模电第五版康华光答案

模电第五版康华光答案

【篇一：模电康华光思考题题】

2.1 集成电路运算放大器

2.1.1答；通常由输入级，中间级，输出级单元组成，输入级由差分

式放大电路组成，可以提高整个电路的性能。中间级由一级或多级

放大电路组成，主要是可以提高电压增益。输出级电压增益为1，可

以为负载提供一定的功率。

2.1.2答：集成运放的电压传输曲线由线性区和非线性区组成，线性

区的直线的斜率即vvo很大，直线几乎成垂直直线。非线性区由两

条水平线组成，此时的vo达到极值，等于v+或者v-。理想情况下

输出电压+vom=v+,-vom=v-。

2.1.3答：集成运算放大器的输入电阻r约为10^6欧姆，输出电阻

r约为100欧姆，开环电压增益avo约为10^6欧姆。

2.2 理想运算放大器

2.2.1答：将集成运放的参数理想化的条件是：1.输入电阻很高，接

近无穷大。

2.输出电阻很小，接近零。

3.运放的开环电压增益很大。

2.2.2答：近似电路的运放和理想运放的电路模型参考书p27。

2.3 基本线性运放电路

2.3.1答:1.同相放大电路中，输出通过负反馈的作用，是使vn自动

的跟从vp，使vp≈vn，或vid=vp-vn≈0的现象称为虚短。

2.由于同相和反相两输入端之间出现虚短现象，而运放的输入电阻

的阻值又很高，因而流经两输入端之间ip=in≈0,这种现象称为虚断。

3.输入电压vi通过r1作用于运放的反相端，r2跨接在运放的输出

端和反相端之间，同相端接地。由虚短的概念可知，vn≈vp=0,因而

反相输入端的电位接近于地电位，称为虚地。

虚短和虚地概念的不同：虚短是由于负反馈的作用而使vp≈vn,但是

这两个值不一定趋向于零，而虚地vp,vn接近是零。

2.3.2答：由于净输入电压vid=vi-vf=vp-vm,由于是正相端输入，所

以vo为正值，vo等于r1和r2的电压之和，所以有了负反馈电阻后，vn增大了，vp不变，所以vid变小了，vo变小了，电压增益

av=vo/vi变小了。

由上述电路的负反馈作用，可知vp≈vn,也即虚短。由于虚地是由于

一端接地，而且存在负反馈，所以才有vp≈vn=0.

2.3.3答：同相放大电路：1.存在虚短和虚断现象。 2.增益

av=vo/vi=1+r2/r1,电压增益总是大于1，至少等于1。 3.输入电阻接近无穷大，出电阻接近于零。反相放大电路：1.存在虚地现象。

2.电压增益av=vo/vi=-r2/r1,即输出电压与输入电压反相。

3.输入电阻ri=vi/i1=r1.输出电压趋向无穷大。

电路的不同：1.参考p28和p32的两个图。 2.根据上述各自的特征即可得出它们的区别。

2.3.4 参考书本图下面的分析和上述的特点区别。

2.3.5 答：电路的电压增益约为1，在电路中常作为阻抗变化器或缓冲器。

2.4 同相输入和反反相输入放大电路的其他应用

2.4.1各个图参考 p34-p41,各个电路的输出电压和输入电压的关系参考图下的分析。

2.4.2

成炜：最后一道题不会做，你们房间把它算下吧。谢了！(*^__^*) 嘻嘻??

第三章二极管

3.2.1答：空间电荷区是由施主离子，受主离子构成的。因为在这个区域内，多数载流子已扩散到对方并复合掉了，或者说耗尽了，因此有称耗尽区。扩散使空间电荷区加宽，电场加强，对多数载流子扩散的阻力增大，但使少数载流子的漂移增强；而漂移使空间电荷区变窄，电场减弱，又使扩散容易进行，故空间电荷区也称为势垒区。

3.2.2答：使pn结外加电压vf的正端接p区，负端接n区，外加电场与pn结内电场方向相反，此时pn出于正向偏置。

3.2.3答：增加。因为在外加反向电压产生的电场作用下，p区中的空穴和n区中的电子都将进一步离开pn结，使耗尽区厚度增加。 3.2.4答：只有在外加电压是才能显示出来。

