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1、1,模电作业题答案,电子科学与工程学院,2,+,6V,D,R 100,图1.3,(1) 流过二极管的直流电流,1.3,(2) 二极管的直流电阻,二极管的交流电阻,3,+,10V,D,RL 100,图1.4,1.4,E,4,+,10V,D,RL 100,图1.4,1.4,E,(4)将电源电压反接时，流过负载电阻的电流,5,(5)增加E，其他参数不变，,+,10V,D,RL 100,图1.4,1.4,E,故二极管的交流电阻下降,6,1.6,(a)设V1、V2截止，则,V2正偏电压高，优先导通。再设V1截止，则,假设不成立；,假设成立。,7,1.6,(b)设V1、V2截止，则,V1导通。再设V2截止
2、，则,假设不成立；,假设成立。,8,1.6,(c)设V1、V2截止，则,V1优先导通。再设V2截止，则,假设不成立；,假设不成立。,9,1.7,(a)设V截止，则,即,当,时，V导通，则,此时,10,1.7,11,1.7,(b)设V截止，则,即,当,时，V导通，则,此时,12,1.7,13,1.9,u1、u2中至少有一个为3V，则uo 3-0.7 2.3V。 u1、u2均为0时， uo -0.7V。,14,1.9,15,1.10,当ui5V时，Vz击穿，uo5V。 当ui-0.7V时，Vz正向导通，uo-0.7V。 当-0.7Vui5V时，Vz截止，uoui。,16,1.11(1),17,1.
3、11(2),1.11(3),19,NPN,PNP,2.1,0.7V,8V,0V,(a),-0.7V,-8V,0V,(b),4V,1V,3.7V,(c),4V,4.3V,9V,(d),题图2.1,20,2.1,0.7V,8V,0V,(a),-0.7V,-8V,0V,(b),4V,1V,3.7V,(c),4V,4.3V,9V,(d),题图2.1,NPN,PNP,先确定基极，再确定发射极，最后确定集电极,根据发射结电压确定材料,21,2.1,0.7V,8V,0V,(a),-0.7V,-8V,0V,(b),4V,1V,3.7V,(c),4V,4.3V,9V,(d),题图2.1,硅NPN,硅PNP,锗P
4、NP,锗NPN,题图（a）,题图（b）,题图（c）,题图（d）,22,2.3,(b) e结反偏，c结反偏，截止状态,(c) e结正偏，c结正偏，饱和状态,(d) e结开路，晶体管损坏,(a) e结正偏，c结反偏，放大状态,23,2.6,24,2.7,12V,-2V,(a),1k,20k,C1,(a),设管子截止，则有,故假设成立,管子处于截止状态,25,2.7,T,RB 470k,RC 2k,RE 1k,(b),15V,(b),设管子截止，,因,故发射结导通，假设管子处于放大状态,故假设成立，管子处于放大状态。,26,2.7,T,RB 100k,RC 2k,RE 1k,(c),15V,(c),
5、设管子截止，,故发射结导通，假设管子处于放大状态,因,故假设不成立，管子处于饱和状态。,27,2.9,28,(2) 当RB1开路时，IBQ=0，管子截止，UC=0,当RB2开路时，设管子处于放大状态，则有,2.9,故管子处于饱和状态,故，管子处于饱和状态,或,C结正偏,29,2.9,(3)当RB2开路时，设管子处于放大状态,解得,假设成立，故,30,2.18,C1,RB 500k,RC 2k,C2,T,uo,CE,RE 1k,ui,UCC,31,2,4,6,8,10,12,2,1,3,4,5,6,10A,20 A,30 A,40 A,50 A,60 A,uCE/V,iCE/mA,0,2.18,
