模拟电路复习题

模拟电路复习

第一章半导体二极管及其基本电路

1、ＰＮ结外加正向电压时，扩散电流_ 大于_ 漂移电流，耗尽层___变窄__ __。（大于、变窄）

2、（1）在图1所示的电路中，当电源V=5V时，测得I=1mA。若把电源电压调整到V=10V，则电流的大小将是_ C__。

（图1）

A.I=2mA

B.I<2mA

C.I>2mA

3、设硅稳压管Dz1和Dz2的稳定电压分别为5V和10V，求图2中电路的输出电压Uo。已知稳压管的正向压降为0.7V。输出电压为0.7 V 。

（图2）

4、图3所示电路，设Ui=sinωt(V)，V=2V，二极管具有理想特性，则输出电压Uo的波形应为图示___A____图。

（图3）

5、试判断图4中二极管是导通还是截止？并求出AO两端电压ＶA0。设二极管为理想的。 D1二极管是截止，D2二极管是导通。VAO的电压为 -4V 。

（图4）

解：分析方法：（1）将D1、D2从电路中断开，分别出D1、D2两端的电压；（2）根据二极管的单向导电性，二极管承受正向电压则导通，反之则截止。若两管都承受正向电压，则正向电压大的管子优先导通，然后再按以上方法分析其它管子的工作情况。

本题中：Ｖ12=12V，Ｖ34=12+4=16V，所以D2优先导通，此时，Ｖ12=-4V，所以D1管子截止。ＶA0 = -4V。

第二章半导体三极管及放大电路

例1．半导体三极管为什么可以作为放大器件来使用，放大的原理是什么？试画出固定偏流式共发射极放大电路的电路图，并分析放大过程。

答：放大的原理是利用小信号对大信号的控制作用，利用ｖBE的微小变化可以导致ｉC的大变化。固定偏流式共发射极放大电路如图5，其放大过程为：

（图5）

放大的原理和本质：

交流电压U i通过电容Ｃ1加到三极管的基极，从而使基极和发射极两端的电压发生了变化：

由ＶBE→ＶBE＋U i，

由于PN结的正向特性很陡，因此ＶBE的微小变化就能引起ｉE发生很大的变化：

由ＩE→ＩE+ △ＩE，

由于三级管内电流分配是一定的，因此ｉB和ｉC作相同的变化，其中ＩC→ＩC +△ＩC。

ｉC流过电阻Ｒc，则Ｒc上的电压也就发生变化：

由ＶRc→ＶRc +△ＶRc。

由于ｖCE=ＶCC-ｖRc，因此当电阻Ｒc上的电压随输入信号变化时，ｖCE也就随之变化，由ＶCE→ＶCE+△ＶCE，ｖCE中的变化部分经电容Ｃ2传送到输出端成为输出电压Uo。如果电路参数选择合适，我们就能得到比△ｖi大得多的△U o。

所以，放大作用实质上是放大器件的控制作用，是一种小变化控制大变化。

例2．电路如图6所示，设半导体三极管的β=80，试分析当开关K分别接通A、B、C三位置时，三级管各工作在输出特性曲线的哪个区域，并求出相应的集电极电流Ic。

（图6）

解：（1）当开关Ｋ置A，在输入回路ＩB．Ｒb+ＶBE=Vcc，可得ＩB=Vcc/Ｒb=0.3mA 假设工作在放大区，则ＩC=β．ＩB=24mA，ＶCE=Vcc-ＩC．Ｒe< 0.7V，故

假设不成立，三级管工作在放大区。此时，ＶCE=ＶCES=0.3V，ＩC=V cc/Ｒe=3mA （2）当开关Ｋ置B，同样的方法可判断三级管工作在放大区，ＩC=β．ＩB=1.92mA （3）当开关Ｋ置C，三级管工作在截止状态，ＩC=0

例3.某固定偏流放大电路中三极管的输出特性及交、直流负载线如图7所示，试求：

（1）电源电压ＶCC、静态电流ＩB、ＩC和ＶCE。

（2）电阻R b、R c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度是多少？

（图7）

解：（1）直流负载线与横坐标的交点即ＶCC值,ＩB=20uA,Ｉc=1mA ＶCE=3V （2）因为是固定偏流放大电路,电路如图8所示

图8

Ｒb=ＶCC/ＩB=300KΩ

Ｒc=(ＶCC-ＶCE)/ＩC=3KΩ

（3）由交流负载线和输出特性的交点可知,在输入信号的正半周,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。综合考虑，输出电压的最大不失真幅度为1.6V。

（4）同样的方法可判断输出基极电流的最大幅值是20μA.

