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反相放大器如图1所示

2021-10-03 来源:步旅网
1、 反相放大器如图1所示,运放采用741,电源电压V+=+12V,V-=-12V,R1=10KΩ,R2=100KΩ。(1)当vi=0.5sin2π×50t(V)时,绘出输入电压vi、输出电压vo和输入电流ii 的波形;

(2)作出该电路的传输特性vo=f(vi)。 当vi=1.5sin2π×50t(V)时,绘出vi 、 vo 的波形;

R2100kVCC1R1Ii10kVOFF = 0VAMPL = 0.5FREQ = 50Vi3uA74124V-vi-OS1165voOUTV+7VCC+U1OS200V1VCC112VdcV2VCC12Vdc0

图1

2、电路如图2所示,设电路中R1=12KΩ,R2=5KΩ,C=4uF,反相输入端与输出端之间并联一电阻R3=1MΩ,运放采用LF411。电容C的初始电压vc(0)=0,输入电压vI幅度为+5V~-5V,占空比为50%,频率为10Hz的方波,如图题2.4.13b所示。试画出电压 vo 的波形;当R3=∞时,画出电压vo的。

1

R25kVCC1C14uV-viV3R112kLF4112-4B1165voV1 = -5V2 = 5TD = 0TR = 0.01uTF = 0.01uPW = 50mPER = 100mOUTV+VCC73+U1B2V2VCC0V112VdcVCC112Vdc00

图2

3、在室温(300K)情况下,若二极管的反向饱和电流为1nA,如图3所示,问他的正向电流

vD/nVT

-1),其中为0.5mA时应加多大的电压?二极管采用指数模型iD=Is(e

-9

Is=10A,n=1,VT=26mA。

outV10VdcD1D1N41480

图3

4、求差电路如图4所示,运放选用741,电源电压V+=+V1=+15V,V-=-V2=-15V,R1=R2=10K,R4=R3=100K,输入信号电压vi1=0.1sin2×3.14 ×100t(v), vi2=-0.1sin2×3.14 ×100t(v)。(1)当输入信号电压vi1=0,加入 vi2 时,绘出 vi2 和输出电压vo1的波形;当输入信号电压 vi2= 0 ,加入vi1 时,绘出vi1 和输出电压vo2 的波形;当加入vi1、vi2 时,绘

(2)当vi1= -vi2=1.5sin2×3.14 ×100t(v), 绘出 出 (vi1-vi2 ) 和输出电压 vo3 的波形;

(vi1-vi2 ) 和输出电压 vo4 的波形 (3)作出该电路的传输特性vo=f(vi1-vi2)

2

015VdcVi2in2FREQ = 100VAMPL = -0.1VOFF = 0R210KV1R3100K03U1+0OS2561out-V-42V+7OUTOS1AD741Vi1in1FREQ = 100VAMPL = 0VOFF = 0R110KV2-15VdcR4100K00

图4

5、 电路如图5所示。运放LF411的电源电压V+=+15V,V-=-15V,电容器C的初始电压Vc(0)=0.(1)当输入电压VI的幅度为1V,频率为1KHZ,占空比为50%的正方波时,求输出电压V0的波形;(2)去掉电阻R2,重复(1)的要求;(3)输入脉冲电压信号正向幅度为9V,宽度为10us,负向幅度为-1V。宽度为90us,周期T为100us,求输出电压V0的波形

3

C10.068uR2100kV1-15Vdc0-V-inR1210K3V1 = 0V2 = 1TD = 0TR = 0.1uTF = 0.1uPW = 0.5mPER = 1msvi4B1165LF4117U2outOUT+V+B2-15VdcR39KV20

图5

6、电路如图6所示,图中R=10kΩ,二极管选用1N4148,且Is=10nA,n=2。对于VDD=10v和VDD=1v两种情况下,求ID和VD的值,并与使用理想模型、恒降压模型和折线模型的手算结果进行比较。

inoutR110KD1N4148D2Vdd0Vdc0

图6

7、 一限幅电路如图7所示,R=1K,VREF=3V,二极管及参数仍与例3.6.1相同。(1)试绘出电路的电压传输特性V0=F(VI);(2)当vi=6sinwt(v)时,试绘出v0的波形,并与使用理想模型和恒压降模型分析结果相比较