3.2.5答：p67页。

3.3.1答：p71页

3.3.2

3.3.4答：p71页

3.3.5答：p71页

3.4.1答：p73页

3.4.2答：p74，76页

3.4.3答：p83页

第四章

4.1.1不可以，因为bjt有集电区、基区和发射区。

4.1.2不行。内部结构不同。

4.1.3必须保证发射结正偏，集电结反偏。反偏，都正偏。

4.1.4发射区向基区扩散载流子，形成发射极电流ie。

ie=ien+iep,ic=icn+icbo

4.1.5（p106)

第一问没有找到；bjt输入电流ic（或ie）正比于输入电流ie(或ib)。如果能控制输入电流，就能控制输出电流，所以常将bjt成称为电流

控制器件。

第四章

4.1.1不可以，因为bjt有集电区、基区和发射区。

4.1.2不行。内部结构不同。

4.1.3必须保证发射结正偏，集电结反偏。反偏，都正偏。

4.1.4发射区向基区扩散载流子，形成发射极电流ie。

ie=ien+iep,ic=icn+icbo

4.1.5（p106)

第一问没有找到；bjt输入电流ic（或ie）正比于输入电流ie(或ib)。如果能控制输入电流，就能控制输出电流，所以常将bjt成称为电流

控制器件。

4.1.6(vce=常熟) a=d ic / d ie(vcb=常熟)

4.1.8ic,ie,vce

4.1.9ic,ieb上升

4.2.1微弱电信号放大，信号源，外加直流电源vcc

4.2.2（p119）

4.2.3（p117）

4.2.4不能 ic, a上升

4.3.1 p120

4.3.2 p123

4.3.3 改变vcc的极性（自己判断是否正确）；截止失真

4.3.4 输入信号电压幅值比较小的条件下，p128

4.3.5 找不到，个人理解：放大电路工作可看成是静态工作电路

（即直流电路）和交流通路的叠加，所以看成是先将直流通路短路

处理，作为交流的地电位。

4.3.6 p130公式(4.3.7b) p111公式（4.1.11a）不是

4.3.7p126 p132

4.4.1 电源电压的波动，元件参数的分散姓及元件的老化，环境温度 4.4.2 基极分压式射极偏置电路（理由见p135），含有双电源的射极偏置电路，含有恒流的射极偏置电路（理由见p139）

