電子線路梁明理第五版全答案

高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書第一章半導(dǎo)體器件特性第一章半導(dǎo)體器件特性1章半導(dǎo)體器件的特性知識點歸納雜質(zhì)半導(dǎo)體與PN結(jié)在本征半導(dǎo)體中摻入不同雜質(zhì)就形成N型和P型半導(dǎo)體。半導(dǎo)體中有兩種載流子，自由電子和空穴，載流子因濃度而產(chǎn)生的運動成為擴(kuò)散運動，因電位差而產(chǎn)生的運動成為漂移運動。在同一種本征半導(dǎo)體基片上制作兩種雜質(zhì)半導(dǎo)體，在它們的交界面上，上述兩種運動達(dá)到動態(tài)平衡，就形成了PN結(jié)。其基本特性是單向?qū)щ娦?。半?dǎo)體二極管一個PN結(jié)引出電極后就構(gòu)成了二極管，加上正向偏壓時形成擴(kuò)散電流，電流與電壓呈指數(shù)關(guān)系，加反向電壓時，產(chǎn)生漂移電流，其數(shù)值很小。體現(xiàn)出單向?qū)щ娦浴?晶體管晶體管具有電流放大作用，對發(fā)射極正向偏置集電極反向偏置時，從射區(qū)流到基區(qū)的非平衡少子中僅有很少部分與基區(qū)的多子復(fù)合，形成基極電流I，而大部分B在集電結(jié)外電場作用下形成漂移電流IIIII控C B C C B制的電流源。晶體管有放大、飽和、截止三個工作區(qū)域。4.場效應(yīng)管場效應(yīng)管是電壓控制器件，它通過柵-源電壓的電場效應(yīng)去控制漏極電流，因輸入回路的PN結(jié)處于反向偏置或輸入端處于絕緣狀態(tài)因此輸入電阻遠(yuǎn)大于晶體管。場效應(yīng)管局又夾斷區(qū)（即截止區(qū)、橫流區(qū)（即線性區(qū)）和可比阿安電阻區(qū)三個工作區(qū)域。學(xué)完本章后應(yīng)掌握：熟悉下列定義、概念和原理：自由電子與空穴，擴(kuò)散與漂移，復(fù)合，空間電荷區(qū)，PN結(jié)，耗盡層，導(dǎo)電溝道，二極管單向?qū)щ娦裕w管和場效應(yīng)管的放大作用及三個工作區(qū)域。掌握二極管、穩(wěn)壓管、晶體管，場效應(yīng)管的外特性，主要參數(shù)的物理意義。習(xí)題與思考題詳解-1---PAGE2-1-1試簡述PN結(jié)的形成過程。空間電荷壓，阻擋層，耗盡層和勢壘壓等名稱是根據(jù)什么特性提出來的。答：PN結(jié)的形成過程：當(dāng)兩塊半導(dǎo)體結(jié)合在一起時，P區(qū)的空穴濃度高于N區(qū)，于是空穴將越過交界面由P區(qū)向N區(qū)擴(kuò)散；同理，N區(qū)的電子濃度高于P區(qū)，電子越過交界面由N區(qū)向P區(qū)擴(kuò)散。多子由一區(qū)擴(kuò)散到另一區(qū)時，形成另一區(qū)的少子并與該區(qū)的多子復(fù)合，因是在交界面附近形成一個空間電壓區(qū)，即PN結(jié)?？臻g電荷壓：在PN結(jié)內(nèi)無可移動的帶電荷之緣故。勢壘層：在PN結(jié)中，N區(qū)電位高于P區(qū)電位，兩區(qū)存在接觸電位差之緣故。耗盡層：在PN結(jié)中，只有不能移動的數(shù)量相等的正負(fù)離子，而載流子因擴(kuò)散和復(fù)合而消耗掉了之故。阻擋層：由于PN結(jié)中存在接觸電勢壓，阻擋了電子擴(kuò)散之故。1 I 95%1-2（）在室溫下，當(dāng)硅二極管的反向電流達(dá)到其反向飽和電流 的 時，反1 I 95%R(sat)向電壓是多少?(2)計算偏壓為±0.1V時，相應(yīng)的正向電流和反向電流的比值。（3）10nA0.6時的正向電流，并說明這一結(jié)果與實際不符的原因。解：(1)ID

V=IR(sat)( e

－1)I所以VD=VTln I D

=26mv×ln0.95=-1.33mvR(SAT)I I (eVDVT1) V(2)

ID

I

(VRVT

1) V

1(3)R R(sat) R(3)在測量二極管的正向電阻時，用表的“R×10”檔測出的阻值小而用“R×100”檔測出大，原因何在？答：因為萬用表“R×10”檔的內(nèi)阻小，測量二極管的正向阻值小,而“R×100”檔的內(nèi)阻大，測量的二極管的正向阻值大。高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書第一章半導(dǎo)體器件特性第一章半導(dǎo)體器件特性怎樣用萬能表判斷二極管的極性和好壞？答：判斷二極管的極性與好壞，選擇萬用表“R 1K”電阻檔，此時黑表棒為正極，紅表棒為電源負(fù)極。用黑紅表棒接待測二極管兩極，觀察阻值大小，再反過來相接，觀察阻值大小，若兩次測量均大，說明二極管斷路，若第一次測量阻值大，第二次測量阻值小，則測量值小的連接時，黑表棒接二極管的陽極，紅表棒接二極管的陰極；并說明二極管是好的；若兩次測量阻值均小，說明二極管被擊穿。DviV，R試給出輸出電壓為U 的波形。O解：雙向限幅器如圖所示，設(shè)DD

為理想二極管，輸入電壓為正弦波，其振幅Vi=3VVi=3V，試給出輸出電壓U 的波形。RO-3-第一章半導(dǎo)體器件特性第一章半導(dǎo)體器件特性高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書--PAGE4雙向限幅器如圖所示，設(shè)DD 為理想二極管，輸入電壓v

0-100V作線性變1 2 i化，給出相對于v的輸出電壓U 隨時間變化的曲線。i O解：V

V V R2 R1 V

8020 1002040(V)A RR1 2

1

100200求圖所示各電路中的電流I和電壓V（設(shè)電路中的二極管為理想二極管）解：ａ對于DD D管正向偏壓，D的偏壓最大先導(dǎo)通，隨之DD

反偏截1 2 3 3 1 2UO

=1V 1KｂDD D均處于正向偏置狀態(tài)，D1的偏置電壓大先導(dǎo)通，DD

則由于1 2 3 2 3D1的導(dǎo)通反偏而截止。則U O穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路如圖示已知穩(wěn)壓管穩(wěn)定電壓V=6V最大穩(wěn)定電流I ＝25mAZmax限流電阻R=500 求：１.vi

15v,R2

2K時，電路工作是否正常？v ?v ?o２.vi10v,R2800時，電路工作情況如何？３v20vR開路，電路可能出現(xiàn)什么情況？為什么？vv 156解：(1).I R

iRe

0.5

18mAvI 0RL RL

63mA2則I I I 18315mAE R RLI IEmin E

IEmax

所以電路正常工作v v0 E

(2).I

ivE

1068mAv6Rv6I RL 0.8

R 0.57.5mA IE

I IR

87.50.5mAI

Eminv穩(wěn)壓管無法穩(wěn)壓v（3）I

ivE20628mAI

穩(wěn)壓管可能會熱擊穿。R R 0.5

Emax將兩個二極管如圖連接起來，是否與晶體管一樣具有電流放大作用，為什么？答：不含。因為這樣連接不會形成基區(qū)，不會產(chǎn)生復(fù)合現(xiàn)象，形成小電流對大電流的控制。所以不具備電流放大效應(yīng)。為什么晶體管發(fā)射區(qū)摻雜濃度大，而基區(qū)摻雜程度小且做得很薄？答：發(fā)射區(qū)濃度大即多數(shù)載流子濃度大，便于發(fā)射進(jìn)入基區(qū)，而基區(qū)摻雜濃度小，多數(shù)載流子少，復(fù)合后仍有大量的由發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)的多子到達(dá)集電區(qū)，即基壓也做得較窄。將一個PNP型晶體管接成共發(fā)射極放大電路，畫出電路，標(biāo)出電源極性。如果管子的h=0.9810mA集電極電路，問基極電流多大？fb解(1)解(1)h I

