模拟电子技术基础第三版习题答案

第1章常用半导体器件

自测题

一、判断下列说法是否正确，用“×”和“√”表示判断结果填入空内。

(1)在N 型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P 型半导体。( √) (2)因为N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。( × ) (3)PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。( √)

(4)处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。(× ) (5)结型场效应管外加的栅一源电压应使栅一源间的耗尽层承受反向电压，才能保证其RGS大的特点。( √)

(6)若耗尽型N 沟道MOS 管的UGS大于零，则其输入电阻会明显变小。(× ) 二、选择正确答案填入空内。

(l) PN 结加正向电压时，空间电荷区将 A 。 A.变窄 B.基本不变 C.变宽 (2)稳压管的稳压区是其工作在 C 。

A.正向导通 B.反向截止 C.反向击穿

(3)当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为 B 。

A.前者反偏、后者也反偏B.前者正偏、后者反偏 C.前者正偏、后者也正偏 (4) UGS=0V时，能够工作在恒流区的场效应管有A 、C 。

A.结型管 B.增强型MOS 管 C.耗尽型MOS 管

三、写出图Tl.3所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压UD=0.7V。

图T1.3

解：UO1=1.3V, UO2=0V, UO3=-1.3V, UO4=2V, UO5=1.3V, UO6=-2V。

四、已知稳压管的稳压值UZ=6V，稳定电流的最小值IZmin=5mA。求图Tl.4所示电路中UO1和UO2各为多少伏。

(a) (b)

图T1.4

解：左图中稳压管工作在击穿状态，故UO1=6V。

右图中稳压管没有击穿，故UO2=5V。

五、电路如图T1.5所示，VCC=15V，=100，UBE=0.7V。 试问：

(1)Rb=50k时，Uo=?

(2)若T临界饱和，则Rb=?

解：(1)IBVBBUBE26A，

RbICIB2.6mA,

UOVCCICRc2V。图T1.5

(2)∵ICSVCCUBE2.86mA，IBSICS/28.6A

Rc ∴RbVBBUBE45.5k

IBS六、测得某放大电路中三个MOS 管的三个电极的电位如表Tl.6所示，它们的开启电压也在表中。试分析各管的工作状态（截止区、恒流区、可变电阻区），并填入表内。 表T1.6 管号 T1 T2 T3

UGS(th)/V 4 -4 -4 US/V -5 3 6 UG/V 1 3 0 UD/V 3 10 5 工作状态 恒流区 截止区 可变电阻区 解：因为三只管子均有开启电压，所以它们均为增强型MOS 管。根据表中所示各极电位可判断出它们各自的工作状态，如表Tl.6最后一栏所示。

习题

1.1选择合适答案填入空内。

(l)在本征半导体中加入( A )元素可形成N 型半导体，加入( C )元素可形成P 型半导体。

A.五价B.四价 C.三价

(2)当温度升高时，二极管的反向饱和电流将(A) 。 A.增大B.不变 C.减小 (3)工作在放大区的某三极管，如果当IB从12 uA 增大到22 uA 时，IC从lmA变为2mA，那么它的β约为( C )。

A.83 B.91 C.100

(4)当场效应管的漏极直流电流ID从2mA变为4mA时,它的低频跨导gm将( A )。

A.增大； B.不变；C.减小

1.2电路如图P1.2所示，已知ui10sint(V)，试画出ui与uo的波形。设二极管导通电压可忽略不计。

图P1.2解图P1.2

解：ui与uo的波形如解图Pl.2所示。

1.3电路如图P1.3所示，已知ui5sint(V)，二极管导通电压UD=0.7V。试画出ui与uo的波形图，并标出幅值。

图P1.3解图P1.3

解：波形如解图Pl.3所示。

1.4电路如图P1.4所示, 二极管导通电压UD=0.7V,常温下UT26mV，电容C对交流信号可视为短路；ui为正弦波，有效值为10mV。试问二极管中流过的交流电流的有效值为多少？

解：二极管的直流电流

ID(VUD)/R2.6mA

其动态电阻:

rDUT/ID10图P1.4

故动态电流的有效值：IdUi/rD1mA

1.5现有两只稳压管，稳压值分别是6V和8V，正向导通电压为0.7V。试问： (1)若将它们串联相接，则可得到几种稳压值？各为多少？ (2)若将它们并联相接，则又可得到几种稳压值？各为多少？

解：(1)串联相接可得4种：1.4V；14V；6.7V；8.7V。 (2)并联相接可得2种：0.7V；6V。

1.6已知图Pl.6所示电路中稳压管的稳定电压UZ6V，最小稳定电流

IZmin5mA，最大稳定电流IZmax25mA。

(1)分别计算UI为10V 、15V 、35V 三种情况下输出电压UO的值； (2)若UI35V时负载开路，则会出现什么现象？为什么？

解：(1)只有当加在稳压管两端的

电压大于其稳压值时，输出电压才为6V。 ∴UI10V时，UORLUI3.3V； RRL图Pl.6

UI15V时，UORLUI5V；

RRLUI35V时，UORLUI11.7VUZ，∴UOUZ6V。

RRLUIUZ29mAIZmax25mA，故稳压管将被烧毁。 R0.1

(2)当负载开路时，IZ

1.7在图Pl.7所示电路中，发光二极管导通电压 UD =1.5V，正向电流在5~15mA时才能正常工作。 试问：(1)开关S 在什么位置时发光二极管才能发光？

(2)R的取值范围是多少？

解：(1)S闭合。 (2) R的范围为:

Rmin(VUD)/IDmax233

Rmax(VUD)/IDmin700

1.8现测得放大电路中两只管子两个电极的电流如图P1.8所示。分别求另一电极的电流，标出其方向，并在圆圈中画出管子，且分别求出它们的电流放大系数β。

图P1.7

(a) (b) (a) (b) 图Pl.8解图Pl.8

解：答案如解图Pl.8所示。

放大倍数分别为a1mA/10A100和b5mA/100A50

1.9测得放大电路中六只晶体管的直流电位如图P1.9所示。在圆圈中画出管子，并说明它们是硅管还是锗管。

图P1.9

解:如解图1.9。

解图1.9

1.10电路如图P1.10所示，晶体管导通时UBE0.7V，β=50。试分析VBB为0V、1V、3V三种情况下T 的工作状态及输出电压uO的值。

解： (1)当VBB0时，T 截止，uO12V。

V时，因为 (2)当VBB1IBQVBBUBEQRb60A

ICQIBQ3mA

uOVCCICQRc9V图P1.10

所以T处于放大状态。

(3)当VBB3V时，因为IBQVBBUBEQRb460A，

ICQIBQ23mAICSVCCUCES11.3mA，所以T处于饱和状态。

Rc1.11电路如图Pl.11所示,晶体管的β=50 ,UBE0.2V，饱和管压降UCES0.1V；稳压管的稳定电压UZ5V, 正向导通电压UD0.5V。试问：当uI0V时uO？；当uI5V时uO？

解：当uI0V时，晶体管截止，稳压管击穿，

uOUZ5V。

当uI5V时，晶体管饱和，

uO0.1V。

因为：图P1.11

IB

uIUBE480A，ICIB24mA，UECVCCICRc0 Rb1.12分别判断图Pl.12所示各电路中晶体管是否有可能工作在放大状态。

(a) (b) (c)

(d) (e)

图P1.12

解：(a)可能；(b)可能；(c)不能；(d)不能，T 的发射结会因电流过大而损坏。(e)可能。

1.13已知放大电路中一只N沟道场效应管三个极① 、② 、③ 的电位分别为4V、8V、12V，管子工作在恒流区。试判断它可能是哪种管子（结型管、MOS 管、增强型、耗尽型），并说明① 、② 、③ 与G 、S 、D 的对应关系。

解：管子可能是增强型管、耗尽型管和结型管，三个极① 、② 、③ 与G 、S 、D 的对应关系如解图Pl.13所示。

解图Pl.13

1.14已知场效应管的输出特性曲线如图Pl.14所示，画出它在恒流区的转移特性曲线。

图Pl.14 (a) (b)

解图Pl.14

解：在场效应管的恒流区作横坐标的垂线(如解图Pl.14 (a)所示),读出其与各条曲线交点的纵坐标值及uGS值，建立iDf(uGS)坐标系，描点，连线，即可得到转移特性曲线，如解图Pl.14 (b)所示。

1.15电路如图P1.15所示，T的输出特性如图Pl.14所示,分析当uI=4V、8V、12V 三种情况下场效应管分别工作在什么区域。

解：根据图P1.14所示T的输出特性可知，其开启电压为5V ，根据图Pl.15所示电路可知uGSuI。

当uI=4V时，uGS小于开启电压，故T截止。 当uI=8V时，设T 工作在恒流区，根据输出 特性可知iD0.6mA，管压降uDSVDDiDRd10V， 因此，uGDuGSuDS2V，小于开启电压， 说明假设成立，即T工作在恒流区。图Pl.15

