《模拟电路典型例题精解》(高清晰)+pdf版

第1页《模拟电路典型例题精解》《模拟电路典型例题精解》《模拟电路典型例题精解》《模拟电路典型例题精解》第二章第二章第二章第二章2.4.12.4.12.4.12.4.1电路如图题2.4.1所示。（1）利用硅二极管恒压降模型求电路的ID和Vo的值；（2）在室温（300K）的情况下，利用二极管的小信号模型求vo的变化范围。解（1）求二极管的电流和电压mAAVRvVIDDDD6.8106.8101)7.0210(233=×=Ω××−=−=−VVVVDO4.17.022=×==（2）求vo的变化范围图题2.4.1的小信号模型等效电路如图解2.4.l所示，温度T＝300K。Ω≈==02.36.826mAmVIVrDTd当rd1=rd2=rd时，则mVVrRrVvddDDO6)02.321000(02.32122±=Ω×+Ω××±=+∆=∆的变化范围为，即1.406V～1.394V。Ov)(~)(OOOOvVvV∆−∆+2.4.32.4.32.4.32.4.3二极管电路如图2.4.3所示，试判断图中的二极管是导通还是截止，并求出AO两端电压VAO。设二极管是理想的。解图a：将D断开，以O点为电位参考点，D的阳极电位为－6V，阴极电位为－12V，故D处于正向偏置而导通，VAO=–6V。图b：D的阳极电位为－15V，阴极电位为－12V，D对被反向偏置而截止，VAO＝－12V。图c：对D1有阳极电位为0V，阴极电位为－12V，故D1导通，此后使D2的阴极电位为0V，而其阳极为－15V，故D2反偏截止，VAO=0V。图d：对D1有阳极电位为12V，阴极电位为0V，对D2有阳极电位为12V，阴极电位为－6V．故D2更易导通，此后使VA＝－6V；D1反偏而截止，故VAO＝－6V。第2页2.4.42.4.42.4.42.4.4试判断图题2.4.4中二极管是导通还是截止，为什么？解图a：将D断开，以“地”为电位参考点，这时有VVkkVA115)10140(10=×Ω+Ω=VVkkVkkVB5.315)525(510)218(2=×Ω+Ω+×Ω+Ω=D被反偏而截止。图b：将D断开，以“地”为参考点，有VVkkVA115)10140(10=×Ω+Ω=VVkkVkkVB5.115)525(5)10()218(2=×Ω+Ω+−×Ω+Ω=D被反偏而截止。图c：将D断开，以“地”为参考点，有第3页VVkkVA115)10140(10=×Ω+Ω=VVkkVkkVB5.015)525(520)218(2=×Ω+Ω+×Ω+Ω−=D被正偏而导通。2.4.72.4.72.4.72.4.7电路如图题2.4.7所示，D1，D2为硅二极管，当vi＝6sinωtV时，试用恒压降模型和折线模型（Vth＝0.5V，rD＝200Ω）分析输出电压vo的波形。解（1）恒压降等效电路法当0＜|Vi|＜0.7V时，D1、D2均截止，vo＝vi；当vi≥0.7V时；D1导通，D2截止，vo＝7V；当vi≤0.7V时，D2导通，D1截止，vo＝－0．7V。vi与vo波形如图解2.4.7a所示。（2）折线等效电路如图解2.4.7b所示，图中Vth＝0．5V，rD＝200Ω。当0＜|Vi|＜0．5V时，D1，D2均截止，vo=vi；vi≥0．5V时，D1导通，D2截止。vi≤－0.5V时，D2导通，D1截止。因此，当vi≥0．5V时有thDDthiOVrrRVVv++−=VVVVom42.15.0200)2001000()5.06(≈+×Ω+−=同理，vi≤－0.5V时，可求出类似结果。vi与vo波形如图解2．4．7c所示。第4页2.4.82.4.82.4.82.4.8二极管电路如图题2．4．8a所示，设输入电压vI（t）波形如图b所示，在0＜t＜5ms的时间间隔内，试绘出vo（t）的波形，设二极管是理想的。解vI（t）＜6V时，D截止，vo（t）＝6V；vI（t）≥6V时，D导通VtvVVtvtvIIO3)(216200)200200(6)()(+=+×Ω+−=2.4.132.4.132.4.132.4.13电路如图题2．