6、32,2.18,(1)输出特性理想化，,(2)先求工作点,直流负载线,取两点,可得直流负载线如图2.18（b）中线，工作点Q,交流负载线的斜率为,可得图2.18（b）中线（交流负载线）,33,2.18,(3)此时直流负载线不变，仍如图2.14(b)中线，而交流负载,如图2.18(b)中线。,线的斜率为,34,2.18,(4)为得最大,工作点应选在交流负载线中点。,是此交流负载线之中点，即,点,此时，,调节,使,则,解得,将图2.18(b)中线平移使之与直流负载线线的交点,35,2.20,(1) 要求动态范围最大，应满足,即,解得,故,36,(2)由直流负载线可知,2.20,37,2.23,RS
7、,C,RC,V,RL,+,+,Uo,Us,+,Ui,UCC,RB,+,38,2.23,(1) 计算工作点和,解得,39,2.23,(2)计算源电压放大倍数,40,2.23,(3)计算输入电阻和输出电阻,41,2.27,RS,C,V,RL,Us,+,Ui,IB,Ri,Ro,RE,UCC,Uo,42,2.27,43,2.27,44,2.27,45,2.30,46,2.30,47,2.34,V1,V2,RB,RC,RE,Ri,Ro,RL,+,Ui,Uo,UCC,+,48,+,Ui,RB,V1,V2,RE,Ri,Ri1,Ri2,Ro,RC,RL,+,Uo,2.34,49,3.1,uGS/V,iD/mA
8、,1,2,3,1,2,UDS=10V,(a),uGS/V,iD/mA,1,2,3,1,2,UDS=10V,(b),3,4,uDS/V,iD/mA,2,4,6,5,10,15,20,4.5V,4V,3.5V,3V,2.5V,UGS=2V,(c),-2,-1,-3,-2,-1,-3,图 (a)：N沟耗尽MOSFET，,N沟FET,P沟FET,NJFET,NEMOSFET,NDMOSFET,可正可负,图 (b)：P沟结型FET，,图 (c)：N沟增强MOSFET，,无意义,50,3.3,图 (a)中，N沟增强型MOSFET，因为,所以工作在恒流区与可变电阻区,的交界处（预夹断状态）,或者,(a),(
9、b),(c),(d),D 3V,D 5V,D -5V,D 9V,5V,G,S 2V,S 0V,S 0V,S 0V,G -3V,51,3.3,图 (b)中，N沟耗尽型MOSFET，因为,所以工作在可变电阻区,或者,(a),(b),(c),(d),D 3V,D 5V,D -5V,D 9V,5V,G,S 2V,S 0V,S 0V,S 0V,G -3V,52,3.3,图 (c)中，P沟增强型MOSFET，因为,所以工作在恒流区,或者,(a),(b),(c),(d),D 3V,D 5V,D -5V,D 9V,5V,G,S 2V,S 0V,S 0V,S 0V,G -3V,53,3.3,(a),(b),(c
10、),(d),D 3V,D 5V,D -5V,D 9V,5V,G,S 2V,S 0V,S 0V,S 0V,G -3V,图 (d)中，N沟结型FET，因为,所以工作在截止区,54,3.5,RD 1k,T,USS(-10V),(a),UDD(+10V),T,C2,C1,+,Ui,+,Uo,(b),UDD(+12V),R2 1M,R1 1.5M,RD 30K,RS 6K,RG 1M,RD 1K,RS 4K,(a),55,3.5,RD 1k,T,USS(-10V),(a),UDD(+10V),T,C2,C1,+,Ui,+,Uo,(b),UDD(+12V),R2 1M,R1 1.5M,RD 30K,RS
11、6K,RG 1M,RD 1K,RS 4K,(b),56,3.12,R1,R2,R3,R4,R5,R6,C1,C2,C3,ui,uo,Ucc,57,4.1,(1) 中频增益为40dB，即100倍，fH=106Hz, fL=10Hz,时，其中f=104Hz的频率在中频段，而f=2106Hz的频率在,(2)当,高频段，可见输出信号要产生失真，即高频失真。,58,4.1,时，其中f=5Hz的频率在低频段，而f=2104Hz的频率在,(3)当,中频段，可见输出信号要产生失真，即低频失真。,59,4.3,-45,-90, /Mrad/s,0,20,40,4,40,400,0.4,60,4.4,AuI=40