(1h

) 200.02（2）hfb

0.98，hfe

fb 1hfb

I Cb hfe

C hfb

0.98（3）分析管內(nèi)載流子運動情況（略）見書14頁一個晶體管的I=10μA，I

=0.5mA，在什么條件下，才能用這兩個數(shù)據(jù)來計B C算這的交流電流放大倍數(shù)？答：在忽略I

CEO

后，且輸出特性曲線平行時，hfe

h 此時才可用IB,FEB,

IC計算這的交流電流放大倍數(shù)。1 2 若測得放大電路中晶體管三個電極對地的電壓分別為V=-6.2V,V=-6V,V1 2 9V,試判斷晶體管的電極和類型。以該晶體管為PNP以該晶體管為PNP型，極性如圖所示。CM晶體管3DG8A的輸出曲線如圖示，已知它的P =200mw，I=20mA,CMV(BR)CED=15V定義安全工作區(qū)（2）定出放大區(qū)）陰影線外為過耗區(qū)，內(nèi)為安全區(qū)。CES～V(～BR）陰影線外為過耗區(qū)，內(nèi)為安全區(qū)。CES～V(～BRCED) 之間為放大區(qū)，V 為CES飽和壓降。（3）當(dāng)VCE=6V時，不能使IC30mA因為ICM=20mA2章放大器基礎(chǔ)第一章半導(dǎo)體器件特性第一章半導(dǎo)體器件特性高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書--PAGE10PAGE9-知識點歸納一、放大的概念放大實質(zhì)上是將微弱的信號通過有源器件（晶體管或場效應(yīng)管）對能量進(jìn)行控制的過程，是將直流電源提供的能量轉(zhuǎn)化為負(fù)載所獲得的雖信號變化的能量。放大的前提是信號不失真。二、放大電路的組成原則放大電路的核心元件是有源器件，即晶體管或場效應(yīng)管。正確的直流電源電壓數(shù)值、極性與其它電路參數(shù)應(yīng)保證晶體管工作在放大區(qū)，場效應(yīng)管工作在恒流區(qū)，即建立起合適的靜態(tài)工作點。保證電路中的信號不失真。三、放大器的主要性能指標(biāo)：放大倍數(shù)ARiR0最大不失真輸出電壓UOMfL

fH

BWP0m

和效率。四、放大電路的分析方法分析放大電路的方法有兩種，即圖解法和微變等效電路法。圖解法用于確定靜態(tài)工作點和分析打信號工作的動態(tài)情況，微變等效電路法只適用于分析、計算低頻小信號工作時電路的動態(tài)指標(biāo)。分析電路應(yīng)遵循“先靜態(tài)，后動態(tài)”的原則，只有靜態(tài)工作點合適，分析動態(tài)才有意義。五、晶體管和場效應(yīng)管基本放大電路晶體管基本放大電路有共射、共集、共基三種組態(tài)。共射放大電路即有電流放大作用，又有電壓放大作用，輸入電阻居三種電路之中，輸出電阻較大，適應(yīng)于一般放大。共集放大電路之放大電流不放大電壓，因輸入電阻高而行作為多級放大器的輸入端因疏忽電阻低而常作為多級放大器的輸出級。又因電壓放大倍數(shù)約等于1而用作信號的跟隨。共基電路之放大電壓而不放大電流輸入電阻小，高頻特性好適應(yīng)于寬頻帶放大電路。場效應(yīng)管放大電路的共源接法，共漏接法與晶體管放大電路的共射、共集接法相對應(yīng)，但比晶體管電路輸入阻抗高，噪聲系數(shù)低，典雅放大倍數(shù)小適應(yīng)于低電壓放大電路的輸入級。六、阻容耦合放大電路在中頻段的放大倍數(shù)最大且為定值，當(dāng)信號頻率太高或太低時，放大倍數(shù)都要降低。七、多級放大器的耦合方式有直接耦合、阻容耦合和變壓器耦合。直接耦合便于集成，既可放大交流又可放大直流信號，但必須解決好零點漂移問題。阻容耦合能克服零點漂移的問題，但低頻響應(yīng)差，不便于集成。變壓器耦合有阻抗變換作用，但低頻響應(yīng)差，且體大笨重，只用于特殊場合。八、多級放大器的放大倍數(shù)為各級放大器放大倍數(shù)的乘積，通頻帶窄于單級放大器，級數(shù)越多，頻帶越窄。學(xué)完本章應(yīng)達(dá)到下列要求：掌握以下基本概念和定義：放大、靜態(tài)工作點、非線性失真、直流通路和交流通路、交、直流負(fù)載線、放大倍數(shù)，輸出動態(tài)范圍等。掌握各種形式的基本放大電路的工作原理及特點，能根據(jù)要求選擇電路的類型。掌握放大電路的分析方法，能計算靜態(tài)和動態(tài)的各種。習(xí)題與思考題詳解圖示各電路中的電容對信號可視短路，試定性分析各電路能否正常放大，為什么 ？（）只要RB

R取值適當(dāng)使發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，就可以放大信號。CR取值適當(dāng)使發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，就可以放大信號B CVCC使集電結(jié)反偏，不能正常放大。UGS0，UDS0,故不能正常放大。分別畫出圖示各電路的直流通路和交流通路。解）直流通路 交流通路（b）直流通路 交流通路電路及晶體管特性如圖示作負(fù)載線，找出靜態(tài)工作點Q和放大器的動態(tài)范圍。若要獲得盡可能大的RB

應(yīng)取多大數(shù)值？RCRB電路其他參數(shù)不變，V

由2k變?yōu)?.1k，Q點移到何處？由16k變成32k，Q點移到何處？由9V減到6V，Q點移到何處？CCV解：(1)Q點：V直流負(fù)載線MN，M(0,4.5) N(9,0)

BBUBE

50A曲線與Q(5.4,1.8).

B 16K動態(tài)范圍：UPP

(VCC

UCEQ

)*23.6*27.2(V).由圖分析可得最大動態(tài)范圍U

BEBE

V CC

CEQ

90.38.7(V,可得Q點Q 4.32.4。則Rm B

UBBVI

(1.50.7V.(K60AVCCRC

95.1

BQM1.764(mAQIB

50曲線左移得(1.0,1.6).IB

U U BB BERB

32K

25(A),Q點沿負(fù)載線下移至(7.2,1.0).UCCRC

6V2K

3(mA,Q點移至（2,1.8）.第一章半導(dǎo)體器件特性第一章半導(dǎo)體器件特性高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書--2-3題圖（1）求靜態(tài)工作附近的hfe

h.ie (2)畫出簡化hAV

,R,R.i 0）hfe

h ICQFe IBQ

1.mA36.50Auh BE

0.7V 1.4*10 ie IB

50A(2) h參數(shù)電路RR hi B ie

141630(k)RR0 C

2(K)hfe

60，求：LA,RLA,R,R.ui 0(2)計算帶上負(fù)載R后靜態(tài)點，畫出h參數(shù)L等效電路，計算 和R.Au0

時h參數(shù)等）R=LU UI CC BQ RB1

UCCRB1

15V330K

45()I ICQ

hBQ

45*60

2.7(mA)UCEQ

U I RCC CQ

152.7*5.11.23(V)交流通路：h等效電路U A 0

h iRfe b C

hfeR

7.68Cu I（R h) R C

390.8U b B iei 2

B ie2RRi B2

R //hB 1

39.8(k)RR0 C

5.1(k)（2）RL

10k

U

15*10 R RCE L

.則U CQ

CC R R

5.110

CEQUI CCCQ

UCEQRC

C L5.1

0.99(mA)II CQ

0.99mA

16.7(A)BQ h 60feh R

)26mV300(160) 26 19021.9kie bb

fe IEQ

0.99U U

lR

60*1.384A u U

fei(R

b L 2.03h) 391.9i b B2 ieRR //R 5.1*1.91.384(k)L C L

5.11.9RRi B2

R //h B ie1

40.9(k)RR0 C

5.1(k)圖示電路輸入正弦信號時，若輸出波形如（b）(c),試問他們?yōu)楹畏N失真？如何調(diào)節(jié)才可能使輸出不失真？若改變滑變RB1的大小仍得不到完好正弦波輸出（）由波形分析可知為截止失真；減小RB1為飽和失真，增大RB1

有可能使輸出不失真。有可能使輸出不失真（2）RB1

值仍不能得到完好正弦輸出，可能是RC

取值不當(dāng)之故。電路如圖，已知h求：（求：（1）計算靜態(tài)工作點，（2）畫出hAu iRR0

60，電容容抗可忽略（）UU （）UU RBR RCC B218*226822B1B2I CIIEQ BU UBE4.40.7 3.728(A)BQhhR h60*2.2132fe fe E feCQ BQ fe