4

inR11koutD2D1N4148VOFF = 0VAMPL = 6FREQ = 1kViVref3Vdc0

图7

8、共射极放大电路如图1所示。设两图中BJT均为NPN寻型硅管,型号为2N3904,β=50,Rc=3.3K,Re=1.3K,Rb1=33K,Rb2=10K,Rl=5.1K,Cb1=10uf,Cb2=10uf,Ce=50UF,Vcc=12v.试用

SPICE程序分析:(1)分别求两电路的Q点(2)作温度分析,观察当温度在-30到-70范围内变化时,比较两电路BJT的集电极电流Ic的相对变化。(3).设信号源内阻Rs=0,BJT的型号为2N39.4,B=80,rbb`(rb)=100,.试分析电压增益的幅频响应和相频响应,并求fl和fH.。(4)试

(5)求电路的输入电阻Ri和输出分析Ce在1uF到100uF之间变化时,下限频率fL的变化范围。

电阻Ro。

5

Vcc12VdcRc3.3kRb133kQ1Cb210uoutinCb110uRLQ2N39045.1kRs1kRb210k1Vac0VdcV1Re1.3kCe50u0

图8

9、仿真三极管Q2N2222的输出特性曲线。

10、电路如图10所示。设BJT的型号为2N2222,VCC=5V,Cb1=1uF,Rb=1MΩ,Rc=3.3kΩ,Rs=0及β=210。去掉Cb2和RL,负载电容CL=4F,直接接到BJT的集电极和地之间。当输入电压信号为-5mV~+5mV的正负方波,其周期分别为100ms和0.1ms时,求的vo波形。

6

图10

11、电路如图11所示.设NMOS管T的参数为VT=0.8V,Kn=1mA/V2.电路其他参数为:VDD=VSS=5V,I=0.5 mA,Rd=7kΩ,Rg=200 kΩ,Cs=47uF输入信号采用振幅为10mV,频率为1KHz的正弦波.试用SPICE分析,研究沟道调制参数Υ对小信号电压增益的影响.

7

0Vdd5VdcRd7kVoM1IRF150VOFF = 0VAMPL = 10mvFREQ = 1000ViRg200k0.5mAdcICs47u00Vss5Vdc00

图11

12、共栅极放大电路如图12所示,电路参数为IQ=1mA,VDD=VSS=5V,Rg=100kΩ,

Rd=4kΩ, RL=10KΩ.场效应管的T的参数为Vt=1v,Kn=1mA/V2,,Υ=0.(1)设输入电流为

3

100sin2∏×10t(uA),Rs=50k,求输出电压;(2)确定小信号电压增益、电流增益、输入电阻及输出电阻。

8

inCb1100uIRF150Cb210uvoRLM1IsRdRs50kI21mAdc10uRgVssCg5VdcVdd4k10KIOFF = 0IAMPL = 100uAFREQ = 1k05Vdc100k0000

图12

13、CMOS共源放大电路如图13所示,将电流源IREF换成电阻RREF,设所有MOS管的│Vt│

-22

=0.8V,λ=0.01V1.NMOS管的Kn’=80μA/V,(W/L)T1=15;PMOS管的KP’=40μA/V, (W/L)T2,T3=30,VDD=5V.试用SPICE分析(1)流过电阻RREF的电流为0.2mA时,确定电阻RREF阻值;(2)绘出电压传输特性曲线vo=f(vI),并求当vo位于中点时对应的vI值;(3)求小信号电压增益.

VDD5VdcM3IRFF9110IRFF9110M20outPARAMETERS:Rval = 1kRREF{Rval}inV1M1IRF1501Vac0Vdc0

图13

14、 场效应管共源极电路如图14所示,其中FET用JFET2N4393, VDD=20V,RG1=300KΩ, RG2=15K

9

Ω, RG3=2MΩ, Rd=10KΩ, R=2KΩ, Cb1=1µF, Cb2=1µF,且外接负载RL=100KΩ(图中未画出).试运用SPICE进行如下分析计算:(1)求电路的静态工作点;(2)输入vi频率为1KHZ,幅值为10mV的正弦信号,观察vi和vo的波形;(3)求AV的幅频响应,频带宽度,输入电阻Ri和输出电阻Ro.

