大学课件 集成电子技术基础教程 习题与习题解答 三篇 1章

第一章放大电路的动态和频响分析题3.1.1对于放大电路的性能指标，回答下列问题：(1)已知某放大电路第一级的电压增益为40dB，第二级的电压增益为20dB，总的电压增益为多少dB？(2)某放大电路在负载开路时输出电压为4V，接入3kΩ的负载电阻后输出电压降为3V，则该放大电路的输出电阻为多少？(3)为了测量某CE放大电路的输出电压，是否可以用万用表的电阻档直接去测输出端对地的电阻？解：(1)60dB；(2)1kΩ；(3)不可以。题3.1.2一学生用交流电压表测得某放大电路的开路输出电压为4.8V，接上24kΩ的负载电阻后测出的电压值为4V。已知电压表的内阻为120kΩ。求该放大电路的输出电阻Ro和实际的开路输出电压Voo。解：由题意列方程组：420208.4120120oDDoBBRVRV解得：V5k5OOoVR，题3.1.3在图题3.1.3所示CS放大电路中，已知静态工作点为VGSQ＝-0.5V，IDQ＝2mA，VDSQ＝5V，Rd＝3kΩ。设电压放大倍数为vA＝-20，发生截止失真时输出电压的正向幅值为5V，发生饱和失真时输出电压的负向幅值为3V。(1)当输入信号为vi=0.1sinωt(V)时，画出g、d点的电压波形vG、vD，并标出峰、谷电压的大小；(2)当输入信号为vi=0.3sinωt(V)时，画出g、d点的电压波形vG、vD，并标出峰、谷电压的大小。图题3.1.3解：(1)当vi=0.1sinωt(V)时，栅极的静态电压为：V5.5325.0dDQGSQGQRIVV栅极的瞬态电压为：(V)t0.1sin5.5iGQGvVv漏极的瞬态电压为：(V)sin211sin1.0)20(325ttvARIVvVvVvivdDQDSQoDQdDQD因此，vG、vD电压波形如图3.1.3（a）所示。（a）vi=0.1sinωt(V)时（b）vi=0.3sinωt(V)时图3.1.3(2)当vi=0.3sinωt(V)时，(V)t0.3sin5.5iGQGvVv(V)sin611sin3.02011ttvVvoDQD可见，此时输出电压已经产生了截止失真和饱和失真，其电压波形如图3.1.3（b）所示。题3.1.4一组同学做基本CE放大电路实验，出现了五种不同的接线方式，如图题3.1.4所示。若从正确合理、方便实用的角度去考虑，哪一种最为可取？图题3.1.4解：图(d)最合理。基极电阻Rb由电位器与电阻串联组成，不仅可以调节阻值，从而调节放大电路的静态工作点，而且不会使阻值为0，免得使三极管电流过大而烧毁。同时图中的耦合电容极性也正确。题3.1.5试分析图题3.1.5所示各个电路的静态和动态测试对正弦交流信号有无放大作用，如有正常的放大作用，判断是同相放大还是反相放大。图题3.1.5解：(a)没有放大作(b)有放大作用，属于CC(c)(d)有放大作用，属于CB组态，因此为同相放大电路。题3.1.6有一CE放大电路如图题3.1.6（a）所示。试回答下列问题：(1)写出该电路电压放大倍数vA、输入电阻Ri和输出电阻Ro的表达式。(2)若换用β值较小的三极管，则静态工作点IBQ、VCEQ将如何变化？电压放大倍数|vA|、输入电阻Ri和输出电阻Ro将如何变化？(3)若将静态工作点调整到交流负载线的中央，在输入电压增大的过程中，输出端出现如图题3.1.6（b）所示的失真波形，问该失真是由于什么原因引起的？是饱和失真还是截止失真？(4)若该电路在调试中输出电压波形顶部出现了“缩顶”失真，问电路产生的是饱和失真还是截止失真？应调整电路中哪个电阻，如何调整（增大或减小）？(5)若该电路在室温下工作正常，但将它放入60℃的恒温箱中，发现输出波形失真，且幅度增大，这时电路产生了饱和失真还是截止失真？其主要原因是什么？图题3.1.6解：(1)beLcvrRRA)//(,Ri=Rb∥rbe,Ro=RC(2)若换用β值较小的晶体管，则IBQ基本不变，VCEQ增大，|vA|减小，Ri基本不变，Ro不变。(3)(4)截止失真，应减小Rb。(5)饱和失真，主要原因是由于温度升高，晶体管的VBE↓、β↑、ICEQ↑,使三极管的题3.1.7双极型晶体管组成的基本放大电路如图题3.1.7(a)、(b)、(c)所示。设各BJT的rbb'＝200Ω，β＝50，VBE＝0.7V。(1)计算各电路的静态工作点；(2)画出各电路的微变等效电路，指出它们的放大组态；(3)求电压放大倍数vA、输入电阻Ri和输出电阻Ro。(4)当逐步加大输入信号时，各放大电路将首先出现哪一种失真（截止失真或饱和失真），其最大不失真输出电压幅度为多少？图题3.1.7解：图(a)电路：(1)求静态工作点A7335117.012)1(7.012esBQRRImA65.3BQCQIIV65.5)23(24CQCEQIV(2)CE组态，微变等效电路为：(3)动态指标计算k56.0073.026200)1('EQTbbbeIVrr17956.0250becvrRA64)179(56.0156.0visivsARRRARi=rbe=0.56kΩRo=Rc=2kΩ(4)当截止失真时，Vom1=ICQ·Rc=7.3V当饱和失真时，Vom2=｜VCEQ｜－｜VCES｜=5.65-0.7≈5.0V所以，首先出现饱和失真。