12、dB，fH=2MHz，fL=100Hz，Uopp=10V,（1）ui(t)=0.1sin(2104t)(V) （2）ui (t)=10sin(23106t)(mV) （3）ui (t)=10sin(2400t)+ 10sin(2106t) (mV) （4）ui (t)=10sin(210t)+ 10sin(25104t) (mV) （5）ui (t)=10sin(2103t)+ 10sin(2107t) (mV),（1）输入信号为单一频率正弦波，所以不存在频率失真问题。但由于输入信号幅度较大(为0.1V)，经100倍的放大后峰峰值为0.1210020V，已大大超过输出不失真动态范围(UOPP=
13、10V)，故输出信号将产生严重的非线性失真(波形出现限幅状态)。,61,4.4,AuI=40dB，fH=2MHz，fL=100Hz，Uopp=10V,（1）ui(t)=0.1sin(2104t)(V) （2）ui (t)=10sin(23106t)(mV) （3）ui (t)=10sin(2400t)+ 10sin(2106t) (mV) （4）ui (t)=10sin(210t)+ 10sin(25104t) (mV) （5）ui (t)=10sin(2103t)+ 10sin(2107t) (mV),（2）输入信号为单一频率正弦波，虽然处于高频区，但也不存在频率失真问题。又因为信号幅度较小
14、，为10m V,经放大后峰峰值小于1002102V，故也不出现非线性失真。,62,4.4,AuI=40dB，fH=2MHz，fL=100Hz，Uopp=10V,（1）ui(t)=0.1sin(2104t)(V) （2）ui (t)=10sin(23106t)(mV) （3）ui (t)=10sin(2400t)+ 10sin(2106t) (mV) （4）ui (t)=10sin(210t)+ 10sin(25104t) (mV) （5）ui (t)=10sin(2103t)+ 10sin(2107t) (mV),(3) 输入信号两个频率分量分别为400Hz及1MHz，均处于放大器的中频区，不
15、会产生频率失真，又因为信号幅度较小(10m V)，故也不会出现非线性失真。（严谨：会出现相位失真）,63,4.4,AuI=40dB，fH=2MHz，fL=100Hz，Uopp=10V,（1）ui(t)=0.1sin(2104t)(V) （2）ui (t)=10sin(23106t)(mV) （3）ui (t)=10sin(2400t)+ 10sin(2106t) (mV) （4）ui (t)=10sin(210t)+ 10sin(25104t) (mV) （5）ui (t)=10sin(2103t)+ 10sin(2107t) (mV),（4）输入信号两个频率分量分别为10Hz及50KHz，一
16、个处于低频区，而另一个处于中频区，故经放大后会出现低频频率失真，又因为信号幅度小，叠加后放大器也未超过线性动态范围，所以不会有非线性失真。,64,4.4,AuI=40dB，fH=2MHz，fL=100Hz，Uopp=10V,（1）ui(t)=0.1sin(2104t)(V) （2）ui (t)=10sin(23106t)(mV) （3）ui (t)=10sin(2400t)+ 10sin(2106t) (mV) （4）ui (t)=10sin(210t)+ 10sin(25104t) (mV) （5）ui (t)=10sin(2103t)+ 10sin(2107t) (mV),（5）输入信号两
17、个频率分量分别为1KHz和10MHz，一个处于中频区，而另一个处于高频区，故信号经放大后会出现高频频率失真。同样，由于输入幅度小。不会出现非线性频率失真。,65,4.6,66,5.1,67,5.2,V1,V5,V2,V3,V4,IR,I5,I3,I4,+6V,-6V,1k,5k,5k,10k,2k,68,5.4,(1),69,5.4,(2),70,5.4,(3),71,5.4,(3),72,5.4,(4),73,5.6,74,5.6,75,5.6,5.7,(a),(1)因,=1001，所以,(2) 差模半电路,(3),微变等效电路,(4),共模输入信号,(5),共模半电路,5.8,83,5.9
