模拟电子技术基础 第三章
模拟电子技术第三章3.6 典型习题
第三章半导体二极管及其基本电路一、写出图T1所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压U D＝0.7V。
图T1解：U O1≈1.3V，U O2＝0，U O3≈－1.3V，U O4≈2V，U O5≈1.3V，U O6≈－2V。
二、已知稳压管的稳压值U Z＝6V，稳定电流的最小值I Z m i n＝5mA。
求图T2所示电路中U O1和U O2各为多少伏。
图T2解：U O1＝6V，U O2＝5V。
三、能否将1.5V的干电池以正向接法接到二极管两端？为什么？解：不能。
因为二极管的正向电流与其端电压成指数关系，当端电压为1.5V 时，管子会因电流过大而烧坏。
四、电路如图T3所示，已知u i＝10sinωt(v)，试画出u i与u O的波形。
设二极管正向导通电压可忽略不计。
图T3 解图T3 解：u i 和u o 的波形如解图T3所示。
五、 电路如图T4所示，已知u i ＝5sin ωt (V)，二极管导通电压U D ＝0.7V 。
试画出u i 与u O 的波形，并标出幅值。
图T4 解图T4 解：波形如解图T4所示。
六、 电路如图T5（a ）所示，其输入电压u I 1和u I 2的波形如图（b ）所示，二极管导通电压U D ＝0.7V 。
试画出输出电压u O 的波形，并标出幅值。
图T5解：uO 的波形如解图T5所示。
解图T5七、 电路如图T6所示，二极管导通电压U D ＝0.7V ，常温下U T ≈26mV ，电容C 对交流信号可视为短路；u i 为正弦波，有效值为10mV 。
试问二极管中流过的交流电流有效值为多少？解：二极管的直流电流 I D ＝（V －U D ）/R ＝2.6mA 其动态电阻 r D ≈U T /I D ＝10Ω 故动态电流有效值 I d ＝U i /r D ≈1mA图T6八、现有两只稳压管，它们的稳定电压分别为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）两只稳压管串联时可得1.4V、6.7V、8.7V和14V等四种稳压值。
模拟电子技术基础第三章例题习题
rbe
若旁路电容同时使 Re/ ＝0、 Re ＝0，则电压放大倍数为
& = A u
Uo Ui
. .
=−
′ β ⋅ RL
rbe
=−
50 × (6 // 6) × 103 1.85 × 103
≈ −81
由此可见 Re 的存在使放大倍数下降很多。 放大电路的输入电阻为 Ri = Rb1 // Rb 2 //[ rbe + (1 + β ) Re ] = 60 // 20 //[1.85 + (1 + 50) × 0.3] ≈ 8 kΩ 若无 Re，放大电路的输入电阻 Ri = Rb1 // Rb 2 // rbe = 1.65 kΩ，故 Re 的存在提 高了放大电路的输入电阻。放大电路的输出电阻为
& & & 0.66 × 103 & = U o = Uo ⋅ Ui = A & ⋅ Ri = −120 × A ≈ −111.5 us u • 3 & • U Rs + Ri ( 0 . 05 + 0 . 66 ) × 10 i Us Us
若 Rs＝500 Ω，RL＝8.2 kΩ，则该放大器源电压增益为
IC =
U CC U CE 12 U CE − = − 3 3 Rc Rc
iC / mA
4 3 2 1 0
2 4 6 8
100 75
当 UCE＝0 时，IC＝4mA；当 IC＝0 时，UCE＝12V，在如例 3-1 图所示的输 出特性上作出这条直线。 再由直流通路得 U − U BE 12 − 0.7 I B = CC = ≈ 51μA Rb 220 × 103 故直流负载线与 IB＝51μA 相对应的输出特性 的交点即为静态工作点 Q，由图得 IC＝2mA， UCE＝6V。 （2） 当 UCE＝3V 时， 则由直流通路可得集电极 电流为 U − U CE 12 − 3 = I C = CC = 3 mA Rc 3 × 103 U CC − U BE I C 3 I = = = = 75 μA 于是，基极电流为 B Rb β 40 U − U BE 12 − 0.7 Rb = CC = = 150.1 kΩ 故 IB 75 × 10 − 6 可采用 150 kΩ 标称电阻。 （3）若使 IC＝1.5mA，则
