.7V、錯管0.3V。若違反以上特點，則考慮管子是否損壞。

綜合分析后得：

（a）放大狀態(tài)；（b）發(fā)射結(jié)斷路；（c）放大狀態(tài)；（d）發(fā)射結(jié)短路;

（e）截止?fàn)顟B(tài)；（f）飽和狀態(tài)；（g）發(fā)射結(jié)斷路；（h）放大狀態(tài)。

1-32已知電路如題圖1-32所示，試判斷下列兩種情況下電路中三極

管的狀態(tài)：

（1）VCC=15VRb=390kQRc=3.1kQB=100

（2）VCC=18VRb=310kQRc=4.7kQ8=100

解：（1）

IBQ=VCC-VBEQ

Rb=15-0,7^36.7UA3390?10

ICQ=plBQ=100?36.7?10-6=3.67mA

VCEQ=VCC-ICQRc=15-11.4=3.6V

因為VCEQ>1V，所以T處于放大狀態(tài)

(2)

假設(shè)放大管處于飽和狀態(tài)，令VCESg0

則

ICS=VCC-VCES^3.83mARc

ICS=38.3UAIBS=IB=B18-0.7^55.8UA>IBS3310710

所以T處于飽和狀態(tài)。

1-34某三極管的輸出特性曲線如題圖1-34所示，從圖中確定該管的

主要參數(shù)：ICEO、PCM、V(BR)CEO,B(在VCE=10V,IC=4mA附近)。

答案：ICE0=0.2mA；PCM=40mW；VCE0=25V；8=

50

6

1-36若測得某半導(dǎo)體三極管在IB=20HA時.，IC=2mA；IB=60UA

時,IC=5.4mA,試求此管的8、ICEO及ICBO各為多少?

解：根據(jù)三極管電流分配關(guān)系IC=BIB+ICEO和已知條件，有

2000UA=20?B+ICEO

5400UA=60?B+ICEO

由此解得8=85ICEO=3OOUA

又ICEO=(1+B)ICBO,所以ICBO"3.5UA

1-38已知半導(dǎo)體三極管靜態(tài)工作點電流ICQ=2mA,B

=80,|VA|=100V,rbb'=0,試畫出器件的混合n型等

效電路，并求其參數(shù)rb'e、gm和rce值。

解：混合冗型等效電路如圖所示。由于a=B

1+8=0.9876,貝！JIEQ=ICQ/a=2.025mAAVT因止匕rb'e=（l+

8）=1040Q,gm=Brb'e=77mS,rce==50kQIEQICQ

1-42N溝道JFET的輸出特性如題圖1-42所示。漏源電壓的VDS=15V,

試確定其飽和漏電流IDSS和夾斷電壓VP。并計算VGS=-2V時的跨導(dǎo)gm。

解：由圖可得：飽和漏電流IDSS44mA,夾斷電

壓VP4-4V,VGS=-2V時，用作圖法求得跨導(dǎo)近似為：gm七

第2章

2-1什么叫放大器？試述題圖2-1放大電路中各元件的作用？

2-2根據(jù)放大電路的組成原則，判斷題圖2-2所示各電路能否正常放

大。

7△iD2.6-1.4%mS=1.2mS△vGS-l-（-2）

題圖2-2

解答：圖（a）電源電壓為負值，晶體管沒有合適的工作點，電路不

能正常放大；

圖（b）電容Cb隔斷了直流，晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)，電路不能正常放

大；圖（c）電容Cb將輸入信號短路，電路不能正常放大；

圖（d）晶體管的集電極為交流地電位，所以u。=0,電路不能正常放

大；圖（e）晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)，電路不能正常放大；

圖（f）電路有放大作用

2-3畫出題圖2-3放大電路的直流通路和交流通路以及uB、iB、iE、

uE的波形圖（設(shè)