18、,(1)由于uid=1.2V0.1V,电路呈现限幅特性，uo波形图所示。,(2)当RC变为10k时，uo幅度增大，其值接近15V，此时，,一管饱和，另一管截止。,84,6.1,（a）级间交、直流串联电压负反馈,85,6.1,(b)级间交、直流串联电压负反馈,86,6.1,(c)级间交、直流串联电压负反馈,+,Us,RS,UCC,+,Uo,R8,R7,R6,R2,R1,R3,R4,R5,V1,V2,V3,V4,RL,-UEE,87,6.1,UCC,+,Uo,R1,R3,R7,R2,R4,R6,R5,V1,V2,V3,V4,(d)级间交、直流串联电压负反馈,有源电阻,88,6.2,Ui,Uo,R1
19、,R2,R3,R4,R5,+,A1,+,A2,(a)级间交、直流电压并联负反馈,89,6.2,R6,Ui,Uo,+,A2,R2,R1,R5,R4,R3,+,A1,(b)级间交、直流电压并联正反馈,有源反馈网络,6.3 一电压串联负反馈放大器，其基本放大器的电压增益Au=100，反馈网络的反馈系数Bu=0.1。由于温度变化，Au增大到120，试求负反馈放大电路的电压增益变化率,或,91,6.7,某放大器的放大倍数A(j)为,若引入F=0.01的负反馈，试问:,(1)开环中频放大倍数AI和fH,(2)闭环中频放大倍数AIf和fHf,92,6.9,电路如题6.9图(a)和(b)所示。试问：,(1)反
20、馈电路的连接是否合理？为发挥反馈效果，两个电路对RS有何要求？,(2)当信号源内阻变化时，哪个电路的输出电压稳定性好？哪个电路源电 压增益的稳定性能力强？,(3)当负载RL变化时，哪个电路输出电压稳定性好？哪个电路源电压增益 稳定能力强？,串联反馈效果好，要求RS低；,并联反馈效果好，要求RS高；,93,6.9,(a)第一级是电流负反馈， Rof高，,要求信号源内阻高，,故电路连接合理。,第一级是串联负反馈，要求 RS越低越好 。,第二级是并联负反馈，,合理,低,94,6.9,RS,+,Us,R1,R2,C1,T1,RL,UCC,+,Uo,R5,C2,T2,R6,(b)第一级是电压负反馈， R
21、of低，,要求信号源内阻低，,故电路连接合理。,第一级是并联负反馈，要求 RS越高越好 。,第二级是串联负反馈，,合理,高,95,6.9,Uo稳定，要求Rif高；,Uo稳定，要求Rof低；,96,6.9,RS,+,Us,R1,R2,C1,T1,T2,R4,R6,C2,C3,RL,UCC,+,Uo,R5,R3,(a)电路的输入电阻高，故当信号源内阻变化时，(a)电路的输出电压稳定性好，源电压增益的稳定性能力强。,(a)电路的输出电阻低，故当负载变化时，(a)电路的输出电压稳定性好，源电压增益稳定性能力强。,R,s,A1,F1,I,o1,U,f1,U,i1,A2,F2,U,o,I,i2,I,f2,
22、I,i2,Us,+,6.10反馈放大器电路如题图6.10所示，试回答： （1）判断该电路引入了何种反馈？反馈网络包括哪些元件？工作点的稳定主要依靠哪些反馈？ （2）该电路的输入输出电阻如何变化，是增大还是减少了？ （3）在深反馈条件下，交流电压增益Auf？,（2）该电路输入阻抗增大，输出阻抗减小。,（1）90 电阻、1 电阻和C3构成两级之间的交流串联电压负反馈。,4 、60 以及C4构成两级之间的直流电流负反馈，稳定直流工作点。,（3）,99,6.11,负反馈放大电路如题6.11图所示。,(1)试判别电路中引入了何种反馈？,(2)为得到低输入电阻和低输出电阻，应采用何种类型的负 反馈？电路应