例4.电路如图9(a)所示，已知三极管的β=100，ＶCC =12 V，V BE=0.7V。

（1）试画出放大电路的直流通路和交流通路。

（2）若Ｒb=300K，Ｒc=2K，ＲL=4K，试计算该电路的Q点；

（3）画出简化的H参数小信号等效电路；

（4）求该电路的电压增益A V，输入电阻R i,输出电阻R o。

（5）若V O中的交流成分出现如图9(a)所示的失真现象，问是截止失真还是饱和失真？为消除此失真，应调节电路中的哪个元件，如何调整？

解：（1）

(b)

(a)

图9

先分别从三极管的三个极（b、e、c）出发，根据电容和电源交流短接，画出放大电路的交流通路；

直流通路交流通路

(2) ＩBQ=ＶCC/Ｒb=12/300K =40μA

ＶCEQ= (ＶCC-ＩCQ.ＲC)= (12-β.ＩBQ.ＲC) =4V

(3)步骤：根据放大电路的交流通路，将三极管用小信号模型替代；并将电路中电量用瞬时值或相量符号表示，即得到放大电路的小信号等效电路。注意受控电流源的方向。

(4) ｒbe=300+(1+β)26mA/ＩEQ =950Ω

电压放大倍数ＡV=-Ｖo/Ｖi =-β(ＲC//ＲL) /ｒbe =-140.3

Ｒi=Ｒb//ｒbe=950Ω

Ｒo=Ｒc =4KΩ

(5) 因为ｖBE=ｖi+ＶCb1=ｖi+ＶBE

从输出波形可以看出，输出波形对应ｖs正半周出现失真，也即对应ｖBE 增大部分出现失真，即为饱和失真。增大Ｒb，降低静态工作点，可消除此失真。说明：

分析这类问题时，要抓住两点：（1）发生饱和失真或截止失真与发射结的电压有关（对于NPN型管子，为ｖBE；对于PNP型管子为ｖEB），发射结电压过大（正半周），发生饱和失真；过小（负半周），发生截止失真。（2）利用放大电路交、直流共存的特点，找出发射结电压与输入信号之间的关系。这里，要利用耦合电容两端的电压不变（因为为大电容，在输入信号变化的范围内，其两端的电压认为近似不变），如上题式子中的ＶCb1=ＶEB。

第三章集成电路运算放大器

1、集成运算放大器是一种采用______耦合方式的放大电路，最常见的问题是__________。(直接、零点漂移现象)

2、在差动放大电路中，若Vs1=18mV，Vs2=10mV，则输入差模电压Vsd =______mV，共模输入电压Vsc=______mV；若差模电压增益Avd= - 10，共模电压增益Avc= - 0.2，则差动放大电路输出电压V o=______mV。（8、14、-82.8）

3、差动放大电路的基本功能是对差模信号的_______作用和对共模信号的_______作用。（放大、抑制）

4、差动放大电路抑制零点漂移的原理是________________________________________。（利用电路的对称性和发射极电阻的共模负反馈）

5．集成运放的输入级为什么采用差分式放大电路？对集成运放的中间级和输出级各有什么要求？一般采用什么样的电路形式？

集成运算放大器是一个高增益直接耦合多级放大电路，直耦多级放大电路存在零点漂移现象，尤以输入级的零点漂移最为严重。差动放大电路利用电路的对称性和发射级电阻Re或恒流源形成的共模负反馈，对零点漂移有很强的抑制所用，所以输入级常采用差分放大电路，它对共模信号有很强的抑制力。

中间级主要是提供高的电压增益，中间级的电路形式多为差分电路和带有源负载的高增益放大器。

输出级主要是降低输出电阻，提高带负载能力。输出级主要由PNP和NPN 两种极性的三极管或复合管组成，以获得正负两个极性的输出电压或电流。

第四章反馈放大电路

1、判断下列说法是否正确

（1）在深度负反馈放大电路中，闭环放大倍数A f=1/F，它与反馈系数有关，而与放大电路开环时的放大倍数无关，因此基本放大电路的参数无实际意义。（错）

（2）若放大电路的负载固定，为使其电压放大倍数稳定，可以引入电压负反馈也可以引入电流负反馈。（对）

（3）负反馈只能改善反馈环路内的放大性能，对反馈环路之外无效。（对）（4）电压负反馈可以稳定输出电压，流过负载的电流也就必然稳定，因此电压负反馈和电流负反馈都可以稳定输出电流，在这一点上电压负反馈和电流负反馈没有区别。（错）