放大器處于線性狀態(tài)工作，而且在工作頻率下耦合電容Cbus=Vsmsin

wt,Vsm<<VBE,

和Ce足夠大，它們所呈現(xiàn)的阻抗很小，可視為短路)。

題圖2-3題圖2-4

解：題圖

2-3

8

2-4在題圖2-4所示的電路中，已知管子的B

=100,VBE(on)=-0.7V,ICQ=217mArce不計，信號源us=O.lsin3t(V),設(shè)

rbb'=0,試求三極管各極電壓和電Rs=10kQ。

流值iB、uBE、iC、uCEo

解：VICQ=-2.17mA，IBQ=ICQ

P=-21.7|1A

rb'e=(l+p)VT=101?11.98=1.21kQICQ

=8.92sinu)t(|iA)ib=us

Rs+rb'e

則iB=IBQ+ib=(-21.7+8.92sin?t)UA

uBE=VBE(on)+ube=(-0.7+0.01sinwt)V

iC=ICQ+iC=(-2,17+0.892sinwt)mA

uCE=VCEQ+uo=(-7.66+0.27sinwt)V

2-8試用估算法確定題圖2-8所示放大電路的Q點。

已知三極管的8=50。

題圖

2-8

9

解：IBQ=VCC-IBQ(1+8)Rc-VBEQ

Rb+l+pRe

VCC-VBEQ

Rb+l+BRc+Re1)IBQ==54uA

2)ICQ=BIBQ=2.7mA

3)VCEQ=VCC-(IC+IB)(Rc+Re)=3.46V

2-10設(shè)計一個如題圖2-10所示的分壓式偏置電路。已知8=50,

VCC=12V它的靜態(tài)工作點ICQ=lmA,VCEQ=4.5V,VBEQ=0.7Vo試選擇Rbl、

、和

Rb2RcReo

解：因為VBQ=(3?5)V,這里取VBO=4V,所以VBQ

=VBQ-0.7V=3.3V

Re=

取標(biāo)稱值Re=3.3kQ

又因為IBQVEQIEQICQgVEQICQ=3.3=3.3kQ

31?101?10-3===20UA850

取11=(5?10)IBQ=(100—200)UA,這里取11712

=200RA所以Rb2=

取標(biāo)稱值Rb2=20kQVBQI2=4=20kQ-6200?10

Rbl=

取標(biāo)稱值Rbl=39kQ

VCC-VBQIl=12-4=40kQ200?10-5

10

Rc=

取標(biāo)稱值Rc=4.3kQVCC-VCEQ-VEQICQ=12-4.5-3.3=4.2kQ-31?10

2-13已知題圖2-13所示放大電路中三極管的參數(shù)為8=40試估算它,

rbb'=300Q,

的工作點及電壓增益，如果放大器輸出端外接4kQ的負載，問這時放

大器的電壓增益下降到多少？

題圖2-13題圖2-14

解：(1)靜態(tài)工作點依據(jù)題意有

Vbl

BQ=R

R(-VCC)=4.7

4.7?(-12)=-2.1V

bl+Rb222+

IEQVBQ-VBEQ0.2

EQ=V

R=

eR=-2.1+

el?103=-1.9mA

IIEQ-1.9710-3

BQ=l+=422-46UA

1-6

CQ=BQ=-40?46?10=-1.84mA

VCEQ=-VCC-ICQRc-IEQRe=-12+1.84?2.5+1.9?l=-5.5V

(2)電壓增益

因為

re=26(mV)

lmA=26

1.9=13.68Q

EQ

Ap0Rc40?25?103

ul=-r+B=-2116.2

bb'+10re300+41?13.68

當(dāng)放大器輸出端外接4kQ的負載時，由于RL=4kQ,

R2.5?4?106

'L=RL//RC=2.5+4?103=1.538kQ

11

'P0RL40?1.538?103

所以Au2=-=-=-71.46rbb'+l+B0re300+41?13.68

2-14題圖2-14所示電路，屬于何種組態(tài)？若輸入信號波形為正弦波,

試定性畫

出uBE、iE、iC、uCB及uo的波形，并說明uo與ui的相位關(guān)系。

解：該電路屬于共基組態(tài)