28A*601680A1.68(mA)U（2（2）h參數(shù)電路

UCC

I (RCQ

R)181.68*(5.12.2)5.736(V)Eh R

)26mV300(160)26 1244()1.244kie bb

fe I mA 1.68EQRRi B1

//RB2

//hie

1.15kRR0 C

5.1(k)阻容耦合射極輸出器如圖，已知h（1（1）計算靜態(tài)工作點。，uRRi 0

50第一章半導(dǎo)體器件特性第一章半導(dǎo)體器件特性高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書解:(1) I

U U CC BE

28(A)BQ R (1h )RB fe E

250(160)*5.1I I hCQ BQ fe

28*501400(A)1.4mAUCEQ

UCC

I RCQ

151.4*5.17.86(V)（2）h參數(shù)等效電路h 300(150)ie

26mV1.4mA

1.247(k)-16-16-高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書第一章半導(dǎo)體器件特性第一章半導(dǎo)體器件特性--畫出簡化的hA

U

U 02和R ,RUu1 Ui

u2 Ui

01 02RC

R 時，兩個轉(zhuǎn)出電壓UE 01

，U 在振幅和相位上有何關(guān)系？02（）h參數(shù)等效電路A 01

h iRfe b C

h Rfe Cu1 Ui

ih (1h )Rb ie fe E

h (1h )Rie fe E (1h )RA u2 hie

fe Eh )Rfe ER R01 CR hR b02 hfe

ie//RE（2）RC

R 時，UE 01

,U 幅度基本相等，相位相差18002計算靜態(tài)工作點畫出簡化的h參數(shù)等效電路，計算計算靜態(tài)工作點畫出簡化的h參數(shù)等效電路，計算A ，R和Rui0）UB

V RB1

RBR2B2

15*47 4.8V10047U U 4.80.7 I EQ R

BE 2.4(mA)IR 0.21.5 E1II CQBQ hfe

E22.448(50h 300(150)*ie

2.6mV(2)h參數(shù)等效電路(2)h參數(shù)等效電路

852.5()RRi B1

//RB2

(hie(1hfe)RG1

)47//100//1.052()R Ro c

計算靜態(tài)工作點。如果要求V 6.5的值應(yīng)為多大？CE畫出簡化為h計算靜態(tài)工作點。如果要求V 6.5的值應(yīng)為多大？CE畫出簡化為h參數(shù)等效電路，并用密勒定理作進(jìn)一步簡化。v i O值。解：（3）h參數(shù)等效電路，并密勒定理簡化。解：密勒定理指出：具有N個獨立接點的任意網(wǎng)絡(luò)，如圖，N為參數(shù)接點，若接點1、2間接有阻抗E'。并已知節(jié)點電壓V和V1 2

22

),斷開阻抗E'在節(jié)點1與NZ1

Z1K

2與N之間接Z2R

K1

，新網(wǎng)絡(luò)與原網(wǎng)絡(luò)等效。密勒定理簡化后：其中E

1B

K OAu1 K U1第一章半導(dǎo)體器件特性第一章半導(dǎo)體器件特性高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書--R

E2K1

K OAuU（4）AuUO

h

ibZfe 2

//RC

1R'fe LU其中RL

i'Z2

ibhie//RC

//Z h '1 ieh 'hie ie

//Z1RAu

R RAuR B C

R RAuCBC Au1 Au1CBR'LR

BAu

RAuRC

RAuB

R RC

AuRCRC Au1RBh RB1

Au1hRBie B hRBh ' ieh

Au RB

1Au hAuh R hie ie B

ieR hAuB ieie 1Au 1Au代入Au式及：CRhfeR CR

RAuB

RRAu

R hAuAu

R CC BCBhRB

Chfe R

RBAu

BieBh Rieh Rie

hAu C ie

C ie Bh

RRe C

Au

h Rie

hAuieR RC B

AuRC

h Rie Bh R RAuhR

RRh

h

RRhAuie B C

iB

fe C Bie

fe C

fe C Bie h RR h R

RRhAu

fe CB ie

C BieRhi ieR R

RhBie''

R RC

h Rfe C

RhBieC Lgm=1ms,rdAv，和輸入電阻R 的表達(dá)式，并算出其數(shù)值。式，并算出其數(shù)值。解：等效電路如圖U gU

RR g RRAu O mGS

1 2 m 1 2 U U i GS

RR1

gUm GS

1gm

RR1 2若g 1msmAu0.63R RRAv2i1R1Av2i1

RR2

3.7MOS管放大電路如圖所示，放大管輸出特性如圖b）所示用圖解法確定靜態(tài)工作點Q，并求出工作點處的跨導(dǎo)gm(2)畫出交流等效電路，求電壓放大倍數(shù)Av（1（1）UUDS PDIRP DU oI oDDS(2)畫負(fù)載線，UGSUgG3v時Q點，[8V,2mA](2)2-15圖示-Io

R/RREF 1 2證：由圖可得

VBE1

I RE1

V

I RE2 2由于IE1

IC1

IRI I IE2 C2 oV I RBE1 R 1

V

I RO 2I IO

R1BEFR2-16放大電路如圖，已知晶體管系數(shù)2-16放大電路如圖，已知晶體管系數(shù)gm=60ms,,設(shè)CE的容抗很小，可視短路。（1）畫出低頻混合πC，（1）畫出低頻混合πC，2推導(dǎo)出放大電路的下線效率，fL1的表達(dá)式，并算出其值（2）不考慮Cf1L2=？（3）同時考慮CC，畫出這一放大電路的低1 2L（4）fH

，并畫出高頻段的對數(shù)幅頻特性和相頻特性。解：略（1）低頻混合π等效電路，不計C作用：2兩極放大電路如圖，設(shè)h h 50（1）計（1）計1 2的靜態(tài)工作點和hie1

,hie2（2）計算放大器的中能電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。解（1）（2）兩極放大器的微變等效電路如圖示第一級放大倍數(shù)h

R 'A U1u1 U h其中i ie1其中

fe1 L11h R 'fe1 E1第二級是射極輸出器，放大倍數(shù)Au

Au1

25.60.9925.3放大器的輸入電阻是第一節(jié)輸入電阻：放大器的輸出電阻RR

// ie2R1

hc0 E2hc

1h

fe2兩級直耦放大器如圖所示試分析這一放大器結(jié)構(gòu)特點以及偏置的提供方法設(shè)h h

80,h

1，試計算AvRRfe1

fe2

ie1

ie2 i O（）該電路是兩極直接耦合電路，T,T管分別為NPNPNP型管，采用12電源供電，Q點相互牽連。（2）交流等效電路

1 2 A U

o1

h Rfe1 C1

//h ie2

fe

1Re2u1 Ui

h ie1

h 1Rfe1 e1A u2

UOU

hfe2

RC21Ri2 ie2

2

e2 h R h h

1R

h R fe1 C1 ie2fe2 e2

fe2 C2 R h h 1R

h h 1R A A A

C1

fe2

e2

fe2 e2u u1

u2hfe1

hfe2

R Rc1

h ie1

h 1Rfe1 e1R hc1 ie2

(1h

fe2

)Re2

hie1

(1h

fe1

)R e1 808033 57600 57600

6.9318111811.2 8598.2 8347 R ih 1h R 181182i I ie1 i

fe1 e1R Ro C2

33章集成運算放大器知識點歸納本章講述了集成運放的結(jié)構(gòu)特點，電路組成，主要性能參數(shù)、種類及使用方法。集成運放實際上是一種好性能的直接耦合放大電路。通常由輸入級、中間級、輸出級和偏置電路等四部分組成，雙極型管組成的集成運放，輸入級多用差分放大電路，中間級為共射電路，輸出級多用互補輸出級，偏置電路是多路電流源電路。電流源電路不僅可為各級放大電路提供合適的靜態(tài)電流，又可作為有源負(fù)載，從而大大提高了運放的增益。3使用集成運放應(yīng)注意調(diào)零、頻率補償及必要的電路保護(hù)。學(xué)完本章應(yīng)達(dá)能到下列要求熟悉集成運放的組成及性能，正確理解主要指標(biāo)參數(shù)的物理意義及其使用注意事項。了解電流源電路的工作原理。5G23，5G24的工作原理。習(xí)題與思考題詳解3-1．差分放大電路如圖所示,Rp為調(diào)零電位器，假設(shè)電路完全對稱，兩管的h 50，求：（1）（1）S1接通，試計算電路的靜態(tài)工作點，差模放大倍數(shù)A 。共模放大倍數(shù)A ，共模抑制比ud ucK，差模輸入電阻RRcmr icod（2）若電路作單端輸出，即開關(guān)S2接通，試計算電路的靜態(tài)工作點，A ,Aud1 uc1 CMR id icK R R和Rod（）雙端輸出時電子電路對稱，兩管對應(yīng)的電流及電壓分別相等，即IB1IB2IB,IC1IC2IC,UCE1UCE2UCERE