4.4.3 不能（答案不确定）

4.4.4 不能，ce对静态工作点没有影响，对动态工作情况会产生影响，即对电阻re上的电流信号电压有旁路作用

4.5.1 有共射，共基和共集；判断方法p147，4.5.3

4.5.2 p147，4.5.3的2

4.5.3 p141的4.5.1的2.动态分析

4.5.4 可以，根据式(4.4.1）-（4.4.4），可见静态电流icq只与直流电压及电阻re有关，以此温度变化时，icq基本不变。

4.7.1

书上155页第一段，这主要是由bjt的极间电容、耦合电容和旁路电容的开路和短路引起。

4.7.2 频带宽度bw是等于上限截止频率减去下限截止频率，数学表达式是：bw=f（h）-f（l）

4.7.3低频时，1/wc不可忽略，所以射极旁路电容是低频响应的主要影响因素。

高频是不会

4.7.4 直接耦合可以把原信号不作改变地放大，所以可以改善低频响应；

共基极放大电路中不存在密勒电容效应，所以共基极放大电路具有比较好的高频响应特性。

4.7.5

4.7.6

书上176

第五章

5.1.1答：二氧化硅是绝缘体

5.1.2答：p237

5.1.3答：p237

5.1.4答：p207

5.2.1答：p226 jfet 不能

bjt不能

p205耗尽型mosfet 可以答案在p205画波浪线处

5.3.4答：p237 a图为bjt

5.3.5答：p237

第六章

6.1.1 257页第1段5行起

6.1.2图6.1.1 ，6.1.2 ，6.1.3 微电流源微电流源

6.1.3 259页最后一段

6.2.1 263页

6.2.2 100微安， 0， 100微伏，1000微伏

6.2.3 vo=avdvid+avcvic得出

6.2.4 温度

6.2.5 264页最后两；，ro越大，即电流源io越接近理想情况，

avc1越小，说明他抑制共模信号的能力越强；ro 差模短路，共模

2ro

6.2.6 kcmr=|avd/avc|,268页第一段，

6.2.7 266页波浪线

6.2.8 课件33 、34页

6.2.9 275页中间段；276第一段；10的9次方；10的5到6次

方

6.3.1（p277）

(1) 当vi1-vi2=vid=0时，vo1=vo2=vcc-（io/2）rc，电路处于静态

工作状态，。

（3）vid在vt~4vt间和- vt~ 4vt间，vo1、vo2与vid间呈非线性。电路工作在非线性区。

（4）vid- vt和vid +vt，曲线趋于平坦。

vid的范围书上没说，只说了差分放大电路呈现良好的限幅特性，即

范围很大。

6.3.2

等于差分放大电路的差模电压增益avd1=-1/2gmrc，

avd2=1/2gmrc

6．4．1

由源极耦合差分放大输入级，输入级偏置电流源，共源放大输出级

构成。

作用：输入级：输入级差分放大输入信号。电流源：为差分放大输

入级提供直流偏置。输出级：放大输出信号

6．4．2

由输入级，偏置电路，中间级，输出级组成。电流源作用：

1)主偏置电路中的t11 和t10 组成微电流源电路，由ic10 供给输入

级中t3,t4 的偏置电流。2）t8和t9组成镜像电流源，供给输入级

t1,t2 的工作电流。3）t12和t13构成双端输出的镜像电流源，一路

供给中间级的偏置电流和作为它的有源负载，另一路供给输出级的

偏置电流。

6．4．3

输入级，电压放大级和输出级电路的基本形式分别是：差分式放大

电路，共集电极电路和共射集放大电路，互补对称电路。

保护电路有:t15,t21,t22,t23,t24b

6.5.2答：要求输入失调电压和输入失调电流都比较小，可采用调零

电位器的方法减小输出端的误差电压。不能用外接人工调零电路的

方法完全抵消。

6.5.3 (1) lm741等一般运放（2）高输入电阻的运放。（3）输入

失调电压vio小的运放（4）失调电压电流小的运放

6.5.4转换速率的大小与许多因素有关，主要与运放所加的补偿电容、运放本身各级bjt的级间电容、以及放大电路提供的充电电流等因素

有关，通常要求运放的sr大于信号变化斜率的绝对值。

6.5.5 vom=sr/(2∏bwp)=

7.96 v

6.5.6见表6.5.1（书本291页）

6.6.1 电路是由vy控制电流源t3t4的电流iee，iee的变化导致bjt t1和t2的跨导gm变化，因此该电路称为变跨导式模拟乘法器。

（结合图，书本296）

6.6.2电压开平方运算电路

v2/r+vi/r=0或v2=-vi

vo是-vi的平方根，输入电压vi必为负值

加一反相器

6.6.3 乘方运算电路、除法运算电路、开平方电路、压控放大器、

调制和解调

【篇二：模电课后(康华光版)习题答案3】

>3.4.5 二极管电路如图题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。

图题2.4.3

解: 图b：d的阳极电位为-15v，阴极电位为-12v，d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。

3.4.2 电路如图题2.4.5所示，电源vs为正弦波电压，试绘出负载

rl两端的电压波形。设二极管是理想的。

图题2.4.5

解: 图题2.4.5a中，vs0时，d导通，vl= vs；vs0时，d截止，

vl=0。故vl波形如图解2.4.5中vla所示。

图题2.4.5b中vs〉0时，d2、d4导通，vl= vs；vs〈0时，

d1、d3导通，vl=- vs。故vl波形如图解2.4.5中vlb所示。

图解2.4.5

3.4.7 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。

图题2.4.8

解:vⅠ（t）6v时，d截止，vo（t）=6v；vⅠ（t）≥6v时，d导通；vⅠ（t）=10v时，vo（t）=8v。 vo波形如图解2.4.8所示。

图解2.4.8

图题2.4.13 图解2.4.13

解:（a）画传输特性

0vi12v时，d1、d2均截止，vo= vi；vi≥12v时，d1导通，d2截

止

vo?