Vom=5.0V图(b)电路：(1)求静态工作点A181515.47.07.1)1(//7.01521211ebbbbbBQRRRRRRIICQ=βIBQ=0.9mAVCEQ=15-(Rc+Re)ICQ=9.5V(2)CB组态，微变等效电路为：(3)动态指标计算k64.1018.026200)1('EQTbbbeIVrr7.7764.1)1.5//1.5(50)//(bebLcbiovrIRRIVVA315164.1//11//beeiiirRIVRRo≈Rc=5.1kΩ(4)当截止失真时，Vom1=ICQ·RL′=0.9×(5.1∥5.1)=2.3V当饱和失真时，Vom2=VCEQ-VCES=9.5-0.7=8.8V所以，首先出现截止失真，Vom=2.3V图(c)电路：(1)求静态工作点A5.403512007.015)1(7.015ebBQRRIICQ=βIBQ=2mAVCEQ=1.5-ICQ·Re=15-2×3=9V(2)CC组态，微变等效电路为：(3)动态指标计算k85.004.026200)1('EQTbbbeIVrr99.05.15185.05.151)//()1()//()1(LcbbebLcbiovRRIrIRRIVVAk8.555.15185.0//200)//)(1(//LebebiiiRRrRIVR5451200//285.0//31////0''bsbeeRVoooRRrRIVRLs96.099.08.5528.55visivsARRRA(4)当截止失真时，Vom1=ICQ·RL′=2×1.5=3V当饱和失真时，Vom2=VCEQ-VCES=9-0.7=8.3V所以，首先出现截止失真，Vom=3V题3.1.8在图题3.1.8所示的放大电路中，三极管的β＝40，rbe＝0.8kΩ，VBE＝0.7V，各电容都足够大。试计算：(1)电路的静态工作点；(2)求电路的中频源电压放大倍数sovsVVA；(3)求电路的最大不失真输出电压幅值。图题3.1.8解：(1)求电路的静态工作点：V0.4121392020211'CCdbbbBVRRRRVk3.1340//20)//(21'dbbbRRRRμA6.342413.137.00.4))(1(21''eebBEBBQRRRVVImA4.10346.040BQCQIIV4.6)22(4.112)(21eecCQCCCEQRRRIVV(2)微变等效电路为：4.42.0418.0140)1()//()1()//(11ebeLcebbebLcbiovRrRRRIrIRRIVVAk4.5)2.0418.0//(39//20])1(//[//121ebebbiRrRRR0.44.55.04.54.4isivvsRRRAA(3)考虑截止失真时，V4.114.1'1LCQomRIV考虑饱和失真时，V8.412.01)7.04.6()('1'2LeLCESCEQomRRRVVV所以，首先出现截止失真，最大不失真输出电压为：4.1omVV。题3.1.9放大电路如图题3.1.9所示，设晶体管的rbb'＝300Ω，β＝20，VBE＝0.7V。Dz为理想的硅稳压二极管，其稳压值VZ＝6V。各电容都足够大，在交流通路中均可视作短路。(1)求电路静态工作点（ICQ和VCEQ）；(2)画出各电路的微变等效电路；(3)求电压放大倍数vA和输入电阻Ri；(4)说明电阻R在电路中的作用；(5)若Dz极性接反，电路能否正常放大？试计算此时的静态工作点，并定性分析Dz反接对vA和Ri的影响。图题3.1.9解：(1)VBQ=VZ+VBE=6.7V275.0247.6247.6202012bBQbBQBQRVRVImAICQ=βIBQ=5.5mAVCEQ=20-5.5×1-6=8.5V(2)微变等效电路：(3)395275.026300)1('EQTbbbeIVrr50395.0120becvrRARi=Rb1∥Rb2∥rbe=24∥24∥0.395=382Ω(4)电阻R(5)若Dz极性接反，则VBQ=1.4V，ICQ=14.3mA，VCEQ=5V，因此，该电路仍能正常放大，但由于ICQ变大，使||vA增大，Ri减小。题3.1.10FET组成的基本放大电路如图题3.1.10(a)、(b)所示。设各FET的gm＝2mS。(1)画出各电路的微变等效电路，指出它们的放大组态；(2)求电压放大倍数vA、输入电阻Ri和输出电阻Ro。图题3.1.10解：(1)电路为共源（CS）组态。微变等效电路为：(2)1.5)1.5//1.5(2)//()//(LdmgsLdgsmiovRRgVRRVgVVAM5475//21gggiiiRRRIVRk1.5doRR图(b)电路：(1)CD组态，微变等效电路为：(2)8.022122RVgVRVgVVAgsmgsgsmsovsRi=∞4.021//21//mogRRkΩ题3.1.11FET恒流源电路如图题3.1.11所示。若已知管子的参数gm、rds。试证明该恒流源的等效内阻dsmorRgRR)1(图题3.1.11图3.1.11解：在其微变等效电路中，负载开路，在输出端加'oV，如图3.1.11所示。RrRgRIVIRIrRIgIIRIrVgIIVRdsmogsoodsomooodsgsmoRoooL)1()()(''''''''''题3.1.12双极型晶体管构成的恒流源电路如图题3.1.12所示，画出该电路的微变等效电路，求恒流源的输出电阻Ro的表达式。图题3.1.12图3.1.12解：微变等效电路如图3.1.12所示。根据微变等效电路可列出:3'''')()(RIIrIIVboceboo