当uI=12V时，由于VDD12V，必然使T工作在可变电阻区。

l.16分别判断图Pl.16所示各电路中的场效应管是否有可能工作在恒流区。

(a) (b) (c) (d)

图P1.16

解：(a)可能,(b)不能,(c)不能,(d)可能。

补充1.电路如补图P1(a)、(b)所示，稳压管的稳定电压UZ3V, R 的取值合适，

uI的波形如图(c)所示。试分别画出uO1和uO2的波形。

(a) (b) (c)

补图P1 解：波形如下图所示

补充2.在温度20oC时某晶体管的ICBO2A,试问温度是60oC时的ICBO？ 解:ICBO60ICBO202422432A。

补充3.有两只晶体管，一只的β=200 , ICEO200A；另一只的β=100 ,

ICEO10A，其它参数大致相同。你认为应选用哪只管子？为什么？

解：选用β=100 , ICEO10A的管子，因其β适中,ICEO较小，因而温度稳定性较另一只管子好。

补充4.电路如补图P4所示，试问β大于多少时晶体管饱和？

解：取UCESUBE，若管子饱和，

则VCCUBEVCCUBE, 即RbRc RbRc所以,

补图P4

Rb100时,管子饱和。 Rc

第2章基本放大电路

自测题

一．在括号内用“√”和“×”表明下列说法是否正确。

1.只有电路既放大电流又放大电压,才称其有放大作用。(×) 2.可以说任何放大电路都有功率放大作用。(√)

3.放大电路中输出的电流和电压都是有源元件提供的。(×) 4.电路中各电量的交流成分是交流信号源提供的。(×) 5.放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作。(√)

6.由于放大的对象是变化量，所以当输入直流信号时，任何放大电路的输出都毫无变化。(×)

7.只要是共射放大电路，输出电压的底部失真都是饱和失真。(×)

二．试分析图T2.2各电路是否能放大正弦交流信号，简述理由。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。

(a) (b) (c)

(d) (e) (f)

(g) (h) (i)

图T2.2

解：图(a)不能。VBB将输入信号短路。

图(b)可以。

图(c)不能。输入信号与基极偏置是并联关系而非串联关系。 图(d)不能。晶体管基极回路因无限流电阻而烧毁。 图(e)不能。输入信号被电容C2短路。 图(f)不能。输出始终为零。 图(g)可能。

图(h)不合理。因为G-S间电压将大于零。

图(i)不能。因为T截止。

'三．在图T2.3所示电路中，已知VCC12V, 晶体管β=100，Rb100k。填空：

要求先填文字表达式后填得数。

'0V时，测得U(1)当UBEQ0.7V，若要基极电流IBQ20A, 则Rb和RW之和 iRb=( (VCCUBEQ)/IBQ )k≈( 565 )k；而若测得UCEQ6V，

则Rc=( (VCCUCEQ)/IBQ )≈( 3 )k。 (2)若测得输入电压有效值Ui5mV时， 输出电压有效值Uo'0.6V，

( U/U )≈( -120 )。 则电压放大倍数Aoiu若负载电阻RL值与Rc相等，则带上图T2.3 负载后输出电压有效值Uo(

四、已知图T2.3所示电路中VCC12V,Rc3k，静态管压降UCEQ6V,并在输出端加负载电阻RL，其阻值为3k。选择一个合适的答案填入空内。 (1)该电路的最大不失真输出电压有效值Uom( A )；

A.2V B.3V C.6V

RL' )=( 0.3 )V。 UoRLRc1mV时，(2)当U若在不失真的条件下，减小Rw，则输出电压的幅值将( C )； i A.减小 B.不变 C.增大

1mV时，(3)在U将Rw调到输出电压最大且刚好不失真，若此时增大输入电压，i则输出电压波形将( B )；

A.顶部失真 B.底部失真 C.为正弦波

(4)若发现电路出现饱和失真，则为消除失真，可将( B )。

A.Rw减小 B.Rc减小 C.VCC减小

五、现有直接耦合基本放大电路如下：

A.共射电路 B.共集电路 C.共基电路 D.共源电路 E.共漏电路

它们的电路分别如图2.2.1、2.5.1(a)、2.5.4 (a)、2.6.2和2.6. 9(a)所示；设图中ReRb，且ICQ、IDQ均相等。选择正确答案填入空内，只需填A 、B 、„„

(l)输入电阻最小的电路是( C )，最大的是( D、E )； (2)输出电阻最小的电路是( B )；

(3)有电压放大作用的电路是( A、C、D )； (4)有电流放大作用的电路是( A、B、D、E )； (5)高频特性最好的电路是( C )；

(6)输入电压与输出电压同相的电路是( B、C、E )；反相的电路是( A、D )。

六、未画完的场效应管放大电路如图T2.6所示，试将合适的场效应管接入电路，使之能够正常放大。要求给出两种方案。

解：根据电路接法，可分别采用耗尽型N沟道和P沟道MOS管，如解图T2.6所示。

图T2.6解图T2.6

习题

2.1分别改正图P2.1所示各电路中的错误，使它们有可能放大正弦波信号。要求保留电路原来的共射接法和耦合方式。

(a) (b)

(c) (d)

图P2.1

解：(a)将-VCC改为+VCC。

(b)在+VCC与基极之间加Rb。

(c)将VBB反接，且在输入端串联一个电阻。

(d)在VBB支路加Rb，在-VCC与集电极之间加Rc。

2.2画出图P2.2所示各电路的直流通路和交流通路。设所有电容对交流信号均可视为短路。

(a) (b)

(c) (d)

图P2.2

解：将电容开路、变压器线圈短路即为直流通路，图略。 图P2.2所示各电路的交流通路如解图P2.2所示；

(a) (b)

(c) (d) 解图P2.2

2.3分别判断图P2.2(a)、 (b)所示两电路各属哪种放大电路，并写出

、R和R的表达式。 Q、Auio解：图 (a):IBQVCCUBEQR1R2(1)R3， ICQIBQ，UCEQVCC(1)IBQRc。

R2//R3，Rr//R，RR//R Auibe1o23rbe图(b)：IBQ(R2VCCUBEQ)/R2//R3(1)R1，ICQIBQ，

R2R3

UCEQVCCICQR4IEQR1。

R4，RR//rbe，RR。 Ai1uo41rbe2.4 电路如图P2.4 (a)所示，图(b)是晶体管的输出特性，静态时UBEQ0.7V。利用图解法分别求出RL和RL3k时的静态工作点和最大不失真输出电压。 Uom（有效值）

(a) (b)

图P2.4

解：空载时：IBQ20A,ICQ2mA,UCEQ6V； 最大不失真输出电压峰值约为5.3V ，有效值约为3.75V 。

带载时：IBQ20A,ICQ2mA,UCEQ3V；

最大不失真输出电压峰值约为2.3V ，有效值约为1.63V 。如解图P2.4所示。

解图P2.4 图P2.5

20mV,静态时2.5在图P2.5所示电路中,已知晶体管的β=80, rbe=1kΩ,Ui

UBEQ0.7V,UCEQ4V,IBQ20A。判断下列结论是否正确，在括号内打“√”和

“×”表示。

(1)Au (3)Au445.71 (×) 200A (×)(2)u201030.7805802.5200 (√) 400 (×) (4)Au11(5)Ri0.720k35k (×) k1k (×) (6)Ri0.0220(7)Ri3k (×) (8)Ri1k(√) (9)RO5k (√) (10)RO2.5k (×)

20mV (×) (12)U60mV(√) (11)USS

2.6电路如图P2.6所示，已知晶体管β=120，UBE=0.7V，饱和管压降UCES=0.5V。

在下列情况下，用直流电压表测量晶体管的集电极电位，应分别为多少？

(1)正常情况；(2)Rb1短路；(3)Rb1开路；(4)Rb2开路；(5)Rb2短路；(6)RC短路；

图P2.6图P2.7

解:(1)IBVCCUBEUBE17416311A,ICIB1.32mA，

Rb2Rb1∴UCVCCICRc8.3V。

(2) Rb1短路,ICIB0,∴UC15V。 (3) Rb1开路,临界饱和基极电流IBSVCCUCES23.7A，

Rc实际基极电流IBVCCUBE174A。

Rb2由于IBIBS,管子饱和,∴UCUCES0.5V。

(4) Rb2开路,无基极电流,UCVCC15V。 (5) Rb2短路，发射结将烧毁，UC可能为15V。 (6) RC短路, UCVCC15V。

2.7电路如图P2.7所示，晶体管的β=80 ，rbb'100。分别计算RL和

、R和R。 RL3k时的Q点、Aiou解：在空载和带负载情况下，电路的静态电流、rbe均相等，它们分别为：

IBQVCCUBEQRbUBEQRs22A

ICQIBQ1.76mA rberbb'(1)26mV1.3k IEQ空载时，静态管压降、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻分别为：