的兩個電流大小相等，向相同，所以流過RE

的直流電2IE

，當(dāng)于單管射極電流IE

2RE1計算靜態(tài)工作點：U UEE BE

IR IB B

R 2I.R2 P E

R R,則E PU UEE BE

IRB

2(1h）IRfe B EU U∴ EE BE

(120.7）V

11(A)R 2(1h）R 5K25110KB fe EI h IC fe B

5011A0.55mAU UCE CC

U IR 2IR 12120.55(10210)7.5VEE C C E E差模較大時，U一分為二，U U，U Ui i id i2 idRE

RE

微變等電路如圖：U U

i (R

h1h）iRPi1 idP

b1

fe b1 2C 1 1 CUOld

h I Rfeb1

L'R

// R2

10K//220K5K∵U U ∴U Ui2 id o2 old雙端差模電壓放大倍數(shù)A U

Uo2d

Uo1d

h R'）fe L）ud Uid

（U

）Uid

R

1h 1RB ie

fe 2 ph 3001

）26mv

30051

2.66Kie

I (mA) 0.550.011EA 505K 24.5Ud 5K2.66K510.50.1K共模時U

上流過電流的增量相等，方向相反，即為沒管發(fā)射極i1 i2

ic E2倍，畫等效電路時把RE

增加一倍即可。∵U U U ，則U Ui1 i2 ic o1c o2c雙端輸出共模電壓放大倍數(shù)AUC

U U o1c o2c0Uic共模抑制比K

AudAudAuc2I

R h1h

1Rrid

UidI

2UidI

b1

b1 ie fe b12i

wid b1 b12R h 1 1 2(52.66510.50.1)20.42K h）R B ie fe 2 P由共模微變電路可得Ur icR U

1R (h2R1Bic I ie1Bic 11

fe2 P fe E5K2.66K510.50.1K51210K1030K對于共模信號，兩輸入端是并聯(lián)的，因此整個差動放大器的共模輸入電阻：r 1r 11035515Kic 2ic1 2雙端輸出的輸出電阻r 2Rod C

210K20K開關(guān)K2靜態(tài)工作點除UCE1

，其他系數(shù)與（1）的靜態(tài)工工作點相同，即，I 11A B

U0.55mAC

7.5VE但是由于T

管的集點極有一負(fù)載R1

接地，直流通路如圖，LA UD1

1A2

12.25A UC1

h(Rfe C1

e

0.32Rh (R2R）（1h）B ie 2 P e feAKCMR1

UD138.28AUC1R 20.42KidR R 10KO C利用戴維南定理，將左圖等效成右圖，其中：R'RL C

//RLLRL

10K//20K6.67K20KU 'CC

RRUCCL C

10K20K1UCE1

U 'UCC

IRC

' IR2 E

2IRE E8120.556.670.50.5610.120.561105.08V3-2h（略去hre

rCe

1不hoe能忽略）推導(dǎo)出電流源的交流內(nèi)阻RAB

的表達(dá)式解：恒流源等效電路如圖所示，為推導(dǎo)交流電阻RAB

ABUO

得到電流I 由圖可得h

r

1

，h ,I

UU O U

I 則：O

be h oe

fe O r bce即用作恒流源的晶體管，其輸出特性曲線較為平坦，也就是rcer

U ICEC

>>1.IB一般r Rce/R/

>>1be 1 2U

r R(r

//R)R

0r

ce 3 be 1 2AB I0

ce rber R

R//R1 2

Rr3

R//R1 2R r

ce 3

r 1 3 ce Rr3 be

R//R1

ce Rr RR 123 be12

RR 1 23-3.圖為帶恒流源的差分放大器，設(shè)晶體管的hfe50，高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書第一章半導(dǎo)體器件特性第一章半導(dǎo)體器件特性--計算T,T和T

靜態(tài)工作點

1 2 3 1 80K3.3Rce3

h ABoe3A

，A ，K

R，R和RVd1

Vc1

CMR id ic od（）計算T3R

的靜態(tài)工作點：82K1V 1B3 R2

(U EE

82K47K

(12)7.6VI UB3E3

V UBE3 R3

7.6V0.6V12V0.106(mA)36KI 0.106mAI E3B3 1hfe

0.002mA51I I I 0.1060.0020.104mAC3 E3 B3U U 8.2VCE3 E3T,T靜態(tài)工作點：1 2I IE1 E2

1I2

10.104mA0.052mA2I I

IE1

0.052mA

0.001mAB1 B2

1h 51feI I I I 0.0520.0010.051mAC1 C2 E1 B1V VC1 C2

V V RCC C1

120.0511006.9VT管的輸入電阻r

3001

26mV）3 be3

fe I mAE3300(150) 26 12.8K0.106恒流源的交流電阻h r R

5080K36KR r AB ce3

fe3Rr3

ce3R1

3//R2

80K

36K128K82K//47K1.91MT管是恒流源，其直流電阻小，交流電阻大，在計算差模電壓放大倍數(shù)和差模3RT管的輸入電阻

ABh）r 3001 26(mV)300(50) 26 25.8Kh）1 be1 fe

(mA) 0.052E1由于單端輸出，所以差模電壓放大倍數(shù)：A

h Rfe1 C

50100K

69.8ud1

2(R r ） 2(10K25.8K)(∵R

B2//r

be1r>>

忽略)B1 be1 B1 be1 B1共模放大倍數(shù)：h R

50100KA

fe1 C

0.026uc1

R rB2

21

Rfe AB

10K25.8K2511.91M69.869.80.0261Aud1Aud1Auc1CMR

2684.6差模輸入電阻：UR id2

R

2

r 210K25.8K)71.6Kid Iid

B2

be1

B2 be1共模輸入電阻：11U1R ic

R //

21h）R ic 2Iic

2 B2

be1

fe AB110K5.1M//(25.8K2511.91M)2.5M2Rod

R 100Kc3-4共射共基差分電路如圖示，試導(dǎo)出其差模電壓放大倍數(shù)A改路。改路。為恒流源電

，并畫出將R和RC E答：T,T

組成共射差動電路，T,T

組成共基極電路。接在T,T

集電極上，由于共1 2 3 4 1 2基極電路設(shè)有電流放大能力，I

I I I 則T,T

的集電極負(fù)載分別近似為C3 E3 C4 E4 1 2R ，T,T

是雙入雙出差動放大電路，其差模放大倍數(shù)與單管放大電路一樣。即C 1A ud

2h Rfe r

RRC

改為恒流源的差放電路如上圖示。be13-5.指出圖中哪些組合是合理的，哪些是不合理的。對于合理的復(fù)合管標(biāo)出其3個點極。并說明是PNPNPN第一章半導(dǎo)體器件特性第一章半導(dǎo)體器件特性高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書--答：（a）圖合理，為NPN(b)圖合理，為PNP（c）圖不合理，不符合三極管電流流向。3-6.圖示電路中Ui