2、电压反馈和电流反馈在什么条件下其效果相同，什么条件下效果不同？（当电路的负载不变情况下，电压反馈和电流反馈效果相同; 当电路的负载发生变化时，电压反馈和电流反馈效果不相同。）

3 判断如图10电路的反馈类型

图10

解：（1）利用瞬时极性法判断反馈极性

设T1管基极有一瞬时增量

Vi(Vb1)⊕→Vc1(-)→Vc2⊕→Ve1⊕

因为，T1管Vb1⊕,Ve1⊕所以，T1管的净输入电压UBE减小,所以，为负反馈.

（2）从采样端，利用输出短接法。将输出端V o短接，则无反馈量影响输入信号，所以为电压负反馈。

（3）从比较端，由于反馈信号是以电压形式影响输入信号，所以为串联负反馈。

结论：电压串联负反馈。

4. 图如例1，在深度负反馈条件下，估算电压放大倍数ＡVf=V o/ V i。

解：在深度负反馈条件：

由于已判别是串联负反馈，所以

Ｖi=Ｖf

ＡVf=Ｖo/Ｖi=A/（1+AFＶ）= 1/FＶ

反馈网络：

忽略C f的影响，所以，Ｆv=Ｖf/Ｖo=Ｒe1/(Ｒe1+Ｒf)

所以，Ａvf=(Ｒe1+Ｒf)/Ｒe

5: 判断如图11电路的反馈类型

图11

6、负反馈对放大电路性能的影响有哪些？

（1）、提高放大倍数的稳定性

放大电路中引入负反馈后，在输入信号（Vi或Ii）为定值时，电压负反馈能稳定输出电压，电流负反馈能稳定输出电流。也就是说，负反馈能使放大倍数（指广义的放大倍数）稳定。

（2）、扩展频带

（3）、减小非线性失真

（4）、抑制反馈环内噪声和干扰

（5）、改变输入和输出电阻

输入电阻：串联负反馈使输入电阻增加，并联负反馈使输入电阻减小

输出电阻：电压负反馈使输出电阻减小，电流负反馈使输出电阻增大

第五章集成电路运算放大器的应用1.

10（故障分析）电路如图所示，已知R1＝R2＝R3＝R4，假设运放是理想的。当Vi1＝Vi2＝1V时，测得V o＝1V。你认为这种现象正常吗？若不正常，请分析是哪个电阻可能（有两种可能）出现了开路或短路故障（注：运放本身并未损坏）。

（R1短路或R4开路、V o＝1V，说明运放仍工作在线性区，负反馈仍存在，R2不能开路）

第六章正弦振荡电路

7 如图所示电路或者一个正弦波振荡电路，问

（1）为保证电路正常的工作，节点，K J L M应该如何连接？（2）R2应该选多大才能振荡？

（3）振荡的频率是多少？

（4）R2使用热敏电阻时，应该具有何种温度系数？

提示：正弦波振荡电路的分析方法：

1.检查电路组成（应包括放大，选频，正反馈环节）。

2.用相位平衡条件判断是否能否振荡？

3.计算振荡的频率

4.分析电路稳幅措施

解：（1）运放A应构成放大电路，RC串并联环节构成正反馈。

所以L－J M－K

（2）起振幅值条件是│AF│>1，Av＝1＋R2/R1，│Fv│＝1/3

所以│Av│>3，R2＝40KΩ

（3）振荡频率fo＝1/（2πRC），即：wo=1/（RC）

（4）为了保证振荡频率的幅值条件，由│AF│>1过渡到│AF│＝1。即：│Av│>3过渡到│Av│＝3 ，所以R2应该具有负温度系数。

8.用相位平衡条件判断图示电路能否产生正弦波振荡，并简述理由。

解：A为反相比例运算电路，φA=-π；F由三级基本RC移相器构成，每一级移项0～-π/2，三级移项0～-3/2π，存在某一频率fo，使得φF=-π，故满足相位平衡条件，可产生正弦波振荡。