Rc308 UCEQVCCICQRc6.2V；AurbeRiRb//rberbe1.3k；Ausrbe93 AurbeRs

RoRc5k

RL3k时，静态管压降、电压放大倍数分别为：

UCEQRLVCCICQ(Rc//RL)2.3V

RLRc(Rc//RL)115ArbeA34.7 AuusurberbeRsRiRb//rberbe1.3kRoRc5k。

2.8若将图P2.7所示电路中的NPN管换成PNP管，其它参数不变，则为使电路

、R和R变化吗？如变化，则如何变化？若正常放大电源应作如何变化？Q点、Aiou输出电压波形底部失真，则说明电路产生了什么失真，如何消除？

、R和R不会变化；输出电压波形底部失解：由正电源改为负电源；Q点、Aiou真对应输入信号正半周失真，对PNP管而言，管子进入截止区，即产生了截止失真；

减小Rb。

2.9已知图P2.9所示电路中，晶体管β=100，rbe=1.4kΩ。 (1)现已测得静态管压降UCEQ=6V，估算Rb；

和U的有效值分别为1mV和100mV，则负载电阻RL为多少？ (2)若测得Uio

解：(1)IC∴RbVCCUCE2mA，IBIC/20A, RcVCCUBE565k。 IB(2)由AuUo(Rc//RL)100, Uirbe可得: RL2.625k。图P2.9

2.10在图P2.9所示电路中，设静态时ICQ2mA，晶体管饱和管压降

UCES0.6V。试问：当负载电阻RL和RL3k时，电路的最大不失真输出电

压各为多少伏？

解：由于ICQ2mA，所以UCEQVCCICQRc6V。 空载时，输入信号增大到一定幅值，电路首先出现饱和失真。故

UomUCEQUCES23.82V

RL3k时，当输入信号增大到一定幅值，电路首先出现截止失真。故

Uom'ICQRL22.12V

2.11电路如图P2.11所示，晶体管β=100，rbb=100Ω。

、R和R； (1)求电路的Q点、Aiou(2)若改用β=200的晶体管，则Q点如何变化？

(3)若电容Ce开路，则将引起电路的哪些动态参数发生变化？如何变化？

解：(1)静态分析：

UBQRb1VCC2V

Rb1Rb2IEQUBQUBEQRfReIBQIEQ1mA

110A

UCEQVCCIEQ(RcRfRe)5.7V图P2.11

动态分析：rberbb'(1)26mV2.73k IEQ(Rc//RL)7.7 Aurbe(1)Rf

RiRb1//Rb2//[rbe(1)Rf]3.7k

RoRc5k

(2)β=200时，UBQRb1； VCC2V（不变）

Rb1Rb2IEQUBQUBEQRfRe；IBQ1mA（不变）

IEQ1； 5A（减小）

。 UCEQVCCIEQ(RcRfRe)5.7V（不变）

 (3) Ce开路时，Au(Rc//RL)R//RL； c1.92（减小）

rbe(1)(ReRf)ReRf； RiRb1//Rb2//[rbe(1)(ReRf)]4.1k（增大）。 RoRc5k（不变）

2.12电路如图P2.12所示，晶体管的β=80，rbe=1kΩ。

、R和R。 (1)求出Q点； (2)分别求出RL=∞和RL=3kΩ时电路的Aiou解：(1)求解Q 点：

IBQVCCUBEQRb(1)Re32.3A

IEQ(1)IBQ2.61mA UCEQVCCIEQRe7.17V

(2)求解放大倍数和输入、输出电阻：

RL=∞时；Au(1)Re0.996图P2.12

rbe(1)Re

RiRb//[rbe(1)Re]110k

RL=3kΩ时；Au(1)(Re//RL)0.992rbe(1)(Re//RL)

RiRb//[rbe(1)(Re//RL)]76k

输出电阻：RoRe//

2.13电路如图P2.13所示，晶体管的β=60 , rbb'100。

Rs//Rbrbe37

1、R和R (1)求解Q点、Aiou(2)设Us = 10mV （有效值），问Ui?,Uo?若C3开路，则Ui?,Uo?

解：(1) Q 点：

IBQVCCUBEQRb(1)Re31A

ICQIBQ1.86mA图P2.13 UCEQVCCIEQ(RcRe)4.56V

、R和R的分析： Aiourberbb'(1)26mV(Rc//RL)95 952, AurbeIEQRiRb//rbe952 , RoRc3k。

(2)设Us = 10mV（有效值），则

UiRiU304mV Us3.2mV；UoAuiRsRi若C3开路，则：

Rc//RL1.5 RiRb//[rbe(1)Re]51.3k，AuReUiRiU14.4mV。 Us9.6mV，UoAuiRsRi2.14改正图P2.14所示各电路中的错误，使它们有可能放大正弦波电压。要求保留电路的共漏接法。

(a) (b)

(c) (d)

图P2.14

解：(a)源极加电阻RS； (b)漏极加电阻RD；

(c)输入端加耦合电容； (d)在Rg 支路加−VGG， +VDD改为−VDD

改正电路如解图P2.14所示。

(a)

(b)

(c) (d)

解图P2.14

2.15已知图P2.21 (a)所示电路中场效应管的转移特性和输出特性分别如图(b)、(c)所示。

(1)利用图解法求解Q点；

、R和R。 (2)利用等效电路法求解Aiou

(a)

(b) (c) 图P2.15

解：(1)在转移特性中作直线uGSiDRs，与转移特性的交点即为Q点；读出坐标值，得出IDQ1mA,UGSQ2V。如解图P2.15(a)所示。

(a) (b) 解图P2.21

在输出特性中作直流负载线uDSVDDiD(RdRs)，与UGSQ2V的那条输出特性曲线的交点为Q 点，UDSQ3V。如解图P2.21(b)所示。

(2)首先画出交流等效电路（图略），然后进行动态分析。

gmiDuGSUDS2UGS(off)IDSSIDQ1mV/V

gR5；RR1M；RR5k Aodigumd

2.16已知图P2.16(a)所示电路中场效应管的转移特性如图(b)所示。

。 求解电路的Q 点和Au

(a) (b)

图P2.16

解：(1)求Q 点： 根据电路图可知，UGSQVGG3V。

从转移特性查得，当UGSQ3V时的漏极电流：IDQ1mA 因此管压降UDSQVDDIDQRd5V。

(2)求电压放大倍数：

∵gm2UGS(th)gR20 IDQIDO2mA/V，∴Aumd

2.17电路如图P2.17所示。（1）若输出电压波形底部失真，则可采取哪些措施？

，则可采取哪些若输出电压波形顶部失真，则可采取哪些措施？（2）若想增大Au措施？ 解：（1）输出电压波形底部失真，类似于NPN型三极管的饱和失真，应降低Q，故可减小R2或增大R1、RS；若输出电压波形顶部失真，则与上述相反，故可增大R2或减小R1、RS。

，（2）若想增大A就要增大漏极静态电流以增大gm，故可增大R2或减小R1、uRS。

2.18图P2.18中的哪些接法可以构成复合管？标出它们等效管的类型（如NPN

型、PNP 型、N 沟道结型„„ )及管脚(b 、e 、c 、d 、g 、s ) 。

(a) (b) (c) (d)

(e) (f) (g)