第3章电子技术基础_模拟部分
•3.1.5 温度对BJT参数及特性的影响
•1. 温度对BJT参数的影响
•(1) 温度对ICBO的影响 •温度每升高10℃，ICBO约增加一倍。
•(2) 温度对 的影响 •温度每升高1℃， 值约增大0.5%~1%。
•(3) 温度对反向击穿电压V(BR)CBO、V(BR)CEO的影响 •温度升高时，V(BR)CBO和V(BR)CEO都会有所提高。
•iB=f(vBE) vCE=const •iC=f(vCE) iB=const •可以写成：
•在小信号情况下，对上两式取全微分得
•BJT双口b+ hrevce
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•ic= hfeib+ hoevce 第3章电子技术基础_模拟部分
•1. BJT的H参数及小信号模型
部载流子传输体现出来的。
外部条件：发射结正偏 集电结反偏
• 由于三极管内有两种载流子(自 由电子和空穴)参与导电，故称为双 极型三极管或BJT (Bipolar Junction Transistor)。
1. 内部载流子的传输过程
发射区：发射载流子
集电区：收集载流子
基区：传送和控制载流子
（以NPN为例）
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第3章电子技术基础_模拟部分
•3.1.1 BJT的结构简介
•(a) 小功率管 (b) 小功率管 (c) 大功率管 (d) 中功率管
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第3章电子技术基础_模拟部分
•3.1.1 BJT的结构简介
半导体三极管的结 构示意图如图所示。 它有两种类型:NPN型 和PNP型。
(a) NPN型管结构示意图 (b) PNP型管结构示意图 (c) NPN管的电路符号 (d) PNP管的电路符号
模拟电子技术基础(童诗白 华成英)课后答案第3章
第三章 多级放大电路自 测 题一、判断下列说法是否正确，凡对的在括号内打“√”，否则打“×”。
（1）现测得两个共射放大电路空载时的电压放大倍数均为－100，将它们连成两级放大电路，其电压放大倍数应为10000。
( )（2）阻容耦合多级放大电路各级的Q 点相互独立，( )它只能放大交流信号。
( )（3）直接耦合多级放大电路各级的Q 点相互影响，( )它只能放大直流信号。
( )（4）只有直接耦合放大电路中晶休管的参数才随温度而变化。
( ) （5）互补输出级应采用共集或共漏接法。
( )解：（1）× （2）√ √ （3）√ × （4）× （5）√二、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1k Ω至2k Ω，电压放大倍数大于3000，第一级应采用 ，第二级应采用 。
（2）要求输入电阻大于10M Ω，电压放大倍数大于300，第一级应采用 ，第二级应采用 。
（3）要求输入电阻为100k Ω～200k Ω，电压放大倍数数值大于100，第一级应采用 ，第二级应采用 。
（4）要求电压放大倍数的数值大于10，输入电阻大于10M Ω，输出电阻小于100Ω，第一级应采用 ，第二级应采用 。
（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1000io ＞I U A ui &&&=，输出电阻R o ＜100，第一级应采用 ，第二级应采用 。