4．13所示，设二极管是理想的。（a）画出它的传输特性；（b）若输入电压vI=vi=20sinωtV，试根据传输特性绘出一周期的输出电压vo的波形。解（a）画传输特性0＜vI＜12V时，D1，D2均截止，vo＝vI；vI≥12V时，D1导通，D2截止VvVkkvkkvIIO43212)126(6)126(12+=×Ω+Ω+×Ω+Ω=第5页－10V＜vI＜0时，D1，D2均截止，vo＝vI；vI≤－10V时，D2导通，D1截止31032)10()126(6)126(12−=−×Ω+Ω+×Ω+Ω=IIOvVkkvkkv传输特性如图解2．413中a所示。（b）当vo＝vI=20sinωtV时，vo波形如图解2．4．13b所示。2.5.22.5.22.5.22.5.2两只全同的稳压管组成的电路如图题2．5．2所示，假设它们的参数V2和正向特性的Vth、rD为已知。试绘出它的传输特性。解当|vI|＜（Vz＋Vth）时，Dzl、DZ2均截止，vo＝vI；|vI|≥（Vz＋Vth）时，Dzl、DZ2均导通thZddthZIOVVrrRVVvv++⋅+−−=第6页传输特性如图解2．5．2所示。第三章第三章第三章第三章3.1.13.1.13.1.13.1.1测得某放大电路中BJT的三个电极A、B、C的对地电位分别为VA＝－9V，VB＝一6V，Vc＝6．2V，试分析A、B、C中哪个是基极b、发射极e、集电极c，并说明此BJT是NPN管还是PNP管。解由于锗BJT的|VBE|≈0.2V，硅BJT的|VBE|≈0．7V，已知用BJT的电极B的VB＝一6V，电极C的Vc＝–6．2V，电极A的VA＝－9V，故电极A是集电极。又根据BJT工作在放大区时，必须保证发射结正偏、集电结反偏的条件可知，电极B是发射极，电极C是基极，且此BJT为PNP管。3.2.13.2.13.2.13.2.1试分析图题3．2．1所示各电路对正弦交流信号有无放大作用。并简述理由。（设各第7页电容的容抗可忽略）解图题3．2．la无放大作用。因Rb=0，一方面使发射结所加电压太高，易烧坏管子；另一方面使输人信号vi被短路。图题3．2．1b有交流放大作用，电路偏置正常，且交流信号能够传输。图题3．2．lc无交流放大作用，因电容Cbl隔断了基极的直流通路。图题3．2．id无交流放大作用，因电源Vcc的极性接反。3.3.23.3.23.3.23.3.2测量某硅BJT各电极对地的电压值如下，试判别管子工作在什么区域。（a）VC＝6VVB＝0.7VVE＝0V（b）VC＝6VVB＝2VVE＝1.3V（c）VC＝6VVB＝6VVE＝5.4V（d）VC＝6VVB＝4VVE＝3.6V（。）VC＝3....6VVB＝4VVE＝3.4V解（a）放大区，因发射结正偏，集电结反偏。（b）放大区，VBE＝（2—l．3）V＝0．7V，VCB＝（6－2）V＝4V，发射结正偏，集电结反偏。（C）饱和区。（d）截止区。（e）饱和区。3.3.53.3.53.3.53.3.5设输出特性如图题3．3．1所示的BJT接成图题3．3.3所示的电路，具基极端上接VBB＝3．2V与电阻Rb＝20kΩ相串联，而Vcc＝6V，RC＝200Ω，求电路中的IB、IC和VCE的值，设VBE＝0．7V。解mARVVIbBEBBB125.0=−==由题3．3．1已求得β＝200，故mAmAIIBC25125.0200=×==βVIVVCCCE1RCC=−=3.3.63.3.63.3.63.3.6图题3．3．6画出了某固定偏流放大电路中BJT的输出特性及交、直流负载线，试第8页求：（1）电源电压VCC，静态电流IB、IC和管压降VCE的值；（2）电阻Rb、RC的值；（3）输出电压的最大不失真幅度；（4）要使该电路能不失真地放大，基极正弦电流的最大幅值是多少？解（1）由图3．3．