图P2.18

解：(a)不能。(b)不能。

(c)构成NPN 型管，上端为集电极，中端为基极，下端为发射极。 (d)不能。(e)不能。

(f)构成PNP 型管，上端为发射极，中端为基极，下端为集电极。 (g)构成NPN型管，上端为集电极，中端为基极，下端为发射极。

第3章多级放大电路

自测题

一、现有基本放大电路：

A.共射电路B.共集电路C.共基电路D.共源电路E.共漏电路 根据要求选择合适电路组成两级放大电路。

(1)要求输入电阻为1kΩ至2kΩ，电压放大倍数大于3000 ，第一级应采用( A )，第二级应采用( A )。

(2)要求输入电阻大于10MΩ，电压放大倍数大于300 ，第一级应采用( D )，第二级应采用( A )。

(3)要求输入电阻为100kΩ~200kΩ，电压放大倍数数值大于100 , 第一级应采用( B )，第二级应采用( A )。

(4)要求电压放大倍数的数值大于10 ，输入电阻大于10MΩ，输出电阻小于100Ω，第一级应采用( D )，第二级应采用( B )。

(5)设信号源为内阻很大的电压源，要求将输入电流转换成输出电压，且

U Auio1000，输出电阻Ro＜100 ，第一级应采用采用( C )，第二级应( B )。Ii

二、选择合适答案填入空内。

(1)直接耦合放大电路存在零点漂移的原因是( C、D )。 A．电阻阻值有误差B．晶体管参数的分散性

C．晶体管参数受温度影响 D．电源电压不稳 (2)集成放大电路采用直接耦合方式的原因是( C )。

A．便于设计B．放大交流信号 C．不易制作大容量电容 (3)选用差动放大电路的原因是( A )。

A．克服温漂 B．提高输入电阻 C．稳定放大倍数 (4)差动放大电路的差模信号是两个输入端信号的( A )，共模信号是两个输入端信号的( C )。

A.差B.和C.平均值

(5)用恒流源取代长尾式差动放大电路中的发射极电阻，将使单端电路的( B )。 A．差模放大倍数数值增大 B．抑制共模信号能力增强 C．差模输入电阻增大

(6)互补输出级采用共集形式是为了使( C )。

A.放大倍数的数值大 B.最大不失真输出电压大 C.带负载能力强

三、电路如图T3·3所示，所有晶体管均为硅管，β均为200，rbb'200，静态时

UBEQ0.7V。试求：

(1)静态时Tl管和T2管的发射极电流。

(2)若静态时uO0，则应如何调节Rc2的值才能使uO0？ 若静态uO0V，则Rc2=？，电压放大倍数为多少？

解：(1)T3管的集电极电流IC3(UZUBEQ3)/RE30.3mA 静态时Tl管和T2管的发射极电流IE1IE20.15mA

(2)若静态时uO0，则应减小Rc2。

当uI0时uO0, T4管的集电极电流ICQ4VEE/Rc40.6mA。 Rc2的电流及其阻值分别为：

IRc2IC2IB4IC2IE4RE4UBEQ4IRc2ICQ40.147mA，

Rc26.8k

电压放大倍数求解过程如下：

rbe2rbb'(1)rbe4rbb'(1)26mV35k图T3·3 IEQ226mV8.9k IEQ4Au1Rc2//rbe4(1)Re42rbe218.3

Au2Rc418.3

rbe4(1)Re4

AAAuu1u2335

习题

3.1判断图P3.1所示各两级放大电路中T1和T2管分别组成哪种基本接法的放大电路。设图中所有电容对于交流信号均可视为短路。

(a)

(b)

(c) (d)

(e) (f)

图P3.1

解：(a)共射，共基 (b)共射,共射 (c)共射,共射

(d)共集，共基 (e)共源，共集 (f)共基，共集

3.2 设图P3.2所示各电路的静态工作点均合适，分别画出它们的交流等效电路，并写出Au、Ri和Ro的表达式。

(a) (b)

(c) (d)

图P3.2

解：(1)图示各电路的交流等效电路如解图P3.2所示。

(2)各电路的Au、Ri和Ro的表达式分别为：

(a)：Au1R2//rbe2(12)R3R1rbe1rbe2R2

12(12)R3；

rbe2(12)R3RiR1rbe1；RoR3//(b)：Au(11)(R2//R3//rbe2)R(24)

rbe1(11)(R2//R3//rbe2)rbe2RiR1//[rbe1(11)(R2//R3//rbe2)]；RoR4

(c)：Au1{R2//[rbe2(12)rd]}rbe1R1[2R3]

rbe2(12)rdRiR1rbe1；RoR3

[g(R//R//R//r)]((d)：Aum467be22R8rbe2)

RiR1//R2R3；RoR8

(a)

(b)

(c)

(d) 解图P3.2

3.3基本放大电路如图P3.3(a)、(b)所示，图(a)虚线框内为电路Ⅰ，图(b)虚线框内

为电路Ⅱ。由电路Ⅰ、Ⅱ组成的多级放大电路如图(c)、(d)、(e)所示，它们均正常工作。试说明图(c)、(d)、(e)所示电路中

(1)哪些电路的输入电阻较大； (2)哪些电路的输出电阻较小； (3)哪个电路的电压放大倍数最大。

(a) (b)

(c) (d)

(e)

图P3.3

解：(1)图(d)、(e)所示电路的输入电阻比较大； (2)图(c)、(e)所示电路的输出电阻比较小； (3)图(e)所示电路的电压放大倍数最大。

3.4电路如图P3.l (a) (b)所示，晶体管的β均为150 , rbe均为2k，Q点合适。

、R和R。 求解Aiou解：在图(a)所示电路中

∵Au1

1rbe2122R3225； 1；Au2rbe2rbe1AA225 ∴Auu1u2RiR1//R2//rbe11.35k；RoR33k。

在图(b)所示电路中

∵Au11(R1//rbe2)rbe12R475 136；Au2rbe2AA10200 ∴Auu1u2Ri(R5R2//R3)//rbe12k；RoR41k

3.5电路如图P3.l(c)、(e)所示，晶体管的β均为200 , rbe均为3k。场效应管的

、R和R。 gm为15mS ; Q 点合适。求解Aiou解：在图(c)所示电路中

1(R3//rbe2)125；A2R4133.3 Au1u2rbe1rbe2AA16666.7；RR//r3k；RR2k Ai1be1o4uu1u2在图(e)所示电路中

g{R//[r(1)R]}gR30Au1m2be4m2Au2(1)R41

rbe(1)R4AA30；RR10M；RR//rbeR225Ao4i1uu1u21

3.6图P3.6所示电路参数理想对称，晶体管的β均为100，rbb'100，试求Rw的滑动端在中点时T1管和T2管的发射极静态电流IEQ以及动UBEQ0.7V。态参数Ad和Ri。

图P3.6 图P3.7

解：Rw 滑动端在中点时T1管和T2管的发射极静态电流IEQ分析如下： ∵UBEQIEQRW2IEQReVEE 2∴IEQVEEUBEQ0.517mA

RW2Re2动态参数Ad和Ri分析如下：

rberbb'(1)26mV5.18k IEQAdRc98

rbe(1)RW/2Ri2rbe(1)RW20.5k

3.7电路如图P3.7所示，T1和T2两管的β均为140，rbe均为4kΩ。试问：若输入直流信号uI120mV，uI210mV，则电路的共模输入电压uIc?差模输入电压uId?输出动态电压uo?

解：电路的共模输入电压uIC、差模输入电压uId、差模放大倍数Ad和动态电压

uO分别为：uICAduI1uI215mV；uIduI1uI210mV 2175；uOAduId1.75V

Rc2rbe

3.8电路如图P3.8所示，Tl和T2的低频跨导gm均为10mS。试求解差模放大倍数和输入电阻。

图P3.8 图P3.9

解：差模放大倍数和输入电阻分别为：

AdgmRd200；Ri。

3.9试写出图P3.9所示电路Ad和Ri的近似表达式。设Tl和T2的电流放大系数分别为β1和β2，b-e 间动态电阻分别为rbe1和rbe2。

解：Ad和Ri的近似表达式分别为

RL)2Ad；Ri2[rbe1(11)rbe2]

rbe1(11)rbe212(Rc//

3.10电路如图P3.10所示，Tl~T5的电流放大系数分别为β1~β5 , b-e间动态电阻分别为rbe1~rbe5，写出Au、Ri和Ro的表达式。

图P3.10 图P3.11

解：Au、Ri和Ro的表达式分析如下：

Au1uO11{R2//[rbe4(14)R5]} uI2rbe1uO2{R//[r(15)R7]} 46be5uI2rbe4(14)R5uO3(15)R7 uI3rbe5(15)R7uOrR6 Au1Au2Au3; Rirbe1rbe2; RoR7//be5uI15Au2Au3∴Au3.11电路如图P3.11所示。已知电压放大倍数为-100 ，输入电压uI为正弦波，

T2和T3管的饱和压降UCES=1V 。试问：

(1)在不失真的情况下，输入电压最大有效值Uimax为多少伏？ (2)若Ui= 10mV（有效值），则Uo＝？若此时R3开路，则Uo＝？若R3短路，则Uo＝？ 解：(1)最大不失真输出电压有效值为:UomVCCUCES27.78V

故在不失真的情况下，输入电压最大有效值：Uimax(2)Ui= 10mV，则Uo＝1V（有效值）。

Uom77.8mV Au若R3开路，则Tl和T3组成复合管，等效13, T3可能饱和，使得UO11V（直流）;若R3短路，则UO11.3V（直流）。

第4章集成运算放大电路

自测题

一、选择合适答案填入空内。

(1)集成运放电路采用直接耦合方式是因为( C )。

A.可获得很大的放大倍数 B.可使温漂小 C.集成工艺难于制造大容量电容

(2)通用型集成运放适用于放大( B )。

A.高频信号 B.低频信号 C.任何频率信号 (3)集成运放制造工艺使得同类半导体管的( C )。

A.指标参数准确 B.参数不受温度影响 C.参数一直性好 (4)集成运放的输入级采用差分放大电路是因为可以( A )。 A.减小温漂 B.增大放大倍数 C.提高输入电阻 (5)为增大电压放大倍数,集成运放的中间级多采用( A )。 A.共射放大电路 B.共集放大电路 C.共基放大电路