0時U0

0UBE

fe

80RC1的值和電路的電壓放大倍數(shù)（）先計算RC1由于U 0，U 0。則靜態(tài)時：i 0I IC3 E3

UEER

12V 1.2mA10KC2U U I R 121.20.2211.74VE3 CC E3 E2U U V U 11.74V0.7V11.04VC2 B3 E3 BE3U V U 00.70.7VE2 B2 BE2I I

2

120AVEC2 E2VE∴R UC1

2RE1UCC IC2

247K1211.048K120A（2）Au。T管的輸入電阻r

3001

26mA 26 3A

hfe3

be3R

fe I

mA 1.2E38010K

40.25u3 r (h

2.05K(180)0.22Kbe3 fe3 E2T,T

管組成雙入單出差放電路。則，1 2h R' 26mA 26A fe2 L 其r 3001h） 30081 17.85Kud1

2rbe2

be2

fe I

mA 0.12E2R'R

//r 1h

8K//2.055K810.22K5.7KL C1

be3805.7K

fe3 E2則A ud1

217.85K

12.77所以，總電壓放大倍數(shù)：A A Au ud1 u3

12.77（40.25144章反饋放大器知識點歸納器性能的影響和放大器電路穩(wěn)定性等問題。闡明了反饋的判斷方法，深度負(fù)反饋條件下放大倍數(shù)的估算方法，根據(jù)需要正確引入負(fù)反饋的方法。在電路中，將輸出量的一部分或全部通過一定的電路形式作用于輸入回路，去影響輸入量的措施稱為反饋。如使凈輸入量減少則為負(fù)反饋，若使凈輸入量增加為交流反饋。反饋量取自于輸出電壓則為電壓反饋，若反饋量取自于輸出電流則為電流反饋。交流負(fù)反饋有四種形式：電壓串聯(lián)負(fù)反饋，電壓并聯(lián)負(fù)反饋，電流串聯(lián)負(fù)反饋，電流并聯(lián)負(fù)反饋。判定采用瞬時極性法，反饋結(jié)果使凈輸入量增加則為正反饋，減小則為負(fù)反饋。判斷“電壓反饋和電流反饋”可令輸出電壓等于零，若反饋量隨之為零，則為電壓反饋，若反饋量依然存在，則為電流反饋大器是并聯(lián)連接的則為并聯(lián)反饋，若是串聯(lián)連接的則為串聯(lián)反饋。S 反饋的作用效果與信號源內(nèi)阻RS有關(guān)，對于并聯(lián)負(fù)反饋，RS大時，反饋效果明顯，R=0時，無反饋作用；對于串聯(lián)負(fù)反饋，RS 和的特點，求深度負(fù)反饋放大器增益。欲求電壓增益，除電壓串聯(lián)負(fù)RS=∞時，串聯(lián)反4.對于滿足，和的特點，求深度負(fù)反饋放大器增益。欲求電壓增益，除電壓串聯(lián)負(fù)

饋無效 果。利用的 關(guān)系反饋外，其它各類型的負(fù)反饋還需進(jìn)行轉(zhuǎn)換。5.引入交流負(fù)反饋后，可以改善當(dāng)打電路多方面的性能，可以提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性，改變輸入電阻和輸出電阻，展寬頻帶，減小非線性失真等。學(xué)完本章后應(yīng)達(dá)到下列要求：1正確理解負(fù)反饋放大電路放大倍數(shù)在不同反饋組臺下的物理意義，并能夠估算深度負(fù)反饋條件下的放大倍數(shù)。掌握負(fù)反饋四種組態(tài)對放大電路性能的影響，并能根據(jù)需要在放大電路中正確的引入交流負(fù)反饋。高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書第一章半導(dǎo)體器件特性第一章半導(dǎo)體器件特性--習(xí)題思考題詳解在圖示電路中，指出反饋通路，判斷所引的反饋是正反饋還是負(fù)反饋，是交流反饋還是直流反饋，設(shè)電容的容抗可以忽略。解：反饋通路由R2

，C, R3

構(gòu)成，反饋送至反相輸入端，屬于電壓串聯(lián)負(fù)反饋，由于C交流接地，故為直流電壓串聯(lián)負(fù)反饋。R1

，R，R2

構(gòu)成反饋支路，是交直流負(fù)反饋，反饋信號取至非輸出端而送入輸入端，故為交直流電流并聯(lián)負(fù)反饋。R4

，R，C5

R4

R5

引入直C,R3 6

, R, R5

,C引入兩級間反饋，是電壓串聯(lián)正反饋。2R3引入本級電流串聯(lián)負(fù)反饋。R4

，C引入本級直流電流串聯(lián)負(fù)反饋。R引2 8入本級交直流電流串聯(lián)負(fù)反饋。R6

R引入三級間交直流電流串聯(lián)負(fù)反饋。34-3判斷上圖所示各電路中交流負(fù)反饋分別是什么類型（4-2）1.既然在深度負(fù)反饋的條件下，閉環(huán)放大1.既然在深度負(fù)反饋的條件下，閉環(huán)放大倍數(shù)與放大器的系數(shù)幾.要適當(dāng)選取.要適當(dāng)選取F，就能獲得恒定的且為所需大小的。2.負(fù)反饋能展寬起帶，因此，可用低頻管代替高頻管，只要加上足夠深的負(fù)反饋即可。解這種說法是錯誤的。因為深度負(fù)反饋閉環(huán)放大倍數(shù)的近似估算式為Af

1，首先是在.首先是在.A即開環(huán)放大倍數(shù)是由晶體管.Au

與r

f 等系數(shù)有關(guān)。如隨便選擇晶體管，B若滿足不了上述條件，則構(gòu)不成深度負(fù)反饋，也就不能使用Af

. 1 的關(guān)系式了。F這種說法是錯誤的。負(fù)反饋雖然能使放大器的通頻帶展寬，但是在原開環(huán)電路通頻帶的基礎(chǔ)上有限的寬度，且有犧牲其增益為代價的，在一定條件下，其增益帶寬積是一常量。串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增加，和并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小的道理。答：電流負(fù)反饋主要是穩(wěn)定輸出電流，使輸出電流接近于恒流源，當(dāng)負(fù)載變化時，保持輸出電流穩(wěn)定，其效果就是增大了輸出電阻，輸出電阻越大，越接近恒流源。電壓負(fù)反饋主要穩(wěn)定輸出電壓，使輸出電壓接近于恒流源，當(dāng)負(fù)載變化時，電路保持輸出電壓穩(wěn)定，其效果就是減小了輸出電阻，輸出電阻越小，電路帶負(fù)載能力越強(qiáng)，越接近于恒流源。串聯(lián)負(fù)反饋由于反饋信號與原輸入信號串聯(lián)，故輸入電阻增加。并聯(lián)負(fù)反饋由于反饋信號與原輸入信號并聯(lián)，故輸入電阻減小。AV

20%AvF

AvF

1%，AV

F值。fH

20KHz

，求引入反饋后的通帶 .FA dA 1 dA Av（）AvvF

1A

，則 FA

1A

v, AA

100.

v .1AvF F vF v vF1 100 100則1AvF

帶入上式可得：Av

20%1%.AA v

20002103又1又1AvF

100AvA 1 1 1 1 1.則F v 1 9.5103100 Av

100 Av

100 2000 (2)

fF

1AvF

20KHz

120009.5103

400KH。z試證明電流串聯(lián)負(fù)反饋放大器的輸入電阻 R

R[1A

F,輸出電阻為R Rof o

F]GS0 R

if i G R無反饋時輸入電阻R無反饋時輸入電阻R dViIi有反饋時輸入電阻Rif..ii而.

.

， . .

, IV0i d f 0

R

0 G d. .

. . . V d

VFAV f

. .

. . r i

d R

G d

d(1AF)R1AFif . .i i.i

G R

G R將信號源將信號源V 0,保留內(nèi)阻SRR,并且在輸出端施加一3 L.個交流電壓源V得到電流I ，如0 0AGS0

為基本放大器輸出端點電路（R'L

0）的開環(huán)轉(zhuǎn)移導(dǎo)納，忽略反饋網(wǎng)絡(luò)輸入端的降壓，有：.VI 0.V

A. .V0 R GSO dV0

. . .d F F R 0V .

. . 00 R0

GSO R 0得R of

V0RI

F]GSO R0試證明電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大器的輸入電阻R

Ri ，輸出電阻R0Rof1A FR0

if 1AFR GRSO G解：圖a解：圖a為計算電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大器輸入電阻的推圖，可見：無反饋時輸入電阻有反饋式輸入電阻R ifUiIi而II IRR Ui Ui Ui iRif I I AFI I(1AF) 1AFi d R G d d R G R GI=0RI=0R并且在輸出端施加一個i L交流電壓源V0，得到電流I ，圖中A..0是RSO負(fù)載開路時基本放大器的開環(huán)轉(zhuǎn)移電阻。由圖：，4-7．電路如圖示；設(shè)運放為理想運放，sF入電路。使電路盡可能的高的輸入電阻。（2）保證放大倍數(shù)AVFsF入電路。使電路盡可能的高的輸入電阻。（2）保證放大倍數(shù)AVF100,問：應(yīng)選多R？F

正確的接而而（）連接電路如圖示，引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋。(2),請畫上反饋電(2),請畫上反饋電路：要求元件的系數(shù)改變對T3