解：（1）A ，A （2）D ，A （3）B ，A （4）D ，B （5）C ，B三、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 。
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 .电源电压不稳定 （2）集成放大电路采用直接耦合方式的原因是 。
A .便于设计B .放大交流信号C .不易制作大容量电容（3）选用差分放大电路的原因是 。
模拟电子技术基础学习指导与习题解答（谢红主编）第三章思考题与习题解答
模拟电⼦技术基础学习指导与习题解答（谢红主编）第三章思考题与习题解答第三章思考题与习题解答3-1 选择填空(只填a 、b 、c 、d)(1)直接耦合放⼤电路能放⼤，阻容耦合放⼤电路能放⼤。
(a.直流信号，b.交流信号，c.交、直流信号)(2)阻容耦合与直接耦合的多级放⼤电路之间的主要不同点是。
(a.所放⼤的信号不同，b.交流通路不同，c.直流通路不同)(3)因为阻容耦合电路 (a1.各级Q 点互相独⽴，b1.Q 点互相影响，c1.各级Au 互不影响，d1.Au 互相影响)，所以这类电路 (a2.温漂⼩,b2.能放⼤直流信号，c2.放⼤倍数稳定)，但是 (a3.温漂⼤，b3.不能放⼤直流信号，c3.放⼤倍数不稳定)。
⽬的复习概念。
解 (1)a 、b 、c ，b 。
(2)a 、c 。
(3)a1，a2，b3。
3-2 如图题3-2所⽰两级阻容耦合放⼤电路中，三极管的β均为100，be1 5.3k Ωr =，be26k Ωr =,S 20k ΩR =,b 1.5M ΩR =,e17.5k ΩR =，b2130k ΩR =，b2291k ΩR =，e2 5.1k ΩR =,c212k ΩR =,1310µF C C ==，230µF C =，e 50µF C =，C C V =12 V 。
图题3-2(a)放⼤电路；(b)等效电路(答案)(1)求i r 和o r ;(2)分别求出当L R =∞和L 3.6k ΩR =时的S u A 。
⽬的练习画两级放⼤电路的微变等效电路，并利⽤等效电路求电路的交流参数。
分析第⼀级是共集电路，第⼆级是分压供偏式⼯作点稳定的典型电路，1V 、2V 均为NPN 管。
解 (1)求交流参数之前先画出两级放⼤电路的微变等效电路如图题3-2(b)所⽰。
注意图中各级电流⽅向及电压极性均为实际。
第⼀级中b1I 的⽅向受输⼊信号i U 极性的控制，⽽与1V 的导电类型(NPN 还是PNP)⽆关，i U 上正下负，因此b1I 向⾥流，输出电压o1U 与i U 极性相同；第⼆级中b 2I 的⽅向受o1U 极性的控制，o1U 上正下负，因此b 2I 向⾥流，也与2V 的导电类型⽆关，或者根据c1I 的⽅向(由1c 流向1e )也能确定b 2I 的⽅向是向⾥流。
模拟电子技术第三章 习题与答案
第三章习题与答案3.1 问答题：1．什么是反馈？答：在电子线路中，把输出量（电压或电流）的全部或者一部分，以某种方式反送回输入回路，与输入量（电压或电流）进行比较的过程。
2．什么是正反馈？什么是负反馈？放大电路中正、负反馈如何判断？答：正反馈：反馈回输人端的信号加强原输入端的信号，多用于振荡电路。
负反馈：反馈回输入端的信号削弱原输入端的信号，使放大倍数下降，主要用于改善放大电路的性能。
反馈极性的判断，通常采用瞬时极性法来判别。
通常假设某一瞬间信号变化为增加量时．我们定义其为正极性，用“+”表示。
假设某一瞬间信号变化为减少量时，我们定义其为负极性，用“-”表示。
首先假定输入信号某一瞬时的极性，一般都假设为正极性．再通过基本放大电路各级输入输出之间的相位变化关系，导出输出信号的瞬时极性；然后通过反馈通路确定反馈信号的瞬时极性；最后由反馈信号的瞬时极性判别净输入是增加还是减少。
凡是增强为正反馈，减弱为负反馈。
3．什么是电压负反馈？什么是电流负反馈？如何判断？答：根据反馈信号的取样方式，分为电压反馈和电流反馈。