二、判断下列说法是否正确，用“√”和“×”表示判断结果。 (1)运放的输入失调电压UIO是两输入端电位之差。( ×) (2)运放的输入失调电流IIO是两输入端电流之差。( √)

(3)运放的共模抑制比KCMRAd。( √) Ac(4)有源负载可以增大放大电路的输出电流。( √)

(5)在输入信号作用时，偏置电路改变了各放大管的动态电流。( ×)

三、电路如图T4.3所示，已知β1＝β2＝β3= 100 。各管的UBE均为0.7V , 试求IC2的值。

解：分析估算如下：

IRVCCUBE2UBE1100A

RIB22IB0IB02IB0；

112)IB01

IRIB0IB2(

图T4.3

IC2IB22IB0。比较上两式，得 1IC2(2)IRIR100A

2(1)四、电路如图T4.4所示。

图T4.4

(1)说明电路是几级放大电路，各级分别是哪种形式的放大电路（共射、共集、差放… … ）;

(2)分别说明各级采用了哪些措施来改善其性能指标（如增大放大倍数、输入电阻… … ）。

解：(1)三级放大电路，第一级为共集−共基双端输入单端输出差分放大电路，第二级是共射放大电路，第三级是互补输出级。

(2)第一级采用共集−共基形式，增大输入电阻，改善高频特性；利用有源负

载(T5、T6)增大差模放大倍数，使单端输出电路的差模放大倍数近似等于双端输出电路的差模放大倍数，同时减小共模放大倍数。第二级为共射放大电路，以T7、T8构成的复合管为放大管、以恒流源作集电极负载，增大放大倍数。第三级为互补输出级，加了偏置电路，利用Dl、D2的导通压降使T9和T10在静态时处于临界导通状态，从而消除交越失真。

习题

4.1根据下列要求，将应优先考虑使用的集成运放填入空内。已知现有集成运放的类型是：①通用型②高阻型③高速型④低功耗型⑤高压型⑥大功率型⑦高精度型

(1)作低频放大器，应选用( ① )。 (2)作宽频带放大器，应选用( ③ )。

(3)作幅值为1μV以下微弱信号的量测放大器，应选用( ⑦ )。 (4)作内阻为100kΩ。信号源的放大器，应选用( ② )。 (5)负载需5A电流驱动的放大器，应选用( ⑥ )。 (6)要求输出电压幅值为±80V的放大器，应选用( ⑤)。 (7)宇航仪器中所用的放大器，应选用( ④ )。

4. 2已知几个集成运放的参数如表P4.3所示，试分别说明它们各属于哪种类型的运放。

表P4.3

特性指标 Aod 单位 A1 A2 A3 A4

解：A1为通用型运放，A2为高精度型运放，A3为高阻型运放，A4为高速型运放。

4.3多路电流源电路如图P4.3所示,已知所有晶体管的特性均相同,UBE均为0.7V。试求IC1、IC2各为多少。

dB 100 130 100 rid MΩ 2 2 2 UIO mV 5 0.01 5 2 IIO nA 200 2 20 IIB nA 600 40 150 -3dBfH KCMR Hz 7 7 dB 86 120 86 96 SR V/μV 0.5 0.5 0.5 65 增益带宽 MHz 5 12.5 100 1000 0.02 0.03

图P4.3 图P4.4

解：因为Tl、T2、T3的特性均相同，且UBE 均相同，所以它们的基极、集电极电流均相等，设集电极电流为IC。先求出R 中电流，再求解IC1、IC2。

IRVCCUBE4UBE0100A

RIRIC0IB3IC03IC3IBIC 1(1)2IC2IR

3当(1)3时，IC1IC2IR100A。

4.4电路如图P4.4所示，Tl 管的低频跨导为gm , Tl和T2管d-s 间的动态电阻分别为rds1和rds2。试求解电压放大倍数AuuO/uI的表达式。

解：由于T2和T3 所组成的镜像电流源是以Tl 为放大管的共射放大电路的有源负载，Tl和T2管d -s 间的动态电阻分别为rds1和rds2，所以电压放大倍数Au的表达式为：

AuuOiD(rds1//rds2)gm(rds1//rds2)。 uIuI4.5电路如图P4.5所示，Tl与T2管特性相同，它们的低频跨导为gm ; T3与T4管特性对称；T2与T4管d-s 间的动态电阻分别为rds2和rds4。试求出电压放大倍数

AuuO/(uI1uI2)的表达式。

图P4.5 图P4.6

解：在图示电路中：

iD1iD2iD3iD4；iOiD2iD4iD2iD12iD1

iD1gm(uI1uI2)iO；gm

2(uI1uI2)uOi(r//r)Ods2ds4gm(rds2//rds4)

(uI1uI2)(uI1uI2)∴电压放大倍数：Au

4.6电路如图P4.6所示，具有理想的对称性。设各管β均相同。

(1)说明电路中各晶体管的作用； (2)若输入差模电压为(uI1uI2)产生的差模电流为iD，则电路的电流放大倍数AiiO？ iD解：(1)图示电路为双端输入、单端输出的差分放大电路。Tl和T2、T3和T4分别组成的复合管为放大管，T5和T6组成的镜像电流源为有源负载。

(2)由于用T5和T6所构成的镜像电流源作为有源负载，将左半部分放大管的电流变化量转换到右边，故输出电流变化量及电路电流放大倍数分别为：

iO2(1)iD；AiiO2(1)。 iD4.7电路如图P4.7所示，Tl和T2管的特性相同，所有晶体管的β均相同，Rcl远大于二极管的正向电阻。当uI1uI20V时，uO0V。

(1)求解电压放大倍数的表达式；(2)当有共模输入电压时，uO?简述理由。

图P4.7 图P4.8

解：(1)在忽略二极管动态电阻的情况下：

Au1Rc1//rbe32，ARc2。

u2rbe1rbe3∴AuAu1Au2。

(2)当有共模输入电压时，uO近似为零。

由于Rc1rd，uC1uC2 , 因此uBE30，故uO0。

4.8电路如图P4.8所示，Tl和T2管为超β管，电路具有理想的对称性。选择合适

的答案填入空内。

(1)该电路采用了( C )。

A ．共集-共基接法B ．共集-共射接法C ．共射-共基接法 (2)电路所采用的上述接法是为( C )。

A ．增大输入电阻B ．增大电流放大系数C ．展宽频带 (3)电路采用超β管能够( B )。

A ．增大输入级的耐压值B ．增大放大能力C ．增大带负载能力 (4) Tl和T2管的静态压降约为( A )。

A．0.7VB ．1.4VC ．不可知

4.9在图P4.9所示电路中，已知Tl~T3管的特性完全相同，β＞> 2 ;反相输入端的输入电流为iI1，同相输入端的输入电流为iI2。试问： (l) iC2?；(2)iB3?；(3) AuiuO/(iI1iI2)?

解：(l)因为Tl和T2为镜像关系， 且β＞> 2，所以：iC2iC1iI2

(2)iB3iI1iC2iI1iI2

(3)输出电压的变化量和放大倍数 分别为：

uOiC3Rc3iB3Rc图P4 .9

AuiuO/(iI1iI2)uO/iB33Rc

4.10比较图P4.10所示两个电路，分别说明它们是如何消除交越失真和如何实现过流保护的。

(a) (b) 图P4.10

解：在图(a)所示电路中，Dl、D2使T2、T3 微导通，可消除交越失真。R为电流采样电阻，D3对T2起过流保护。当T2导通时，uD3uBE2iORuD1, 未过流时iOR较小，因uD3小于开启电压使D3 截止；过流时因uD3大于开启电压使D3导通，为T2基极分流。D4对T4起过流保护，原因与上述相同。

在图(b)所示电路中，T4 、T 5使T 2、T 3微导通，可消除交越失真。R2为电流采样电阻，T 6 对T 2起过流保护。当T 2导通时，uBE6iOR2，未过流时iOR2较小，因uBE6小于开启电压使T 6截止；过流时因uBE6大于开启电压使T 6导通，为T 2基极分流。T 7对T 3起过流保护，原因与上述相同。