的靜態(tài)某電極電壓影響較小。要求T3

某電極電流的交流成份iC3

基本上不受RC3

改變的影響。要求在接上外加負(fù)載RL

以后，電壓放大倍數(shù)基本不變。要求輸入端向信號源索取的電流比較小。（）穩(wěn)定T3

集電極靜態(tài)電壓，須引入本級直流負(fù)反饋電路。為R .E3(2)RC3

的交流集電極電流iC3

Rf1RL

后，電壓放大倍數(shù)基本不變，應(yīng)引入電壓負(fù)反饋，為Rf2輸入端向信號源索取電流較小，應(yīng)引入串聯(lián)負(fù)反饋，為Rf2。綜上所述，引入反饋的電路網(wǎng)絡(luò)如圖所標(biāo)。，負(fù)反饋放大電路如圖示，設(shè)這些電路滿足深度負(fù)反饋條件，試運用近似計算法計算它們的電壓放大倍數(shù)。解（a圖是電流并聯(lián)負(fù)反饋電壓放大電路，由于深度負(fù)反饋，則有：I Ii fI US，Ui R R3S

(I

I )R，I R 0 f 3 f S

則:I R3 f

R3 IRR 03 SU I R,U IRS f S 0 0 2AUSf

U

R2

(R R)3 SRRS 3 S(b)圖是電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓放大電路，由于深度負(fù)反饋，則有：I Ii fU U I USUS，I 0，則：S 0U U i R R f R R RS 3 7 3 7A

R7USf R3反饋，開關(guān)S反饋，開關(guān)S應(yīng)置于（a）還是（b）這個負(fù)反饋屬于何種負(fù)反饋？設(shè)電路滿足深度負(fù)反饋的條件電壓放大倍數(shù)Auf大多是多少？（1）引入負(fù)反饋開關(guān)應(yīng)置（2）這個負(fù)反饋屬于電壓串聯(lián)負(fù)反饋

（1）要使電路中引入反饋為負(fù)于(b)（3）因為深度負(fù)反饋，則4-11（3）因為深度負(fù)反饋，則寫出電壓反饋系數(shù)F0表達(dá)式如果基本放大器的開環(huán)增益Au

為103，閉環(huán)電壓增益Auf

為102，求出2RR1R20%數(shù)將減少多少？）這是一個電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路，因為為差模輸入電阻無窮大，流入運放反相端的電流I0反饋信號：RV V 1 Vf RR 01 2V V R1電壓反饋系數(shù)F 1u V

V RR0 0 1 2只考慮放大倍數(shù)的幅值時有：F uA F uA AuAuufAuf1Auf

1 1 1A u 則uf 1AFFFuRRR1所以1 2

0.009A 100 1000u由已知條件知Au

103,Auf

102，可知，放大器引入負(fù)反饋后放大倍數(shù)下降Fu 了10倍，即1A 10，其穩(wěn)定性提高了10倍，先開環(huán)放大倍數(shù)減小了20%Fu u即A 800，那么閉環(huán)放大倍數(shù)將減小2%，則Auuf

98（1）（1）AuF（2）Aui102，利用負(fù)反饋表達(dá)式計算AuF（）T,TU經(jīng)運放放大后，正半周經(jīng)過D，由1 2 i 2T射極輸出，射極輸出器電壓放大倍數(shù)近似為1。而T,T

管電路組成功放電路，將運2 1 2放信號近似不變的反饋到運放的反相輸入端，則電壓反饋信號系數(shù)Fu

UF1，那么U閉環(huán)放大倍數(shù)0閉環(huán)放大倍數(shù)（2）Auf

A u1A Fu u

10011001

0.99第一章半導(dǎo)體器件特性第一章半導(dǎo)體器件特性高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書--5章信號運算電路知識點歸納本章主要研究了理想集成運算放大器的特點，基本運算電路和有源濾波電路。理想集成運算放大器引入負(fù)反饋，則工作在線性區(qū)。凈輸入電壓為零，稱為有源濾波電路的兩個基本出發(fā)點。信號運算電路的三種基本形式為：反相輸入運算放大器、同相輸入運算放大器和差動輸入運算放大器。集成運放引入負(fù)反饋后可以實現(xiàn)比例、加減、乘除、積分、微分、對數(shù)和指數(shù)等各種基本運算。求解輸出電壓與輸入電壓運算關(guān)系的方法有兩種：接點電流法列出運算放大器的輸入端和輸出端及其它關(guān)鍵節(jié)點的電流方程，利用虛短和虛斷的概念，求出運算關(guān)系。疊加原理對于多信號輸入電路，可分別求出每個輸入電壓單獨作用時的輸出電壓，然后將它們相加，就是所有信號同時輸入時的輸出電壓。有源濾波電路通常由RC要的成分或突出所需要的成分。按幅頻特性的不同，有源濾波器可分為LPF、HPF、BPF、BEF。潭門的主要性能是同帶放大倍數(shù)AVF、通帶截止頻率fP、通帶寬度BW。學(xué)完本章后，能夠達(dá)到下列要求：（1）.掌握比例、加減、積分電路的工作原理及運算關(guān)系，理解微分、乘除、對數(shù)和指數(shù)電路的工作原理和運算關(guān)系電路輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系，并能夠合理選擇電路。（2）LPF、HPF、BPFBEF并能夠合理的選擇電路。習(xí)題與思考題詳解5-1 已知加法器的運算關(guān)系為U =－(5U +10U +0.2U ),且反饋電阻0 i1 i2 i3R =100。畫出電路圖，并計算電路中的各電阻值。F解:加法器運算電路如圖.電路傳輸函數(shù)方程為:U=－(0

R RfU + R i1 R

RU + i2 R

U ).i31 2 3R =R//R //R //Rp 1 2 3 fRf=5.R

Rf=10.R

Rf=0.2.R1R則:R= f1 5

2= 5

3=20.RR = p2 10

100= 10

=10.R 100R = f =3 0.2 0.2

=500.R =R//R //R //R =20//10//500//100=6.17()p 1 2 3 f:解:I =I .R f第一章半導(dǎo)體器件特性第一章半導(dǎo)體器件特性高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書--U =U.U =U.則:U = (1+RR1f01)Ui1U= (1+RRf02)Ui2,2R03 R i33R R RU =U0

+U +U01 02

= (1+ R

)U +(1+ i1 R

)U +(1+ f)Ui2 R i31 2 3按下列要求設(shè)計一個函數(shù)電路(要求畫出電路圖.并算出各元件值).U =－5U . 20.0 IU =－100U 放大器總的輸入電阻等于200,電路中各電阻值不許超過0 i11.U =－0R可導(dǎo)出fU則－RU =－0R可導(dǎo)出fU則－RR1fR1=－5.iR =5R.f 1若取R=40.則R =200.1 fR =R//R =40//200=33.3.p 1 f(2)若用上圖求解,RU =U =U=0 I =I =0.U aR //RR(RF1//R )F3F3U0(1)F2F1

=4.不合提意.故采用T型網(wǎng)路代Rf

.則有圖示:i=i1 FU Ui=－ a (2).R R聯(lián)解(1)(2)式得:A=UfR

1RU 0=-Ui

F1R R RF2F2 F1 RF3R1為滿足要求.可將

F2比值選放大一些.RF3R=400.R=10.F2 F3已知R=40.A=100.則1 Uf100R1R = 11F 1

RF2=87.8RF2RF3R=R//(R+R//R)=36.4p 1 F2 F1 F3圖為一高輸入電阻及相放大器，稱為輸入電阻自舉擴(kuò)展及相放大器，A為主放1的原理。大器。A2為輔放大器。試推導(dǎo)放大器的輸入電阻表達(dá)式并證明此電路提高輸出電阻的原理。解：根據(jù)虛補，虛斷，虛地概念，可知：2RU =－02

1 UR0R2RU =－2U0 R i1

2R則U =－ 02 R2

R（－2）R1U=2Ui i==U U U U U==iRi=i =iiI I

ii Ui

0 U Ui02 i

iU 2Ui

U = 1i 1i U( )R R R 1=1 RR=

i R R1=RR

1RR111RR1A2構(gòu)成反相比例運算電路，形成電流IA1iI,從而提高了輸入電阻。能擴(kuò)展較多函數(shù)動態(tài)范圍的反相放大器為圖示15v，則其動態(tài)范圍約為12v,輸出峰—峰值電壓為24v.采用圖示電路可將動態(tài)范圍擴(kuò)大一倍，試說明工作原理（此電路只適用于不接地的負(fù)載。即浮動負(fù)載情況。解：該電路由兩級反相輸入函數(shù)組成。第二級輸入是第一級輸出信號。最后輸出是第二級輸出電壓和第一級輸出電壓之差：即：RU =-