凡反馈信号正比于输出电压，称为电压反馈；凡反馈信号正比于输出电流，称为电流反馈。
反馈信号的取样方式的判别方法，通常采用输出端短路法，方法是将放大器的输出端交流短路时，使输出电压等于零，如反馈信号消失，则为电压反馈，如反馈信号仍能存在，则为电流反馈。
这是因为电压反馈信号与输出电压成比例，如输出电压为零，则反馈信号也为零；而电流反馈信号与输出电流成比例，只有当输出电流为零时，反馈信号才为零，因此，在将负载交流短路后，反馈信号不为零。
4．什么是串联负反馈？什么是并联负反馈？如何判断？答：输入信号与反馈信号分别加在两个输入端，是串联反馈；加在同一输入端的是并联反馈。
反馈信号使净输入信号减小的，是负反馈。
判断反馈的极性，要采用瞬时极性法。
3.2 填空题：1．放大电路中，为了稳定静态工作点，可以引入直流负反馈；如果要稳定放大倍数，应引入交流负反馈；希望扩展频带，可以引入交流负反馈；如果增大输入电阻，应引入串联负反馈；如果降低输比电阻，应引入电压负反馈。
模拟电子技术第三章
2. 输入电阻 3. 输出电阻
Ri = Ri1
Ro = Ron
对电压放大电路的要求： 对电压放大电路的要求：Ri大， Ro小，Au的数值 最大不失真输出电压大。 大，最大不失真输出电压大。
第三章 多级放大电路
分析举例
= β ( R3 ∥ Ri2 ) Au1 rbe1 (1＋β 2 ) ( R6 ∥ RL ) Au 2 = rbe2 + (1＋β 2 ) ( R6 ∥ RL ) A = A A
第三章 多级放大电路
3.1 多级放大电路的耦合方式
将多个单级基本放大电路合理联接， 将多个单级基本放大电路合理联接，构成多级放大电路
组成多级放大电路的每一个基本电路称为一级 一级， 组成多级放大电路的每一个基本电路称为一级， 级间耦合。 级与级之间的连接称为级间耦合 级与级之间的连接称为级间耦合。 四种常见的耦合方式：
R1 R + uI
iC1 T1 Re
Rc
+VCC + uO
uB1 T2 R2
利用热敏三极管补偿零漂
(3) 采用差分放大电路。 ) 采用差分放大电路。
第三章 多级放大电路
3.3.2
差分放大电路
差分放大电路是构成多级直接耦合放大电路的基本单元电路 一、电路的组成
uO T
Re Re
T
V
差分放大电路的组成(a) 图 3.3.2差分放大电路的组成 差分放大电路的组成
选择恰当的变比，可在负载上得到尽可能大的输出功率。 选择恰当的变比，可在负载上得到尽可能大的输出功率。
第三章 多级放大电路
四
光电耦合
光电耦合是以光信号为媒介来实现电信号的耦合和 传递的，因而其抗干扰能力强而得到越来越广泛的应用。 传递的，因而其抗干扰能力强而得到越来越广泛的应用。
模拟电子技术基础 胡宴如 耿苏燕 高等教育出版社 第三章 课后答案
Ri = R B1 // R B 2 // rbe = (62 // 16 // 1.3)kΩ = 1.2kΩ uo Ri 1.2 × (−144) = Au = = −96 u s Rs + Ri 0.6 + 1.2
− 60 × ( 4.3 // 5.1 ) = −140 1 Ri = ( 62 // 16 // 1 )kΩ = 0.93kΩ Ro = RC = 4.3kΩ Au =
.c
图 P3.3
om
（2）画 H 参数等效电路，求 Au、Ri、Ro
U BQ =
RB 2 16 × 24V VCC = = 4.92V RB1 + RB 2 62 + 16 U BQ − U BEQ 4.92 − 0.7 I CQ = = mA = 1.92 mA RE 2 .2 U CEQ = VCC − I CQ ( RC + RE ) = 24V − 1.92 × ( 4.3 + 2.2 )V = 11.5V
rbe = 200Ω + 81×
由图（c）可得
Au =
u o − β ( R B 2 // RC // R L ) − 80 × (100 // 3.9 // 10)kΩ = = = −157 ui rbe 1.4kΩ
w w
所以
w