2-24由N溝道耗盡型場效應(yīng)管組成的源極輸出器電路如題圖2-24,

設(shè)靜態(tài)值VGS=-0.2V,gm=1.2mA/V,試求：

(1)靜態(tài)值ID和VDS；

(2)電壓放大倍數(shù)Au,輸入電阻Ri和輸出電阻Ro。

解：(1)求靜態(tài)值ID和VDS

由該電路的直流通路可求得：

VG=RG2VDD=4VRG1+RG2

題

又VG-VGS=IDRS

所以ID=VG-VGS4+0.2==0.42mA題圖

2-24RSlOkQ

VDS=VDD-|DRS=15.8V

(2)計算電壓放大倍數(shù)Au,輸入電阻Ri和

輸出電阻Ro

先畫出微變等效電路如圖所示

由微變等效電路可得

'gmugsRL'uouogmRLgm(RS//RL)Au

======0.86''uiugs+uougs+gmugsRLl+gmRLl+gmRS//RL12

Ri=Rg+Rgl〃Rg2=lMQ+2MQ〃500kQ=1.4MQ

輸出電阻R。的求法：將輸入端信號源短路，斷開負載電阻RL,輸出

端外加交流UO,則ugs=-UO,從而輸出電阻為

Ro=uo

IRS-ID=uoo

RS-gmugs=uooRS+gmuo=RS//l=0.77kQgm

第3章

3-3在題圖3-3所示的差分放大器中，已知uil=5.01V,ui2=4.98V,

B=100,VBE=0.7V,試求T1和T2管的集電極靜態(tài)電流ICQ,共模輸入

電壓uic和差模輸入電壓uido

解：由于IO=l-VBE-VEE=l.O4mA,則ICQ1=ICQ2g0=0.52mA2REE

uic=uic+ui2

2=4.995

uid=uil-ui2=30mV

3-4在題圖3-4所示共發(fā)-共基組合差分放大器電路中，VB為共基管

T3、T4提供偏置。設(shè)超B管Tl、T2的B1=B2=5000,T3、T4的83=

84=200,設(shè)T3、T4管的|VA|-8。試求差模輸入電阻Rid,雙端輸出時

的差模電壓增益Aud。

解：由于ICQ1=ICQ2gIC5V=13.25UA,則rb'el=(l+81)T=9.8M

Q2ICQ1因止匕Rid=2(Rl+rb'el)=19.6MQ

rb'e3

l+|33P3RcpRAu

d=Av1Au2=?^-1C=-239.5Rl+rb'elrb'e3Rl+rb'elB1?

13

3-6比例式電流源電路如題圖3-6所示，已知各三極管特性一致,VBE

=0.7V,B=100,|VA|=020V,試求IC1JC3和T3側(cè)的輸出交流電阻Ro3o

解：參考電流

IC2=

則ICl=0-VBE(on)+6R2+R4=2mARIC2=1.13mAR

IC3=IC2R2=3.33mAR3

?

???g1016kQ+R4〃re2+R2?輸出交流電阻Ro3grce3?l+BR3

R3+rb'e3

其中rb'e3AVTVT=(l+8)=780Q,re2==13Q,rce3==36kQIC3IC2IC3

3-7題圖3-7所示為有源負載差分放大

器，已知各管參數(shù)相同，VBE=0.7V,8=100,

|VA|=100V,試畫出差模交流通路和等效電

路，并求差模輸入電阻Rid、差模輸出電阻Rod、

差模電壓增益Aud=u

題

題圖3-7

14od/vido

解：1)

2)由于IC5=l-VBE(on)

R3=lmA貝！JICl=IC2=IOV=O.5mA,rb'el=rb'e2=rb'e4=(l+

B)T=5.25kQ21cl因止匕Rid=2rb'el=10.5kQ

由于Ro4??BR2=rce4?l+?42960kQR+r+r//r+R2b'e4cele31??

其中rcel=rce2=rce4=A

ICl=200kQ,re3=VT=52QIC1

因止匕Rod=rce2//Ro4^180kQ,Aud=B(RL〃Rod)

rb'e2=182.7

3-9電路如題圖3-9所示，T1與T2管為超B管，電路具有理想的對

稱性。選擇合適的答案填入空內(nèi)。

（1）該電路采用了C。

A共集一共基接法B共集一共射接法C共射一共基接法

（2）電路所采用的上述接法是為了C.

A增大輸入電阻B增大電流放大系數(shù)C展寬頻帶

（3）電路采用超B管能夠B.