RU =- f2 U

R R= f1 f2 U .01 R1

i1 02 R2R R

01 RR i11 2RU =U0 02

—U 01

f1 RR1 2

U + f1Ui1 R i11若R =R

.則。U

R=2

。 可見輸出是U

2倍。f2 2

0 R i1 0111為使電路平衡。R =R //R. R =R //R = R .p1 f1 1 p2 2 f 2 2差分放大電路如圖示。設(shè)輸入電壓U為三角波，變化范圍為0～3v,U為0～4vU的0波形。并注明電壓變化范圍。4vU的0波形。并注明電壓變化范圍。解：該電路是差動輸入運算放大器，輸出電壓與輸入差值電壓U U 成正比，i2 i1R即：U=f0 R

U i2

代入數(shù)據(jù)得：i11輸出波形如圖解示：試畫出一個能實現(xiàn)U0=10Ui1—5Ui2+0.1Ui3的求和電路。解：R2解：由已知可得： f

=10

R2f

Rf=5RR RR R1 3 2若令Rf

=100 R=10 則R2R= f

10000=

=1001 10R 1010RR = f

100=

=202 5 5R2R = f

10000=

=1043 0.1R 1Rp1=Rf//R1//R3=100//100//104=.49.75Rp2=Rf//R2//R=10//20//100=6.25試求圖示電路輸出電壓U0。圖示集成函數(shù)均滿足理想化條件。解：(1).A為及相求和電路，輸出為：1R R RU =—（ 01 R1

U + 4 Ui1 R 2

+ 4 U ）R i33=—100（-5mv）+100

(10mv)+

(-2mv)=-65mv20 10 10A2為同相加法運算電路，電路中同相端的總電阻R=R//R//R =10K//10K//10K=3.33p 5 6 p2反相端的總電阻=R //R =10//5=3.33(A反相輸入端“虛地N 7 8 2R=Rp N

。函數(shù)兩輸入端直流電阻平衡，則輸出：U =R

U

U+ i5

）=10（8mv +10mv）=－2mv02 7 R R5 6

10 10A 為差動輸入。實現(xiàn)減法運算，其輸出為同相與反相比例運算的疊加。35-8.圖示為一個反相加法電路，運放的電源電壓為12v，此電路能否正常工作，為什么？若不能正常工作，應(yīng)怎樣修改電路。解：根據(jù)虛短，虛斷，虛地，U=U=0，I =I =0則 RU =－（f

RU+f

U）=－(100.5+101)=－15v0 R i1 R i21 2 U0>電源電壓。不能正常工作。應(yīng)改為U

=－R0

1U10

1U10

=－12.則12 12R = =

1210=80（。f 0.51 1.5 1.510 10 10可將R 改為80。則可以正常工作了。f反相串聯(lián)減法電路如圖示。試推導(dǎo)U 與U ，U 的關(guān)系式：0 11 12解：A為反相比例運算電路。A為反相加法電路1 2RU =－01

f1UR i111 1U =－R 02 f2

U + U )R 01 R i23 2=－Rf2

1(－f1RR RR3 1

1)U + U )i1 R i22=R R=f1 f2RR1 3

RU —f2U.i1 R i22雙運放加減混合運算電路如圖示解：U

R=－（f1U01 R1

R+ f1U ）i1 R i221 1 1U =－R0

（f2 R5

U + U01 R i33

+ U ）R i44R RU = f2

RU +

Rf2U

Rf2U

Rf2U0 R R3 1

i1 R R 3 2

R i33

R i445-11．圖示（a）為一積分電路。運放的電源電壓為15v.輸入信號的波形為（b）圖示試定性畫出輸出信號的波型。0.01uF.輸出波形發(fā)生怎樣的變化?解：（1）U

=0 RC

udt=－i

1101030.1106

uidt=－1000uidt1 F對于輸入的第一個矩形波：t=0U=00t=1msU0=5v同樣原理：對于輸入一串矩形波，可以相交輸出矩形為圖示。（2）若C=0.01uFFU=0v.U=0vU=5v，U=-5000t(v)i 0 i 0t=1ms,U=-50v.該情況不可能，固為運放電源電壓只有15v.0若輸出電壓最大幅度約為電源電壓-15v，輸出波形為圖示，圖中斜線頂端對應(yīng)t軸U數(shù)值為t=

0max

15= =0.3ms.50000 500005-12．同相輸入放大器如圖設(shè)函數(shù)為5Q23.其參數(shù)A =510v0

4Rid=100,R =4,A,Rif,R.0 vf. .=A=vf

Avf

的相對誤差有多大？解：若函數(shù)是理想的，則FUFU0

1RRRR1 F

100 0.0909，10010001 RR 1001000A 1 F 11vf F R1

100R )Rif V0 idR

(150000x0.0909)x100k454.6k4R 0of 1AVO

0.8F 150000X0.0909，U >0.(1)分別寫出U 和U 的表i1 01 02達(dá)式（2）指出該電 路是何種電路。解U =kU U01 i1 0U =A（U—U ）0 i2 01U聯(lián)解：U =A（U—kU U） U = 0 i2 i1 0 0 1

kUUU = i1 i201kUi1可見U 完成乘法運算。U 完成除法運算。01 0

1kUi15-14試寫出U01，U02U0表達(dá)式。解：05.15 用乘法器可對兩個正弦波的相位差進(jìn)行測量見圖所示電路，設(shè)解：0u V1 1m

u1), 2

V 2m 2

,求u

的表達(dá)式和其中直流分量V0的表5-16圖示一個一階低通有源濾波器電路，設(shè)A為理想運算放大器，試導(dǎo)出電路的傳輸函數(shù)，并求低通截止頻率f 。p解：u

1

u 1

u u uR

1 jc

1jRC

0 u 1 11(RC)2A 01(RC)2VF u 1jRC VFi1 1當(dāng) h RC

fp

1.59104H2RC Z第6章 波形發(fā)生器知識點歸納本章主要介紹了正弦波發(fā)生器、電壓比較器和非正弦波發(fā)生器電路。正弦波發(fā)生器（1）正弦波發(fā)生器的組成一般應(yīng)由放大器，正反饋網(wǎng)絡(luò)、選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅緩解（2）振蕩的自激條件為，又可分為振幅平衡條件（2）振蕩的自激條件為，又可分為振幅平衡條件和相位平衡條件，起振的幅值條件是。（3）振蕩頻率是由相位平衡條件決定的。RC位平衡條件，起振的幅值條件是。頻率是：1f 10 2RC