4.11图4.11所示电路是某集成运放电路的一部分，单电源供电。试分析： (1) 100μA电流源的作用；

(2) T 4的工作区域（截止、放大、饱和）; (3) 50μA电流源的作用； (4) T5与R的作用。

图4.11 图P4.12

解：(1)为T l提供静态集电极电流、为T 2提供基极电流，并作为T l的有源负载。 (2) T 4截止。因为：uB4uC1uOuRuB2uB3，uE4uO，∴uB4uE4。 (3) 50μA电流源为T 3提供射极电流，在交流等效电路中等效为大阻值的电阻。 (4)保护电路。uBE5iOR2，未过流时T5电流很小；过流时使iE550A, T 5更多地为T 3的基极分流。

4.12电路如图P4.12所示,试说明各晶体管的作用。

解：T l为共射放大电路的放大管；T 2和T 3组成互补输出级；T 4、T 5、R2组成偏置电路，用于消除交越失真。

4.13图P4.13所示简化的高精度运放电路原理图，试分析：

(1)两个输入端中哪个是同相输入端，哪个是反相输入端；(2) T 3与T 4的作用；(3)电流源I3的作用；(4) D2与D3的作用。

图P4.13

解：(1)uI1为反相输入端，uI2为同相输入端。

(2)为T l和T 2管的有源负载，将T l管集电极电流变化量转换到输出，使单

端输出差分放大电路的差模放大倍数近似等于双端输出时的放大倍数。

(3)为T 6设置静态电流，且为T 6的集电极有源负载，增大共射放大电路的放

大能力。

(4)消除交越失真。

4.14通用型运放F747 的内部电路如图P4.14所示，试分析： (1)偏置电路由哪些元件组成？基准电流约为多少？

(2)哪些是放大管，组成几级放大电路，每级各是什么基本电路？ (3) T 19、T 20和R8组成的电路的作用是什么？

图P4.14

解：(1)由T 10、T11、T 9、T 8、T 12、T 13、R5构成。

(2)图示电路为三级放大电路：

Tl~T4构成共集-共基差分放大电路；T 14~ T 16构成共集-共射-共集电路；T 23、T 24构成互补输出级。

(3)消除交越失真。互补输出级两只管子的基极之间电压

UB23UB24UBE20UBE19UB23UB24UBE20UBE19

使T 23、T 24处于微导通，从而消除交越失真。

第5章放大电路的频率响应

自测题

一、选择正确答案填入空内。

(1)测试放大电路输出电压幅值与相位的变化，可以得到它的频率响应，条件是( A )。

A.输入电压幅值不变，改变频率 B.输入电压频率不变，改变幅值 C.输入电压的幅值与频率同时变化

(2)放大电路在高频信号作用时放大倍数数值下降的原因是( B )，而低频信号作用时放大倍数数值下降的原因是( A )。

A.耦合电容和旁路电容的存在 C.半导体管的非线性特性

B.半导体管极间电容和分布电容的存在 D.放大电路的静态工作点不合适 (3)当信号频率等于放大电路的fL或fH时，放大倍数的值约下降到中频时的( B )。

A. 0.5倍； B. 0.7 倍； C. 0.9 倍 即增益下降( A )。

A. 3dB B. 4dB; C. 5dB

(4)对于单管共射放大电路，当f =fL时，Uo与Ui相位关系是( C )。

A . + 45o B. −90o C. −135o

当f =fH时，Uo与Ui相位关系是( C )。

A . − 45o B. −135o C. −225o 二、电路如图T5.2所示。已知：VCC=12V；晶体管的Cμ=4pF，fT=50MHz , rbb'100，

'；β0＝80 。试求解：(1)中频电压放大倍数A(3)fL和fH；(4)画出波特图。 usm(2) C；

图T5.2解图T5.2

解：(1)静态及动态的分析估算：

IBQVCCUBEQRb22.6A; IEQ(1)IBQ1.8mA

26mV1.17k IEQUCEQVCCICQRc3V; rb'e(1)rberbb'(1)26mV1.27k; Rirbe//Rb1.27k IEQRirb'e(gmRc)178

RiRsrbegmIEQUT69.2mA/V; Ausm'(2)估算C

fT02rb'b(CC)；C02rb'efTC214pF；

'CC(1gmRc)C1602pF

(3)求解上限、下限截止频率：

Rrb'e//(rb'bRs//Rb)rb'e//(rb'bRs)567。

fH11；175kHzf14Hz。 L'2RC2(RsRi)C(4)在中频段的增益：20lgAusm45dB。

频率特性曲线如解图T5.2所示。

三、已知某放大电路的波特图如图T5.3所示，填空：

( 60 )dB,A( 103 )。 (l) 电路的中频电压增益20lgAumum(2)电路的下限频率fL( 10 )Hz，上限频率fH( 10 ) kHz。 (3) 电路的电压放大倍数的表达式

( Au103100jf )。

10fffff(1)(1j4)(1j5)(1j)(1j4)(1j5)jf1010101010

图T5.3

说明：该放大电路的中频放大倍数可能为“+”，也可能为“−”。

习题

5.1在图P5.1所示电路中，已知晶体管的rbb'、C、C，Rirbe。 填空：除要求填写表达式的之外，其余各空填入①增大、②基本不变、③减小。

(1)在空载情况下，下限频率的表达式fL(

1 )。当RS减

2(RsRb//rbe)C1小时，fL将( ① )；当带上负载电阻后，fL将( ② )。

'(2)在空载情况下，若b-e 间等效电容为C，则上限频率的表达式

fH(

1 )；当RS为零时，fH将( ① )；当Rb减小'2[rb'e//(rbb'Rb//Rs)]C'时, gm将( ① ), C将( ① ), fH将( ③ )。

图P 5.1 图P 5.2

的表达式。 5. 2已知某电路的波特图如图P5.2所示，试写出Au

解：设电路为基本共射放大电路或基本共源放大电路。

Au(13210f)(1j5)jf103.2jf

ff(1j)(1j5)1010的表达式。 5.3已知某共射放大电路的波特图如图P5.3所示，试写出Au

图P5.3 图P5.4

解：观察波特图可知，中频电压增益为40dB，即中频放大倍数为−100 ; 下限截

的表达式为： 止频率为1Hz和10Hz，上限截止频率为250kHz。故电路Au

Au10010f2110fff(1)(1)(1j)(1jf)(1j)(1j)55jfjf2.5101010

5.4已知某电路的幅频特性如图P5.4所示，试问：(1)该电路的耦合方式；(2)该电

路由几级放大电路组成；(3)当f =104HZ时，附加相移为多少？当f =105HZ时，附加相移又约为多少？（4）该电路的上限频率fH为多少？

解：(1)因为下限截止频率为0 , 所以电路为直接耦合电路；

(2)因为在高频段幅频特性为−60dB／十倍频，所以电路为三级放大电路； (3)当f =104Hz时，453135；

当f =105Hz时，903270。

'oo'00（4）该电路的Au'103fH；上限频率为fH5.2kHz f31.13(1j4)105.5已知某电路电压放大倍数：Au10jf

ff(1j)(1j5)1010? f？f？ (2)画出波特图。 试求解：(1)ALHum、f和f。 解：(1)变换电压放大倍数的表达式，求出ALHum∵Au10jf

ffff(1j)(1j5)(1j)(1j5)10101010100jf10100；f10Hz；f105Hz。 ∴ALumH

(2)波特图如解图P5.5所示。

解图P5.5 解图P5.6

5.6已知两级共射放大电路的电压放大倍数

Au200jf

fff(1j)(1j4)(1j)5102.5105? f？f？ (2)画出波特图。 (1)ALHum、f和f。 解：(1) 变换电压放大倍数的表达式，求出ALHumAu200jf ffffff(1j)(1j4)(1j)(1j)(1j4)(1j)5102.51055102.5105103jf5103；f5Hz；f104Hz。 ∴ALumH (2)波特图如解图P5.6所示。

5.7电路如图P5.7所示。已知：晶体管的β、rbb'、C均相等，所有电容的容量均相等，静态时所有电路中晶体管的发射极电流IEQ均相等。定性分析各电路，将结论填入空内。

(a) (b)

(c) (d)

图P5.7

(1)低频特性最差即下限频率最高的电路是( a )。 (2)低频特性最好即下限频率最低的电路是( c )。 (3)高频特性最差即上限频率最低的电路是( c )。

5.8在图P5.7(b)所示电路中，若要求C1与C2所在回路的时间常数相等，且已知rbe = lkΩ，则C1:C2=？若C1与C2所在回路的时间常数均为25ms , 则C1、C2各为多少？下限频率fL=?