23、如何改接？,100,6.11,级间交、直流电压串联负反馈;,为得到低输入电阻和低输出电阻，应引入级间交流电压并联负反馈；,101,6.11,+,UCC,Uo,-UEE,+,Ui,2k,10k,10k,120k,2k,4.7k,90k,10k,10k,2k,3.9k,V1,V2,V3,将V3的基极改接到V2的集电极；将输出端的90k电阻，由接在V2的基极改接到V1的基极。,102,6.12,(1) 两级之间通过R9构成了并联电压负反馈,103,6.12,(2)求开环增益,考虑,104,6.12,(3)求闭环增益,105,6.13,电路如题6.13图所示，试回答：,(1)集成运放A1和A2各引进什
24、么反馈？,(2)求闭环增益,ui,uo,R1,R4,R5,+,A1,+,A2,R2,R3,uo1,运放A1引入了交、直流电压串联负反馈；,运放A2引入了交、直流电压并联负反馈。,106,6.13,ui,uo,R1,R4,R5,+,A1,+,A2,R2,R3,uo1,107,6.15,RS,R1,R2,R3,R4,C1,C2,UCC,T1,T2,Uo,+,Us,+,(a),(a)级间交流电压并联负反馈,108,6.15,+,+,Us,Uo,T1,T2,C1,C2,R2 18k,R3 10k,R1 10k,R5 3k,R4 1k,RL 10k,R6 27k,(b),UCC,RS,1k,(b)级间交
25、流电流并联负反馈,109,6.19,(1)F=0.001, Af1/F=1000(60dB)，,(2)要求Af40dB(100)，仍有45的相位裕度，,(3)补偿后的开环带宽BW=0.1MHz，闭环带宽BWf10MHz。,此时有45相位裕度。,则开环特性要校正为如图中曲线所示。,110,7.1,（a） （b）,111,(a)根据虚断特性,根据虚短特性,所以,7.1,112,7.1,(b)当,电路转换为反相输入求和电路，输出,当,电路转换为同相输入求和电路，输出,根据线性叠加原理，总输出为,时，,时，,113,7.3(a),当 单独作用时，产生的分量为,当 单独作用时，产生的分量为,114,7.
26、3(b),本题同时引入了正反馈和负反馈，该图中一定,当 单独作用时，产生的分量为,保证负反馈比正反馈强，故仍可用虚短和虚断特性。,当 单独作用时，产生的分量为,115,7.4,116,运放A1的输出为,运放A2的输出为,运放A3构成双端输入求和运算电路，输出为,7.4,117,7.8,(a) (b),118,7.8,(1)电路（a）为反相比例放大器，,电路（b）为同相比例放大器，,它们的传输特性曲线分别如图7.8(a)(b)所示。,119,7.8,图7.8,120,（2）若输入信号,，输出信号,的波形分别如图7.8(c)(d)所示。,图7.8,7.8,121,7.9 解法一,当 单独作用时，产
27、生的分量为,当 单独作用时，产生的分量为,122,7.9解法二,123,7.20,(1)电路(a)输出电压为7V或-7V。,，得阈值电压,由,即,回差电压,124,7.20,(2)电路(b)输出电压为7V或-7V。,得阈值电压,由,即,回差电压,125,8.2,(1),(2),(3),126,8.7,(1) 静态时，A点电位等于6V，电容器C2两端电压为6V，调整电阻R1 、 R3能达到上述要求。,(2),依据极限参数进行核算,？,127,或,由,得,因,故,128,8.7,(3),所以，二极管开路会造成功放管V1和V2的损坏。,二极管开路时，电路静态参数为,129,8.7,(4)动态时，若输出电压波形出现交越失真，应调整电阻R2，增大R2的阻值，使功放管的静态偏置电压UBEQ升高。,130,8.8,(1)100k、1 k电阻构成了互补乙类功放电路和运放构成的同相比例放大器之间的反馈通路。引入了级间电压串联负反馈。,131,8.8,(2),132,8.8,(3),133,8.8,(3),134,8.8,(4),135,9.1,(1),(2)若二极管VD1开路，电路 变为单相半波整流电路,(3),136,9.2,(1) uO1为单相全波整流结果,(2) uO1、uO2的波形是全波整流。,137,9.4,(1),138,9.4,(2),139,9.4,(3),