VDD20Vdc0RdRg1300k10kCb21ufCb11ufJ1J2N4393Rg32meg1Vac0VdcV1R2kRg215kRL100kvovi0

图14

15、 共源电路如图15所示,其中场效应管采用JFET2N3819.其他参数为: VDD=20V, RG1=500KΩ, RG2=20KΩ, RG3=5.1MΩ, Rd=30KΩ, R1=1KΩ, R2=10KΩ, C1=0.1µF, C2=4.7µF, C=100µF, 且外接负载RL=50KΩ(图中未画出). (1)求静态工作点;(2)设输入信号vi为f=1KHZ, 幅值Vim=10mV的正弦电压,试观测vi和vo的波形;(3) 求电压传输特性vo=f(vi).

10

VDD20VdcRd30kRg1500kC24.7uviC10.1uRg35.1megR11Vac0VdcV11kRL50kJ1J2N3819vo0Rg220kR210kC100u0

图15

16、 差分式放大电路如图题16所示,电路参数为RC1=RC2=6.8KΩ,ro=100 KΩ,IO=2mA,VCC=VEE=12V,BJT选用2N3904,β=100,试用SPICE分析:(1)分别绘出Re1=Re2=0和Re1=Re2=10VT/IO=10×26mV/2mA=130Ω时,差分输入情况下vO1,vO2电压传输特性曲线;(2)

vO1单端输出的Avd1, AvC1和KCMR的值;(3)当IO=1 mA ,Re1=Re2=0.若β1=100,而βRe1=Re2=0时,

2=50,75,100,125,150时,求双端输出时差模电压增益和共模电压增益的变化;(4) 当IO=1 mA ,Re1=Re2=0,β1=β2=100, RC2不变,若RC1变化±20%时,求由T2集电极单端输出时Avd2和AVc2的变化.(注:仿真时Re1,Re2不能设为0值,可以用很小的值等效,如0.0001Ω)

11

VCC12Vdc0Rc16.8kRc26.8kvo1Q1vi1Q2N39041Vac0VdcV1Re1130Re2130Io1Vac0Vdcvi2Q2N3904Q2V2vo202mAdc0VEE12Vdc0

图16 17、 带恒流负载的射极耦合差分示放大电路如图17所示,其中T1、T2、T5、T6采用2N3904,T3、T4采用2N3906。所有BJT的Β=107,rbb’=200Ω。电阻和电源参数如图中所示。试求:

(2)电路的差模电压增益(1)电路中基准电流IREF ,偏置电流IC5、IC1、IC2和VCE1、VCE2;

(3)绘出放大电路幅频和相频响应的波特图。 Avd2、输入电阻Rid和输出电阻RO;

12

VCC6Vdc0Q2N3906R4.7kT3T4Q2N3906outT1in1Q2N3904vi11Vac1VdcT6T5Q2N3904T2in2vi2-1Vac1Vdc0Q2N3904Q2N39040Re651Re5100VEE6Vdc0

图17

5

18、 电路如图18所示。以压控电压源和电阻模拟集成运放,其中A=10、ri=1MΩ、ro=100Ω,反馈网络的电阻R1=10kΩ,R2=50kΩ。试运用SPICE分析该电路的闭环电压增益Avf、输入电阻Rif和输出电阻Rof。并与手算的结果进行比较。

13

VCC1Rsin1kV-21Vac0VdcV1uA741RL1kVCC2R24-3U1+7V+OS2OUTOS1561out50kR110kVCC1VCC2012VdcV2V312Vdc0

图18 19、 电路如图19所示,试运用SPICE分析:(1)求电路的闭环电压增益Avf、输入电阻Rif和输出电阻Rof,并与手算闭环电压增益结果比较;(2)去掉Rf,求电路的开环电压增益Av、输入电阻Ri和输出电阻Ro.

14

V115VdcRc2Rc110kQ2N3906T3Q2Rb11k1Vac1VdcViT1T2Q2N2222Q2N2222Rb21kRfRc35kRe410k190uAdcI0500Q2N2222out10k0inVo00V215Vdc0

图19

20、 (1)乙类互补对称功放电路如图20(a)所示,设输入信号vi为1KHz振幅为5V的正弦电压。试运用SPICE程序观测输出电压波形的交越失真,求交越失真对应的输入电压范围。(2)

T2两基极间加上两只二极管D1D2及相应电路如图20(b)所示,为减小和克服交越失真,在T1、

(3)求最大输出电压范构成甲乙类互补对称功放电路。试观察输出vo的交越失真是否消除。

围。

15

图20(a)