解：(1)求解C1:C2

因为C1(RsRi)C2(RcRL)将电阻值代入上式，求出：C1:C25:1。

(2)求解C1、C2的容量和下限频率

C1RsRi12.5F；C2RcRL2.5F

fL1fL2

126.4Hz；fL1.12fL110Hz

、f和5.9在图P5.7 (a)所示电路中，若Ce突然开路，则中频电压放大倍数AHusmfL各产生什么变化（是增大、减小、还是基本不变）？为什么？

将减小。作用下，Ib将减小，Ic随之减小，U解：A因为在同样幅值的Uusmoi必然减小。

fL减小。因为少了一个影响低频特性的电容。

''会因电压放大倍数数值的减小而大大减小，所以虽然C所fH增大。因为C在回路的等效电阻有所增大，但时间常数仍会减小很多，故fH增大。

5.10电路如图P5.10所示， 已知CgsCgd5pF,gm5mS,

C1C2Cs10F。

试求fH、fL各约为多少，

的表达式。图P5.10 并写出Aus的表达式分析如下： 解：fH、fL和AusAusmRi''(gmRL)gmRL12.4

RiRsfL116Hz

2RsCs''CgsCgs(1gmRL)Cgd72pF

fH111.1MHz ''2(Rg//Rs)Cgs2RsCgs

Aus

12.4jff(1j)(1j)161.1106f16

C10F；5.11在图5.4.7(a)所示电路中，已知Rg2M，RdRL10k，

场效应管的CgsCgd4pF , gm4mS。试画出电路的波特图，并标出有关数据。

gR'20,20lgA26dB 解：AummLum''CgsCgs(1gmRL)Cgd88pF

fL10.796Hz

2(RdRL)CfH1904Hz '2RgCgs其波特图参考解图P5.5。

5.12已知一个两级放大电路各级电压放大倍数分别为：

UU25jf2jfo1Au1；Au2o ffffUUii2(1j)(1j5)(1j)(1j5)4105010(1)写出该放大电路的电压放大倍数的表达式； (2)求出该电路的fL和fH各约为多少； (3)画出该电路的波特图。

解：(1)电压放大倍数的表达式：

AAAuu1u250f2 fff(1j)(1j)(1j5)245010(2)fL和fH分别为：

fL50Hz；

∵

11， fH1.12105∴fH64.3kHz解图P5.12

(3)根据电压放大倍数的表达式可知，中频电压放大倍数为104，增益为80dB。

波特图如解图P5.12所示。

5.13电路如图P5.13所示。试定性分析下列问题，并简述理由。 (1)哪一个电容决定电路的下限频率；

'(2)若Tl和T2静态时发射极电流相等，且rbb'和C相等，则哪一级的上限频率低。

图P5.13

解：(1)决定电路下限频率的是Ce，因为它所在回路的等效电阻最小。

''

(2)因为R2//R3//R4R1//Rs，C2所在回路的时间常数大于C1所在回路

的时间常数，所以第二级的上限频率低。

补充1在图P5.7(a)所示电路中，若β＝100 , rbe =1kΩ，Cl = C2= Ce=100μF，则下限频率fL=?

解：由于所有电容容量相同，而Ce所在回路等效电阻最小，所以下限频率决定于Ce所在回路的时间常数。 ∵RRe//rbeRs//RbrbeRs20

11∴fL180Hz

2RCe

补充2在图P5.7(d)所示电路中，已知晶体管的rbb'100，rbe1k，静态电流

'IEQ2mA, C800pF，Rs2k，Rb500k，Rc3.3k，C10F。

试分别求出电路的fH和fL，并画出波特图。 解：(1)求解fL：fL115.3Hz

2(RsRi)C2(Rsrbe)C(2)求解fH和中频电压放大倍数：rb'erberb'b0.9k

fH11316kHz ''2[rb'e//(rbb'Rb//Rs)]C2[rb'e//(rbb'Rs)]CgmIEQUT77mA/V

AusmRir'b'e(gmRL)76

RiRsrbe37.6dB 20lgAusm其波特图参考解图P5.5。

第6章放大电路中的反馈

自测题

一、已知交流负反馈由四种组态：A.电压串联负反馈；B.电压并联负反馈； C.电流串联负反馈；D.电流并联负反馈。选择合适答案填入下列空格内。

1.欲得到电流-电压转换电路，应在放大电路中引入( B )。

2.欲将电压信号转换成与之成比例的电流信号，应在放大电路中引入( C )。

3.欲减小电路从信号源索取的电流，增大带负载能力，应在放大电路中引入( A )。 4.欲从信号源获得更大的电流，并稳定输出电流，应在放大电路中引入( D )。

二、判断图T6.2所示各电路中是否引入了反馈；若引入了反馈，则判断是正反馈还是负反馈；若引入了交流负反馈，则判断是哪种组态的负反馈，并求出反馈系数和深

或A。设图中所有电容对交流信号均可视为短度负反馈条件下的电压放大倍数Aufusf路。

(a) (b)

(c) (d)

图T6.2 解：图(a)所示电路中引入了电流串联负反馈。反馈系数和深度负反馈条件下的电压放大倍数分别为：FuiR1R3uiRRR2R3uF；AufOOL1RL。

iOR1R2R3uIuFR1R3式中RL为电流表的等效电阻。

图(b)所示电路中引入了电压并联负反馈。反馈系数和深度负反馈条件下的电压放大倍数分别为：FiuuuuiFR1；AufOOO2 uOR2uIiIR1iFR1R1图(c)所示电路中引入了电压串联负反馈。反馈系数和深度负反馈条件下的电

压放大倍数分别为：FuuuOuu1AufOO1 uFuIuI图(d)所示电路中引入了正反馈。

三、电路如图T6.3所示。

图T6.3

(1)正确接入信号源和反馈，使电路的输入电阻增大，输出电阻减小；

Uo20，则Rf应取多少千欧？ (2)若AuUi

解：(1)应引入电压串联负反馈，如解图T6.3所示。

(2)因Au1RfR120，故Rf190k。

解图T6.3

四、已知一个负反馈放大电路的基本放大电路的对数幅频特性如图T6.4所示，反馈网络由纯电阻组成。试问：若要求电路稳定工作，即不产生自激振荡，则反馈系数的上限值为多少分贝？简述理由。

图T6.4

解：因为fH=105Hz时，为使此时20lgAuF0， 20lgAu40dB，A180o；则需，20lgF40dB，即F10。

2

习题

6.1选择合适答案填入空内。

(1)对于放大电路，所谓开环是指( B )。

A.无信号源 B.无反馈通路 C.无电源 D.无负载 而所谓闭环是指( B )

A.考虑信号源内阻 B.存在反馈通路 C.接入电源D.接入负载

(2)在输入量不变的情况下，若引入反馈后( D )，则说明引入的反馈是负反馈。

A.输入电阻增大B.输出量增大C.净输入量增大 D.净输入量减小

(3)直流负反馈是指( C )。

A.直接耦合放大电路中所引入的负反馈 B.只有放大直流信号时才有的负反馈 C.在直流通路中的负反馈

(4)交流负反馈是指( C )。

A.阻容耦合放大电路中所引入的负反馈 B.只有放大交流信号时才有的负反馈 C.在交流通路中的负反馈

(5)为了实现下列目的，应引入

A.直流反馈 B.交流反馈 ①稳定静态工作点，应引入( A )； ②稳定放大倍数，应引入( B )；

③改变输入电阻和输出电阻，应引入( B )； ④抑制温漂，应引入( A )； ⑤展宽频带，应引入( B )。

6.2选择合适答案填入空内。

A.电压 B.电流 C.串联 D.并联

(1)为了稳定放大电路的输出电压，应引入( A )负反馈； (2)为了稳定放大电路的输出电流，应引入( B )负反馈； (3)为了增大放大电路的输入电阻，应引入( C )负反馈； (4)为了减小放大电路的输入电阻，应引入( D )负反馈； (5)为了增大放大电路的输出电阻，应引入( B )负反馈； (6)为了减小放大电路的输出电阻，应引入( A )负反馈；

6.3下列说法是否正确，用“√”和“×”表示判断结果填入括号内。 (1)只要在放大电路中引入反馈,就一定能使其性能得到改善。( ×)

(2)放大电路的级数越多，引入的负反馈越强，电路的放大倍数也就越稳定。( ×)

(3)反馈量仅仅决定于输出量。( √)

(4)既然电流负反馈稳定输出电流，那么必然稳定输出电压。( ×)

6.4判断图P6.4所示各电路中是否引入了反馈，是直流反馈还是交流反馈，是正反馈还是负反馈。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f) (g)

(h)