A增大輸入級耐壓值B增大放大能力C增大帶負載能力

（4）T1與T2管的靜態(tài)管壓降VCEQ約為A_

__________15

A.0.7VB.1.4VC.不可知

3-20在題圖3-20中，已知VCC=15V,R4=R5=0.5Q,RL=8Q,三

極管的飽和壓降均為2V,在輸入電壓足夠大時，求：

（1）最大不失真輸出電壓的有效值Vom；

（2）負載電阻RL上的電流的最大值ILmax。

（3）最大的輸出功率Pomax和效率n。

解：⑴題圖3-20所示電路中,

VR4=

故有

Vom=VCC-CER4+RL?R4=15-2?0.5V=0.76V0.5+8VCC-CES-VR4

2=15-2-0.76V^8.65V1.414

(2)ILmax=VCC-CES-VR4

RL

CC=215-2-0.76A^1.53A8^9.36W(3)Pom=(V-CES-VR4

2RL

4)2(15-2-0.76)=W2?8q=n(VCC-CES-VR

4VCC)=3.14?(13-0.76)^64%4?15

3-22在題圖3-22所示電路中，已知二極管的導(dǎo)通電壓VD(on)=0.7V,

三極管導(dǎo)通時的VBE=0.7V,T2和T3管發(fā)射極靜態(tài)電位VEQ=O。試問：

(1)Tl、T3和T5管基極的靜態(tài)電位各為多少？

設(shè)若和管基極的靜態(tài)電流可忽

(2)R2=10kQ,R3=100QoT1T3

略不計，則T5管集電極靜態(tài)電流約為多少？靜態(tài)時ui為多少？

(3)若靜態(tài)時IB1AB3,則應(yīng)調(diào)節(jié)哪個參數(shù)可使IB1=IB3?如何調(diào)

(4)電路中二極管的個數(shù)可以是1、2、3、4嗎?你認為哪個最合適？

為什么？

16

題圖3-22

解：(1)在題圖3-22所示電路中，VEQ=O,故有VB1=VBE1+VBE2=(O.7

+0.7)V=1.4V,VB3=-0.7V,VB5=VBE5+(-VCC)=(0,7-18)V=-

17.3V

(2)IC5=VCC-VB118-1.4=mA^1.66mAR210

ui^VB5=-17.3V

(3)若靜態(tài)時iBl>iB3,則可以向電阻增大方向調(diào)節(jié)電阻R3使iBl

=iB3。

(4)在電路中采用題圖3-22的方式就很好，即用兩支二極管和一個

小電阻相串聯(lián)，因為這樣可以調(diào)整小電阻的阻值以滿足要求。如果采用三

支二極管相串聯(lián)也可以，因為晶體管T1與T3之間剛好有三個PN結(jié)。

17

第4章

4-1試求題圖4-1所示框圖的增益Af=SoSi(或Avf=

vo

oi)

解：對于題圖4-1(a)可列出

A2[A1(ui-Blvo)-B2u0]=uO?A1A2ui=uO(1+A1B1A2+A2B2)

所以，閉環(huán)增益為

Auf=uoAlA2=uil+AlBlA2+A2B2

Al因此，總閉環(huán)增益1+A1B1對于題圖4-1(b)由Al、Bl構(gòu)成

的閉環(huán)增益Afl=

AflA2SoAlA2Af===Sil+AflA2?B21+AlBl+AlA2B2

對于圖題4-l(c),設(shè)Al、A2的凈輸入信號分別為Si'l、Si'2,

?Si'2=AlSi'l-B2So?

則?So=A2Si'2

?S'=S-BS'-BSili23o?il

Af=

4-2判斷題圖4-2

中的反饋放大器是什么類型的反饋電路？哪些是負反饋的？哪些是

18SoAlA2=Sil+AlBl+A2B2+AlA2B3

正反饋的？標(biāo)出反饋支路。并說明其特點（僅說明負反饋放大器的）。

解：圖（a）電壓并聯(lián)負反饋，穩(wěn)定輸出電壓，具有低輸入，輸出電

阻。

圖（b）電壓串聯(lián)負反饋，穩(wěn)定輸出電壓，具有高輸入電阻，低輸出

電阻。圖（c）電流并聯(lián)負反饋，ib=ii-ifVii輸入電阻低，輸出電阻

高穩(wěn)定輸出電流。圖（d）電壓串聯(lián)正反饋。

圖（e）ib=ii+if>ii,電壓并聯(lián)正反饋。

19

圖（f）電壓串聯(lián)負反饋，輸入電阻高，輸出電阻低。

圖（g）Rf、Rg引入級間電壓串聯(lián)負反饋（1）Rf一端接在T3管輸出

端上，另一端接在差分放大器同相輸入端（T2管）上，因此Rf引入級間

反饋。（2）假設(shè)輸出端短路，Rf引入的反饋消失，故為電壓反饋。假設(shè)輸

入端短路（令uid=O）電阻Rg上的反饋作用依然存在，故為串聯(lián)反饋。

（3）假設(shè)輸入端uil為+一則uc2為+ue3為+—Rg上端為+。顯然，

作用在反相輸入端電阻Rg上的反饋電壓uf,使差模輸入電壓vid減小（u

id=uil—uf）,故為負反饋。

圖（h）ib=ii-ifVii,電壓并聯(lián)負反饋，穩(wěn)定輸出電壓，輸入、輸出

電阻低。

4-10判斷題圖4-10所示電路的反饋極性和組態(tài)，估算深度負反饋條

件下的電壓放大倍數(shù)u。。s(電容的容抗很小可忽略不計)