VCC12VdcR12kQ10Q2N3904D1D1N4148viRL20VOFF = 0VAMPL = 5FREQ = 1000ViD2D1N4148Q2N3906vo0Q20R22kVEE12Vdc0

图20(b)

21、 一双电源互补对称电路如图21所示,已知VCC==12V,RL=16Ω,vi为正弦电压,试分别绘出Pv、Po、PT1随Vom/VCC变化的曲线,并求负载上可能得到的最大功率Pom及最大管耗PT1m。

16

VCCQ1Q2N3904vivomRLVOFF = 0VAMPL = 5FREQ = 1kV1Q2N390616Q2VEE12VdcV2V30VCCVEE12Vdc0

图21

22 一OTL电路如图22所示,设vi为正弦电压,C=1000uF,T1采用2N3904,T2采用2N3906,RL=8Ω,求最大不失真输出功率为9W时,电源电压VCC至少应为多大?

17

VCCPARAMETERS:Vval = 12V{Vval}Q10Q2N3904VOFF = 0VAMPL = 5FREQ = 1kViCout1000uQ2N3906RLQ280

图22

23 RC正弦波振荡器电路及参数如图23所示。运放选用741,工作电源为±15V,试运用SPICE程序绘出包括起振过程的输出电压波形,求出振荡频率fo.

18

D1D1N4148R5R2D29.1kR125.1k-VCC1D1N41484165uA7417VCC210kR4R310kC10.015uV2VCC2U1C20.015uout10kV-V+OS10OUT3+OS200V115VdcVCC115Vdc0

图23

24、电感三点式振荡电路如图24所示。其中BJT选用2N3904,VCC=12V,R1=51kΩ,R2=10kΩ,Re=1kΩ,Cb1=Ce=100uF,C=10nF,L1=L2=10uH,忽略L1和L2的互感,试用SPICE分析:

(2)分析输出波形的谐波失真情况。 (1)观察输出电压波形,求出振荡频率fo;

19

VCC12VdcvoR151kQ10Cb1100uL110uQ2N3904CR210kRe1kCe100u10nL210u0

图24

25、 电路如图25所示。运放采用LF411,工作电源为±15V,且R1=5kΩ,R2=15kΩ,R3=2kΩ。两个稳压管采用1N750,其稳压值为±9V。设VI为正弦电压信号,其频率为100HZ、振幅为5V。试用SPICE分析:(1)绘出VI和VO的波形;(2)作出电压传输特性,并求上、下限门限电压。

V215Vdc0LF4112-4V-B11R3652kD4vo+U1V+70OUT3B2V1D1N75015VdcviVOFF = 0VAMPL = 5FREQ = 100V3R15kR215kD3D1N750000

图25

20

26、电路参数如图26所示。运放采用LF411,工作电源为±15V。两个稳压管采用1N750,其稳压值为±8V。试用SPICE分析:(1)绘出VO1和VO2的波形,并求振荡频率。

CV115Vdc0.047u0V215Vdc0LF4112-R15.1k4V-B1R3652kV-+U1V+0OUT3B2V5vo1R5.1kLF4112-41B1165vo2OUT+U27V+3B2V415Vdc70R215k15Vdc0D2D1N7500D1D1N7500

图26

27、如图27所示是一个RC有源带阻滤波器,利用ORCAD的交流频率分析功能分析其频率特性,并利用游标找出这个滤波器的中心频率和带宽。

21

图27

28、如图28所示文氏电桥原理图,是一种广泛使用的振荡及选频滤波电路中的RC网络,它的中心频率准确度非常重要,应用ORCAD蒙特-卡罗分析预测大批生产时由于RC元件参数的偏差引起中心频率的偏差情况,再通过一定的约束条件就能够决定采用多高精度的元件。已知:各个元件的容差为5%,扫描方式为交流十倍频扫描,频率范围为10Hz~100KHz,进行十次蒙特-卡罗分析观察在允许容差范围内中心频率的偏差情况。

图28

29、如图29所示是一个可调式集成稳压器电路,通过改变调节电阻R7的阻值可改变其稳压输出范围,试通过暂态分析观察它的稳压输出范围,并利用ORCAD的温度分析功能分析当电阻R5的容差是在10%时,在0,27,125这三个指定的温度下对稳压器进行输出分析,观察一下温度对于这个稳压器的影响。

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图29

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