12k?6k?

vi??12v

(6?12)k?(6?12)k?2

?vi?4v3

-10vvi0时，d1、d2均截止，vo=vi；vi≤-10v时，d2导通，d1

截止

12k?6k?210

vo?vi??(?10)v?vi?

(6?12)k?(6?12)k?33

传输特性如图解2.4.13中a所示。

解: 0vivz（=8v）时，dz截止，vo=vi；

vi≥vz时，dz反向击穿，vo=8v； -0.7vvi0时，dz截止，vo=vi；

vi≤-0.7v时，dz正向导通，vo=-0.7v vo的波形图如图解2.5.1所示。图题2.5.1图解2.5.1

【篇三：模电第四章答案】

-1 如题4-1图所示mosfet转移特性曲线，说明各属于何种沟道？若

是增强型，开启电压等于多少？若是耗尽型，夹断电压等于多少？答：（a）p-emosfet，开启电压vgs?th???2v

（b）p-dmosfet，夹断电压vgs?off?（或统称为开启电压

vgs?th?)?2v （c）p-emosfet，开启电压vgs?th???4v

（d）n-dmosfet，夹断电压vgs?off?（或也称为开启电压

vgs?th?)??4v 4-2 4个fet的转移特性分别如题4-2图(a)、(b)、(c)、(d)所示。设漏极电流id

的实际方向为正，试问它们各属于哪些类型的fet？分别指出id的

实际方向是流进还是流出？

答：（a）p-jfet，id的实际方向为从漏极流出。

（b）n-dmosfet，id的实际方向为从漏极流进。（c）p-dmosfet，id的实际方向为从漏极流出。（d）n-emosfet，id的实际方向为从漏极流进。

（a）vgs=5v，vds=1v；（b）vgs=2v，vds=1.2v；（c）

vgs=5v，vds=0.2v；（d）vgs=vds=5v。解：已知n-emosfet

的?ncox?100?a/v2,

vgs?th??0.8v

w?10

id?

?ncow2l

?2?v

gs

2?vgs?th??vds?v2ds?2?0.1v2?102?5?0.8??1?1?3.7ma

???

（b）当vgs?2v,vds?1.2v时，vgs?vgs?th??1.2v?vds，mosfet 处于临界饱和

??vgs?vgs?th???1id?1?c?w?0.12?10??2?0.8?2?0.72ma

2noxl2

2

（c）当vgs?5v,vds?0.2v时，vgs?vgs?th??4.2v?vds，mosfet

处于

非饱和状态

22id?vgs?vgs?th??vds?vds??ncox??2??0.1v2?102?5?0.8??0. 2?0.2?0.82ma

????

（d）当vgs?vds?5v时，vds?vgs?vgs?th?，mosfet处于饱和状态

??vgs?vgs?th???1?c??w?0.12?10??5?0.8??8.82ma id?1nox2 2

解：（1）当vds?1v时，由于vgs?vgs?th??3v?1v?2v即

vds?vgs?vgs?th?，n-emosfet工作于非饱和区

?cw?2?vgs?vgs?th??vds?vds?1?0.0522?3?1??1?12id?12nox l2

2

??

??

?0.75ma

（2）当vds?4v时，由于vds?vgs?vgs(th)，n-emosfet工作于饱和区

id?1?cw??vgs?vgs?th???1?0.05ma2?3?1? 2noxl2

2

2

?0.1ma

ro?

va

d

50v??50k? 当id?10ma，va?50v时

ro?

vaid

50v?10?5k? ma

vds

（2）当vds变化10%时，即?vds?10%

?vds

?vdsds?i?idid

由于ro

?

?vds?id

?vds

?

?

?

况都一样）

?idid

?

?vdsds

10%?vds

v?idd

ro?id

?

10%vds

va

%?10?vds?0.2%vds（对二种情50

或者：由于gds?

ida

?vva

i?id?gds??vds?v??vds?a

?id?0.2%vds?id

?