解：該電路的級間反饋為：電壓并聯(lián)負反饋

'2相交節(jié)點處的電壓該電路的深度負反饋條件為

ib=ii-if=0若Re2與Re

'表示用uo

'2〃Rf)uo(Re'-uo'=有：ii=ifii=其中：u

o=if='2〃RfRsRfRe2+Reus

將上式代入深度負反饋條件得

Auf

='2〃Rf)Rf(Re2+Reu

o=-=-30'2〃Rf)uSRs(Re

4-12由理想集成運放組成的反饋電路如題圖4-12所示，請指出反饋

的極性和組態(tài)，并

求出ui=lV時的uo值。

答案：電壓并聯(lián)負反饋，vo=-3Vo

20

4-13判斷題圖4-13中各電路反饋的極性及交流反饋的組態(tài)。

答案：圖(a)：電流串聯(lián)負反饋；圖(b)：電流并聯(lián)負反饋；圖(c)：

電壓并聯(lián)負反饋。

4-27設(shè)兩級放大電路如題圖4-27所示。

(1)為了使輸出電阻減小，應(yīng)引入何種反饋，在圖中標(biāo)明反饋支路；

(2)引入反饋后的電路在深度負反饋條件下輸出電阻Rof和閉環(huán)增

益Auf分別為多大？解：

(1)為使輸出電阻減小，應(yīng)為電壓負反饋；若是電壓串聯(lián)反饋，Rf

接在UC2和uEl之間形成的是正反饋。所以應(yīng)引入電壓并聯(lián)負反饋，即

把電阻Rf接在uB1和uC2之間。

(2)滿足深度負反饋條件時，Rof^O；利用虛斷概念得

ib=iigO?ii=if?us

Rs=-uo?AufR=-Rf

Rs

分析

依題意連接反饋線路時，應(yīng)考慮不同類型負反饋對電路性能的影響,

同時應(yīng)注意是否滿足深度負反饋條件。

第5章

5-4已知傳輸函數(shù)A(j3)=H3O+j3,試用近似作圖法畫出波特圖。

10(x)0+j(x)