图P6.4

解：图(a)所示电路中引入了直流负反馈。

图(b)所示电路中引入了交、直流正反馈。 图(c)所示电路中引入了直流负反馈。

图(d)、(e)、(f)、(g)、(h)所示各电路中均引入了交、直流负反馈。

6.5电路如图P6.5所示，要求同题6.4。

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

图P6.5

解：图(a)引入了交、直流负反馈 图(b)引入了交、直流负反馈。

图(c) 所示电路中通过RS引入直流负反馈；通过RS、C2和Rl、R2并联引入交流

负反馈；通过C2、Rg引入交流正反馈。

图(d)引入了交、直流负反馈。 图(e) 引入了交、直流负反馈。

图(f) 所示电路中通过R3和R7引入直流负反馈，通过R4引入交、直流负反馈。

6.6分别判断图6.4 (d)~(h)所示各电路中引入了哪种组态的交流负反馈，并计算它们的反馈系数。

解：各电路中引入交流负反馈的组态及反馈系数分别如下： (d）电流并联负反馈:FiiiF/iO1 (e）电压串联负反馈:FuuuF/uOR1

R1R2(f）电压串联负反馈:FuuuF/uO1 (g）电压串联负反馈:FuuuF/uOR1

R1R2R1

R1R3(h）电压串联负反馈:FuuuF/uO

6.7分别判断图P6.5 (a) 、(b) 、(e) 、(f) 所示各电路中引入了哪种组态的交流负反馈。

解：(a)电压并联负反馈；(b)电压串联负反馈；(e)电流并联负反馈；(f)电流串联负反馈。

6.8分别估算图6.4(d)~(h)所示各电路在理想运放条件下的电压放大倍数。

解：各电路在理想运放条件下的电压放大倍数如下：

RRUIIRooL(d)电流并联负反馈: AufoLL RRUIIR1ii1f1UURo(e) 电压串联负反馈: Aufo13 UUR1if

UUo(f) 电压串联负反馈: Aufo1 UUifUURo(g)电压串联负反馈: Aufo12 UUR1ifUURo(h) 电压串联负反馈: Aufo13 UUR1if

6.9分别估算图6.5 (a)、 (b)、(e) 、(f)所示各电路在深度负反馈条件下的电压放大倍数。

解：各电路在深度负反馈条件下的电压放大倍数如下：

RIRfUffo(a)电压并联负反馈：Ausf UsIiRsRsUURo(b)电压串联负反馈：Aufo(14) UUR1if(R//R)UIRR//RLoL(e)电流并联负反馈：Ausf o4(11)4UsIfRsR2RsRIR(f)电流串联负反馈：∵Uf2R22R9R2R9 II00R2R4R9R2R4R9(R//R//R)UI(RR4R9)(R7//R8//RL)o8L∴Auf072UUR2R9if

6.10电路如图P6.10所示，已知集成运放为理想运放，最大输出电压幅值为±14V。

填空：

电路引入了电压串联（填入反馈组态） 交流负反馈，电路的输入电阻趋近于无穷大， 电压放大倍数AufuO/uI11。

设uI=1V，则uo=11V；若Rl开路，

则uo变为1 V；若Rl短路，则uo变为14V；

若R2开路，则uo变为14V；若R2短路，图P6.10

则uo变为1V。

已知一个负反馈放大电路A=105,F=2×10-3。试问：

(1)Af?；(2)若A的相对变化率为20%，则Af的相对变化率为多少？ 解：(1)因为AF=200 >> 1 ，所以：Af(2)根据题目所给数据，可知：

1500 FdAfAf

1dA120%0.1% 531AFA1102106.12已知一个电压串联负反馈放大电路的电压放大倍数Auf20，其基本放大电路的电压放大倍数Au的相对变化率为10%，Auf的相对变化率小于0.1%，试问F和Au各为多少？

解：由

dAfAf1dA，得： 1AFAdAdAf（属深度负反馈） /10%/0.1%1001。

AAf1AF所以：F110.05。 Af20AF1002000 F0.05由以上两式可得：A

6.13已知负反馈放大电路的A104ff(1j4)(1j5)21010。

试分析：为了使放大电路能够稳定工作（即不产生自激振荡）, 反馈系数的上限值为

多少？

解：根据放大倍数表达式可知，放大电路高频段有三个截止频率分别为

fL1104Hz，fL2fL3105Hz

约为60dB，附因为fL2fL310fL1，所以，在ffL2fL3105Hz时，A小于0dB，即不满足自激振荡加相移约为-180o，为了使ffL2fL3时的20lgAF的上限值应为-60dB，即F的上限值为10-3。 的幅值条件，反馈系数20lgF6.14以集成运放作为放大电路，引入合适的负反馈，分别达到下列目的，要求画

出电路图来。

(1)实现电流一电压转换电路； (2) 实现电压一电流转换电路

(3) 实现输入电阻高、输出电压稳定的电压放大电路； (4) 实现输入电阻低、输出电流稳定的电流放大电路。

解：可实现题目(1) (2) (3) (4)要求的参考电路分别如解图P6.14 (a) (b) (c) (d）所示。

(a) (b)

(c) (d)

解图P6.14

6.15电路如图P6.15所示。

(1)试通过电阻引入合适的交流负反馈，使输入电压uI转换成稳定的输出电流iL; (2)若uI0~5V时，iL0~10mA，则反馈电阻RF应取多少？

图P6.15 解图P6.15

解：(1)引入电流串联负反馈，通过电阻Rf将三极管的发射极与T2管的栅极连接起来，如解图P6.15所示。

，再根据A(2)首先求解Ff1求解Rf。 FFuiR1RfiuF1R1RfR6 AiufOiOR1RfR6uIFuiR1Rf10Rf1.5101.510(mA)，所以Rf18.5k。 5(V)代入数据

的波特图如图(b)所示。 6.16图P6.16(a)所示放大电路AF(1)判断该电路是否会产生自激振荡？简述理由。

(2)若电路产生了自激振荡，则应采取什么措施消振？要求在图(a)中画出来。 (3)若仅有一个50pF电容，分别接在三个三极管的基极和地之间均未能消振，则将其接在何处有可能消振？为什么？

(a) (b)

图P6.16

解：(1)电路一定会产生自激振荡。因为在f10Hz时，附加相移为-45o；在

3f104Hz时，附加相移为-135o；在f105Hz时，附加相移为-225o。因此附加相

450，故一定会产生自激振荡。 移为-180o的频率在10Hz~10Hz之间，此时AF(2)可在晶体管T2的基极与地之间加消振电容。(注：方法不唯一)

(3)可在晶体管T2的基极和集电极之间加消振电容。因为根据密勒定理，

等效在基极与地之间的电容比实际电容大得多，因此容易消振。

6.17试分析如图P6.17所示各电路中是否引入了正反馈（即构成自举电路），如有，则在电路中标出，并简述正反馈起什么作用。设电路中所有电容对交流信号均可视为短路。

(a) (b)

图P6.17

解：图(a)所示电路中通过C2、R3引入了正反馈，作用是提高输入电阻，改善跟随特性。

图(b)所示电路中通过C2、R3引入了正反馈，作用是提高第二级跟随范围，

增大放大倍数，使输出的正方向电压有可能高于电源电压。

6.18在图P6.18所示电路中，已知A 为电流反馈型集成运放，试问：(1)中频电压放大倍数；(2)上限截止频率。

图P6.18解图P6.18

解：画出图P6.18所示电路中集成运放的等效电路如解图P6.18所示。因为ro很小，反相输入端电位为：

UIrU Uniioi将集成运放的内部电路替换为教材中图6.7.5所示电路（参阅P310~P311 ) ，

jCU 可得：Iio(RR)U(RR)UUUUUUnfifnnoo 而IiojCUoRRfRRfRfRRfRf(RR)1jRfCUf∴Uo( )iRfRRfRfU1o即：Au(1)UR1jRfCi∴(1)Au1

6.19测试NPN型晶体管穿透电流的电路如图P6.19所示。

（1）电路中引入了哪种反馈？测试晶体管穿透电流的原理是什么？ （2）选择合适的R，在Multisim环境下测试晶体管的穿透电流。

RfR；(2)上限截止频率为：fH1

2RfC

图P6.19

解：（1）电路中引入了电压并联负反馈；图中可见，ICEOIFuO。 R（2）由于小功率管的ICEO在μA数量级，R的选择范围应在几百kΩ数量级。

补充1.电路如补图P6.1 所示，试说明电路引入的是共模负反馈，即反馈仅对共模信号起作用。

补图P6.1

解：若uB1uB2增大，则产生下列过程：

uB1uB2uC1uC2(uB4uB5)iE4iE5uR5(uB3)iC3uR1uC1uC2 说明电路对共模信号有负反馈作用。

补充2.电路如补图P6.2所示。试问：若以稳压管的稳定电压UZ作为输入电压，则当R2的滑动端位置变化时，输出电压UO的调节范围为多少？

补图P6.2

解：UO的调节范围约为

R1R2R3RR2R3UZ~1UZ

R1R2R1R1R2R3RR2R36V~16V

R1R2R1即