?id

d

?0.2%vds

(a) vd=+4v； (b) vd=+1.5v； (c) vd=0v； (d) vd=－5v；解：

根据题意vgs?vg?vs?0?5v??5v?vgs?th???1.5v，p-emosfet导通

?a

?0.082,???0.02v?1 ?pcox???802

（a）当vd??4v时，由于此时vgd?vg?vd?0v?4v??4v?vgs?th? p-emosfet处于非饱和状态

?2?vgs?vgs?th??vds?vds?1id?1?pcox?w?0.08ma22??5?1.5 ???1????1? 2l2

2

2

????

?0.24ma

（b）当vd??1.5v时，此时vgd?0v?1.5v??1.5v?vgs?th? p-emosfet处于临界饱和状态

??5?1.5??1?0.02?(?3.5)?id?1??vds???pcox??vgs?vgs?th?? ?0.082

2

2

??

?0.49ma?1.07?0.5243ma

（c）当vd?0v时，vds??5v，vgs?vgs?th???5v?1.5v??3.5v

即vds?vgs?vgs?th?，p-emosfet处于饱和状态

??vgs?vgs?th???1??vds??id??pcox??0.08v2??5?1.5??1???

0.02????5?? 2l2

2

2

?0.49ma?1.1?0.539ma

（d）当vd??5v时，vds??10v，vgs?vgs(th)??3.5v 即

vds?vgs?vgs?th?，p-emosfet处于饱和状态

??5?1.5??1???0.02????10??

id?1??vds???pcox??vgs?vgs?th???0.082

2

??

2

?0.49ma?1.2?0.588ma

n-dmosfet工作于非饱和区（或三极管区）

2w1????c2v?vv?v??22?3?0.1?0.1 id?1

2gsgs?th?dsds2noxl22

??

??

?0.59ma

（b）当vd?1v时，vds?vd?vs?1v＜vgs?vgs?th?n-dmosfet工作于非饱和区

maid?vgs?vgs?th??vds?vds?2?3?1?12 ?ncox??2??22

2

??

??

?5ma

（c）当vd?3v时，vds?vd?vs?3v?vgs?vgs?th?

w?3v? id???ncox??vgs?vgs?th??2v2

2

2

n-dmosfet工作于临界饱和状态，由于忽略沟道长度调制效应，则 ??

?9ma

（d）当vd?5v时，vds?vd?vs?5v＞vgs?vgs?th?

id?1?cw??vgs?vgs?th???1?22??3v? 2noxl2

2

2

n-dmosfet工作于饱和区，由于忽略沟道长度调制效应，则

?9ma

解：由于id?1ma,vd?0v,vg?0v,vgs?th??2v

?vd?0v

?5v 则 rd?vdd

d?5k?

又由于 vds＞vgs?vgs?th?，mosfet处于饱和工作区

且?ncox?20?av2?0.02v2，l?40

?c???vgs?vgs?th??则id?2noxl

2

?0.022?40??vgs?2?代入数据得：1ma?12

2

ma ?vgs?2??0.1?2.5 42

v2

得vgs?2??2.5??1.58 vgs?2?1.58?v?

因为vgs?2?1.58?0.42v＜vgs?th?不符合题意，舍

去 ?vgs?2?1.58?3.58v

又vgs?vg?vs??vs?3.58v 则vs??3.58v 得rs?

vs?vss

id

?

?3.58???5v?1ma

?1.42k?

?a

?0.2v2，vgs?th??2v，va?20v 解：已知?ncox?l??2002

（a）由于vgs?3v＞vgs?th??2v，mosfet导通，假设mosfet工作于饱和区，则

2w1?????id?1?cv?v1??v??0.2?1??1?2gsgs?th?ds2noxl22 1

20

?10?20id?0??

?0.1?1.5?id? 10id?1.5?id

.5

?id?1?0.1364mavd?10v?idrd?7.27v

由于vd?7.27v?vgs?vgs?th?，说明mosfet确实工作在饱和区，假设成立。（b）由于vgs?3v?vgs?th??2v，mosfet导通，假设mosfet工作于饱和

2?20?20id?0?? vgs?vgs?th???1??vds??1?20区。则

id?2?1??2?ncox?l??2?0.22