21

u)l+u)0

+j3H30解：A(j3)=H==AOlO+j3101+jl+103oi+j33Zj3pj

式中A0=H?3Z=30,3P=103。

由此可畫出波得圖5-4(a)、(b)所示，圖中I、II分別是分子和分母

的幅頻特性,1'、11'是分子分母的相頻特性，III和川'是總的

幅頻特性和相頻特性。

5-7設(shè)只含一個RC環(huán)節(jié)的單級放大電路如題圖5-7所示。已知

特征頻率Rb=470k。,Rs=500Q,RL=8,三極管的0=50,rbb'=100

Q,rb'e=1.9kQ,

fT=100MHz,Cb'c=3pF；電路中頻區(qū)電壓增益20lgAumg40dB,

通頻帶范圍為100Hz~lMHz。

(1)計算電容Cl的大?。?/p>

(2)確定Rc的的數(shù)值。

解：由于wL=ll?fL==100Hz3rbe+RsC12n2+0.5?10Cl

1^6.411F2n2+0.5?103?100所以Cl=

22

由于rb'e=(l+8)re?re=rb'e"37,3Q1+B

Cb'e=ll=^42.7pF2nrefT2n?37.3?106gm^l^26.8mSre

Rt=(rbb'+Rs)〃rb'-0.456kQ

則Ct=ll=^349pF2n?Rt?fH2n?0.456?103?106

由Ct=Cb'e+(l+gmRc)Cb'c

所以Rc43.8kQ?l+gmRc^lO2

5-8設(shè)題圖5-8所示電路參數(shù)為：0=60,IE=2.4mA,VBE=0.6V,

rbb=50Q,rb'e=660Q,fT=200MHz,Cb'c=5pF,RL=5kQ,Rs=500

Q,計算電路的上限頻率fH及增益-帶寬積，寫出高頻區(qū)頻率特性表達式。

解：(1)題圖5-8所示電路的高頻小信號等效電路如題圖5-8(a)所

示（三極管極間電容經(jīng)密勒等效變換處理）。

gm=

porb'e=60S=0.091S=91mS660

Cb'e=gm0.091=F=72.5pF2nfT2?3.14?200?106

題圖5-8(a)中的等效電容Ct為

')=72.5+5?(l+91?1.43)^727.5pFCt=Cb'e+Cb'c(l+gmRL

電容Ct兩端的等效電阻為

Rt=rb'e//(Rs+rbb')=0.66//(0.05+0.5)=0.3kQ

上限頻率為

fH=ll=^729kHz3-122nRtCt2n?0.3?10?727,5?10

放大器的源電壓增益為Avsm

60?1.43?103=-=-=-713rbe+Rs0.66+0.05+0.5?10'pRL23

則增益帶寬積為GBW=Avsm?fH=71?729?103^51.8?106Hz

高頻區(qū)頻率特性表達式為

=AusAvsmfl+jfH

第6章

6-1分別選擇“反相”或“同相”填入下列空內(nèi)。

(1)比例運算電路中集成運放反相輸入端為虛地，而比

例運算電路中集成運放兩個輸入端的電位等于輸入電壓。

(2)比例運算電路的輸入電阻大，而比例運算電路的

輸入電阻小。

(3)比例運算電路的輸入電流等于零，而比例運算電

路的輸入電流等于流過反饋電阻中的電流。

(4)比例運算電路的比例系數(shù)大于1,而比例運算電路

的比例系數(shù)小于零。

解（1）反相比例運算電路中集成運放反相輸入端為虛地，而同

相比例運算電路中集成運放兩個輸入端的電位等于輸入電壓。

（2）同相比例運算電路的輸入電阻大，而反相比例運算電路的

輸入電阻小。

（3）同相比例運算電路的輸入電流等于零，而反相比例運算電

路的輸入電流等于流過反饋電阻中的電流。

（4）同相比例運算電路的比例系數(shù)大于1,而反相比例運算電路

的比例系數(shù)小于零。

6-5電路如題圖6-5所示，已知Rl=50k。，R2=100kQ,R3=2k

Q,R4=100kQ,R5=R1〃（R2+R3〃R4）,試求：

（1）輸入電阻；

（2）比例系數(shù)。

解：（1）由題圖6-5所示電路可見，這是一個反相比例運算電路。

Ri=Rl=50kQ

（2）由以下聯(lián)立方程

ui-uM?=?RlR2??-uu-uuo?M=M+M

?R3R4?R2

可解得

R2+R4+

uo=-R2R4R3

Rlui

24

100+100+

比例系數(shù)Au=1007100vj=-104vj50uo=-104ouj

6-8試求題圖6-8所示各電路輸出電壓與輸入電壓的運算關(guān)系式。

解在題圖6-8所示電路中，除圖（c）電路為減法運算電路外，其余

三個電路均為加減運算電路。

在圖（a）中

u=-RfRf?

Ru?Rf

oil-ui2+1+?

1R2?R1//R2??ui3

=-100

50ul00?100?

il-50ui2+?l+50//50??ui3

=-2uil-2ui2+5ui3

在圖（b）中

ufl+RfR3

o=-R

Ruil+R

1R?RuRl+RfR2

i2+?ui2

12+R3R1R2+R3

=-10uil+10ui2+ui3

在圖（c）中

uRfRl+Rf

o=-Ruil+?R3

lRRuRl+RfR2

i2+?ui3

12+R3R1R2+R3

-100

lOu+10+100

10?100

lO+lOOulO+lOOlO

ili2+10?10+100ui3

25

=-10uil+10ui2+ui3

在圖（d）中，

Rf?uo=-uil-ui2+l+RlR2Rl//R2?RfRf??R4??

??R3+R4Rf????ui3+1+R//R12????R3??

??R3+R4???ui4?

=-200200200??200?200??5???uil-ui2+1+??ui3+1+??ui4

101010//105+20010//105+200????????=-20uil-20ui2+40ui3+ui4

6-13在題圖6-13(a)所示電路中，已知輸入電壓ui的波形如圖(b)

所示，當(dāng)t=0時uo=0,試畫出輸出電壓uo的波形。

解：題圖6-13(a)所示電路為反相積分電路。故有

lludt=-udti3-6?i?R