；LC正弦波振蕩器有變壓器反饋式、電桿三端式和電容三端式等1f0

。2 LC判斷正弦波振蕩器能否振蕩的一般方法和步驟是：①觀察電路是否具有放大、反饋、選頻、穩(wěn)幅四個基本環(huán)節(jié)。②檢查放大電路是否滿足放大條件，運放的輸入端是否有直流通路，有無放大作用。是否同相，即。③分析是否滿足相位平衡條件，方法是斷開回路，引進(jìn)“輸入是否同相，即。④在檢查是否滿足幅值平衡條件。電壓比較器比較器是用來比較輸入信號電壓大小的電路。它的輸入電壓是模擬量，輸出電壓通常只有高電平和低電平兩個穩(wěn)定狀態(tài)。通常用電壓傳輸特性來描述電壓比較器輸出電壓與輸入電壓之間的函數(shù)關(guān)系。電壓闡述特性具有三個要素：一是輸出高低電平，它決定于集成運放輸出電壓的最大幅度或輸出端的限幅電路；二是閾值電壓，它是使集成運放同相輸入端和反第一章半導(dǎo)體器件特性第一章半導(dǎo)體器件特性高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書--PAGE62---PAGE63-相輸入端電位相等的輸入電壓；三是輸入電壓過閾值電壓時輸出電壓的躍變方向，它決定于輸入電壓是作用于即晨昏運放的反向輸入端，還是同相輸入端。電壓值。非正弦波發(fā)生器矩形波發(fā)生器由具有卡關(guān)特性的器件（帶有正反饋的滯回比較器，反饋網(wǎng)絡(luò)（能把輸出信號恰當(dāng)?shù)木哂虚_關(guān)特性的器件，使其輸出改變狀態(tài)RC電路實現(xiàn)）3個部分組成。在三角波和鋸齒波發(fā)生器中除了上述部分還應(yīng)加積分環(huán)節(jié)。判斷非正弦波發(fā)生器起振的條件是：接通電源，開關(guān)器件的輸出電壓應(yīng)迅速為高電平或低電平，在經(jīng)過一定的延遲時間后，又能使比較器改變輸出狀態(tài)。分析電路時要注意比較器輸出電壓跳變的臨界條件和RC電路的瞬態(tài)過程，由此來確定肺正弦波的振蕩周期。學(xué)完本章應(yīng)達(dá)到如下要求：熟悉掌握電路產(chǎn)生正弦波振蕩的幅值平衡條件和相位平衡條件RC正弦波振蕩電路的組成、起振條件和振蕩頻率，了解LC正弦波振蕩器的工作原理，理解其振蕩頻率與電路參數(shù)的關(guān)系，能根據(jù)相位平衡條件判斷電路是否可產(chǎn)生正弦波振蕩。正確理解有集成運放構(gòu)成的矩形波、三角波和鋸齒波發(fā)生電路的工作原理、波形分析和有關(guān)參數(shù)。習(xí)題與思考題詳解6-1.什么是振蕩器，它與放大器最本質(zhì)的區(qū)別是什么？（）不需要輸入信號，自己就能產(chǎn)生各種周期性波形輸出的電路則為振蕩器。（2）振蕩器與放大器本質(zhì)的區(qū)別在于不需要外加輸入信號的激勵。6-2．正弦波振蕩器由哪幾部分組成。在正弦振蕩器中若無穩(wěn)幅環(huán)節(jié)，輸出將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？（）正弦波振蕩器由放大電路、反饋網(wǎng)絡(luò)、選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)四部分組成。（2）沒有穩(wěn)幅環(huán)節(jié)只能靠放大器中晶體管的非線性來穩(wěn)定輸出信號幅度，輸出波形會失真。6-3.RC并說明理由。解：A.根據(jù)相位平衡條件，可知，相移=180，是負(fù)反饋，故無振蕩。根據(jù)相位平衡條件，可知，相移=360，是正反饋，可能振蕩。根據(jù)相位平衡條件，可知，相移=0，是正反饋，可能振蕩。根據(jù)相位平衡條件，可知，相移=180，是負(fù)反饋，故無振蕩。寫出同相輸入端和輸出端的電壓傳輸系數(shù)試分析這一電路中的正負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)由哪些元件組成寫出輸出端到同相輸入端的反饋系數(shù)(4).寫出振蕩器振蕩頻率的表達(dá)式寫出同相輸入端和輸出端的電壓傳輸系數(shù)試分析這一電路中的正負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)由哪些元件組成寫出輸出端到同相輸入端的反饋系數(shù)(4).寫出振蕩器振蕩頻率的表達(dá)式(5).根據(jù)起振條件，試求R的值1為了穩(wěn)定振幅，又使輸出波形不失真，對反饋電阻R1

有什么要求？第一章半導(dǎo)體器件特性第一章半導(dǎo)體器件特性高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書--U解（）A = VU

1R1R12（2）正反饋由RC文氏電橋組成；負(fù)反饋由熱敏電阻R1

R2

組成。U 1 1 1（3）F U0 ZZ(

1 當(dāng) RCRCRC)

F3當(dāng)0

1，fRC

1 。2RC AF1。 R 1即(1

1) 1，R2R

21.5k3k。R 3 1 22（6）R1

R1

R1

6-5.RC成，試分析這一電路產(chǎn)生正弦振蕩的原理。）三只電容器C和兩個電阻R組成三級RC相移反饋網(wǎng)絡(luò)，兩只穩(wěn)壓二極管D DZ Z1 2

組成穩(wěn)幅環(huán)節(jié)，輸出電壓幅度為(UZ

0.7)V。（2）三節(jié)RC網(wǎng)絡(luò)在某一頻率下產(chǎn)生180相移。而運算放大器輸出經(jīng)三節(jié)RC相移電路反饋輸入端，而運放相移也是f0

1 ，即 2 6RC A F

360，滿足振蕩相位平衡條件，只要放大器有足夠的放大倍數(shù)，電路就能振蕩輸出振蕩正弦波12 6RC2 6RC06-6.LC正弦波振蕩電路如圖示，試判斷它們是否可能振蕩，若不能試修改電路。答（A）該電路不能振蕩。電路是變壓器反饋式 LC振蕩器，反饋網(wǎng)絡(luò)CCC 1

300270142PF的同名端錯了不應(yīng)畫在下端，才能使max

CC1

300270 ，滿足 F A

2n相位平衡條件，另外，反饋網(wǎng)絡(luò)缺少一個隔離電容，使VLB

接地，晶體管截止?；鶚O與LB

之間應(yīng)串接一個隔離電容C。反饋信號UL1點式振蕩器。即將CB從基極斷開，改接于發(fā)射極。旁路電容CE

將反饋信號短路到地了，應(yīng)去掉CE

即可。L將V1 CC

LL間1 2抽頭線中串接一個隔離電容即可。C7PFC7PF時CC串聯(lián)電容最小：112f min

1 16.28 1801066.28 1801061421012LC13 max此時振蕩頻率最大：1 1LC13 LC13 min6.281801066.81012max

=4.55MHz當(dāng)C270PF時，串聯(lián)電容值最大：1CCC 1

300270142PF。max

CC1

300270振蕩頻率為最小值：LLC13 max6.28 1801061421012f min

1MHz所以LC回路總電容的變化范圍為6.8PF 142PF電路振蕩頻率范圍：4.55MHz 1MHz。6-8.電路如圖示高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書高等學(xué)校電子類輔導(dǎo)教材《電子線路》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書第一章半導(dǎo)體器件特性第一章半導(dǎo)體器件特性--應(yīng)將石英晶體接在哪兩點它才可能產(chǎn)生正弦波振蕩。接好石英晶體后，試畫出交流通路，并分析其振蕩頻率。（）石英晶體接在三極管BC極之間電路才有可能產(chǎn)生振蕩。如圖：（2）

1

1、C組成電容三點式振蕩電路，等效電路如上圖所示。x 20 2x 1

2x

xL 反饋系數(shù)1 C2

2 C 32

1

1x0

xI 22負(fù)號表示F，而A AF2滿足相位平衡條件。同時也滿足“射同基反”原則。振蕩頻率 f

1 ，其中C

CC1 22 LC0 C2 LC1 26-9圖示電路，設(shè)集成運放AAA均為理想運放。穩(wěn)壓管正向?qū)妷嚎陕浴? 2 3AAA

各組成什么應(yīng)用電路。1 2 3若輸入信號Ui

5sintV，試分別給出相應(yīng)U

UU01 02

波形。AAA各工作在線還是非線性質(zhì)？1 2 31.(1)A為反相比例運算放大器1U RfUU>001 R i i1U =-6V02（2）A2

為過零電壓比較器電路。U 6V02當(dāng)U <0 U =6V01 02(3) A3

為電壓跟隨器電路。U0

輸入信號Ui

5sintV，試分別給出相應(yīng)U

UU波形01 02 0A1

AA3

工作在非線性質(zhì)。解：該雙限比較器有兩個閾值電壓，分別為+3V，-3V。,U U U 為低電平-6V。i o o D1ioUo，D1反偏截止，U=0VoioUoD2U=0VoioUoUD26-12.同相輸入滯回比較器如圖：求：推導(dǎo)滯回特性的三個參數(shù)V1,V2和VH.給出傳輸特性，并注上數(shù)值。若輸入電壓為U8sin tV,試給出U波形。解：i 0解：(2)傳輸特性（3）Ui8sin tV U0(2)傳輸特性6-14.方波發(fā)生器如圖示，設(shè)RR選擇穩(wěn)壓二極管計算電路中元件（選擇穩(wěn)壓二極管計算電路中元件（3）RC5的制約

5k，要求f=5kHz,Vm=16V解（1）輸出方波電壓幅度為U ，選擇穩(wěn)壓管型號為2cw16D,U =8V,忽略穩(wěn)壓Z Z管正向?qū)▔航担蠻 2U m z(3)R和C的值除受頻率f的限制外，還要受到組成正反饋R1,RF的限制,fRR1值大，CR取值就小。F6-15.圖示一矩形波發(fā)生器，這個電路在調(diào)整占空比時其頻率保持不變，要求Tf=1kHz,Vm=20V,占空比

110%90%R3,Rw的阻值。T的阻值。解（1）由于要求輸出電壓值為20V，則選擇穩(wěn)壓值為Uz=20V的穩(wěn)壓二極管。（2）計算R3,Rw。1）.運放同相輸入端電壓U

R1RR11 F

(UZ

30K 20)10V。30K30K0U=+20V時，D1導(dǎo)通，D2CRp滑到最上端，0充為最小，即

T=RC，此時占空比為1

=10%，T

=0.1T充 3 T 1利用三要素法寫出電容C充電過程的表達(dá)式U (O)10V,UC

()20V,充

RC3則：UC

(t)UC

()[UC

(O)UC

()]e

1t充

2030e

1tR