6可知，直流负载线与横坐标轴的交点即Vcc值的大小，故Vcc=6V。由Q点的位置可知，IB＝20µA，IC＝1mA，VCE＝3V。（2）由基极回路得：由集－射极回路得Ω=≈kIVRBCCb300Ω=−==kIVVRCCECCC3（3）求输出电压的最大不失真幅度由交流负载线与输出特性的交点可知，在输人信号的正半周，输出电压vCE从3V到0．8V，变化范围为2.2V；在输入信号的负半周，输出电压vCE从3V到4．6V，变化范围为1．6V。综合起来考虑，输出电压的最大不失真幅度为1．6V。（4）基极正弦电流的最大幅值是20µA。3.4.13.4.13.4.13.4.1画出图题3.4.1所示电路的小信号等效电路，设电路中各电容容抗均可忽略，并注意标出电压、电流的正方向。解图题3.4.1所示各电路的小信号等效电路如图解3.4.1所示。第9页3.4.23.4.23.4.23.4.2单管放大电路如图题3.4.2所示已知BJT的电流放大系数β＝50。（1）估算Q点；（2）画出简化H参数小信号等效电路；（3）估算BJT的朝人电阻rbe；（4）如输出端接入4kΩ的电阻负载，计算及。iOVVVA&&&=SOVSVVA&&&=解（1）估算Q点ARVIbCCBµ40=≈mAIIBC2==βVRIVVCCCCCE4=−=（2）简化的H参数小信号等效电路如图解3.4.2所示。（3）求rbeΩ=++Ω=++Ω=863226)501(20026)1(200mAmVImVrEbcβ（4）116)||('0−≈−=−==beLCbeLiVrRRrRVVAββ&&&73||||00−≈+=+=⋅==bebsbebVsiiVsiisVSrRRrRARRRAVVVVVVA&&&&&&&&&第10页3.4.53.4.53.4.53.4.5在图题3.4.5所示电路中设电容C1、C2、C3对交流信号可视为短路。（1）写出静态电流Ic及电压VCE的表达式；（2）写出电压增益、输人电或Ri．和输出电阻Ro的表VA&达式；（3）若将电容C3开路，对电路将会产生什么影响？解（1）Ic及VCE的表达式1RVIICCBCββ≈=)(32RRIVVCCCCE+−=（2）、Ri．和Ro的表达式VA&beLVrRRA)||(2β−=&beirRR||1=2RRO≈（3）C3开路后，将使电压增益的大小增加同时beLVrRRRA]||)[(32+−=β&Ro也将增加，。32RRRO+≈3.5.23.5.23.5.23.5.2如图题3.5.2所示的偏置电路中，热敏电阻Rt具有负温度系数、问能否起到稳定工作点的作用？第11页解图题3.5.2a所示电路能稳定Q点，过程如下：[↓↓↓→↓→↓→↑CCBBEtIIIVRT图题3.5.2b所示电路不能稳定Q点，因为[↑↑↑→↑→↓→↑CCBBEtIIIVRT3.5.43.5.43.5.43.5.4电路如图3.5.4，设β＝100，求：（1）Q点（2）电压增益和soVVVA&&&11=（3）输入电阻Ri；（4）输出电阻RO1和RO2、soVVVA&&&22=解（1）求Q点VVRRRVCCbbbB3.4212≈+=mARVVIIeBEBEC8.1=−=≈VRRIVVecCCCCE8.2)(=+−=AIICBµβ18==(2)求rbe及RiΩ≈++=kImVrrEbbbe66.126)1('βΩ≈++=kRrRRRebebbi2.8])1([||||21β第12页（3）79.0)1(01011−≈+⋅++−=⋅==siiebecsiisVRRRRrRVVVVVVAββ&&&&&&&8.0)1(02022≈+⋅++−=⋅==siiebeesiisVRRRRrRVVVVVVAββ&&&&&&&（4）求RO1和RO2、Ω=≈kRRCO21Ω≈++=311)||||(||2102βsbbbeeRRRrRR3.6.3共基极电路如图题3.6.3所示。射极电路里接入一恒流源，设。试确定电路的电压增益、输入电阻和输出电阻。∞==LsRR,0100，＝β解Ω≈++=kImVrr