求 Au、Ri、Ro。
3.6 放大电路如图 P3.6 所示，已知三极管的β=50，rbb’=200Ω，UBEQ=0.7V，各电容
.c
om
求静态工作点 ICQ、UCEQ； （2）画出 H 参数小信号等效电路，求 Au、Ri、Ro； （3）求源电压增 益 Aus。 解： （1）求静态工作点
U BQ = I CQ ≈
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（2）电路特点 对称性
集成电路 容易做到
电路结构对称
电路参数对称：
T1和T2特性完全相同 Rb1=Rb2=Rb Rc1=Rc2=Rc 两个输入端、两个输出端
双电源
（3）抑制温漂原理 静态UC1=UC2，UO=0 从而抑制了温漂
（4）静态工作点的估算
UBEQ1=UBEQ2=UBEQ IB1=IB2=IBQ IC1=IC2=ICQ IE1=IE2=IEQ
输入为差模信号时称为差分输入
ΔuRe=0，加入差模信号 时E点相当于交流接地
• Ad
与单管CE放大
电路Au相当
Ri =2(Rb+rbe)
Ro=2Rc
问题：为何用两个管子实现单管的放大倍数？ Re不影响Ad，是否可以去掉？
d) 共模电压放大倍数Ac：输入共模信号时的电压放大倍数 ΔuC1=ΔuC2 ΔuOc=0 Ac=0 抑制uO变化
2.阻容耦合(Capacitively Coupled) 前一级的输出端与后一级的输入端通过电阻电容连接 优点：各级Q点相互独立 缺点：①低频特性较差 ②不便于集成
CE-CC
3. 变压器耦合(Transformer Coupled) 放大电路通过变压器互相连接或者连接信号源以及负载
缺点： ①不适合集成 ②低频特性差
1. 直接耦合(Direct Coupled) 前一级的输出端与后一级的输
入端直接连接
优点：
T1临 界饱和
• 低频特性好 • 便于集成
CE-CE
缺点： • Q点互相影响，不便于设计 和调试 • 前级Q点变化会被后级放大
采取的措施：
• 采用EDA仿真软件设计电路，简化设计过程； • 采用差分放大电路来消除零点漂移。
戴维南 等效
2. 差分放大电路的四种接法
双端输入通常 指差分输入
根据输入端与输出端接“地”情况的不同，分为：
双端输入双端输出、双端输入单端输出
单端输入双端输出、单端输入单端输出
（1）双端输入单端输出
静态
输入回路对称、 输出回路不对称
IBQ1=IBQ2 ICQ1=ICQ2 IEQ1=IEQ2
UCQ1≠UCQ2 UCQ2=VCC-ICQRC
3.1 多级放大电路 3.2 集成运放概述 3.3 集成运放中的单元电路 3.4 集成运放电路简介 3.5 集成运放的性能指标及低频等效电路 3.6 集成运放的种类及选用
一、多级放大电路的耦合方式 二、多级放大电路的动态分析
一、多级放大电路的耦合方式
级间耦合方式：多级放大电路级与级之间的连接方式 直接耦合、阻容耦合、变压器耦合、光电耦合
1. 零点漂移 现象：uI=0，而uO≠0且缓慢变化
产生的原因： 电源电压波动、元器件老化、半导体器件参数随温度变化 其中温度影响最主要，因此又称为温度漂移，简称温漂。 抑制方法：采用差分放大电路作为第一级，有效抑制温漂 2. 负载静态功耗为零且Uom尽可能大：采用互补输出级电路
一、差分放大电路 二、直接耦合互补输出级电路 三、电流源电路
一、集成电路特点 二、集成运放组成 三、集成运放要解决的问题
一、集成电路特点
Wafer
IC Chip Packaging
DIP
45nm 300mm
1) 相邻元件对称性和一致性好， 便于制作特性相同的元件 2) 制作管子占用面积小 3) 不制作大电容：采用直接耦合 4) 不制作大电阻：用电流源代替
b) 输入信号的分解：分解为一对差模信号和一对共模信号
uID=输入信号之差 uIC=输入信号平均值
c) 差模电压放大倍数：输入差模信号时的电压放大倍数
+
ΔiB1
-
ΔiB2
• E点的交流电位 ΔiB1=-ΔiB2 ΔiE1=-ΔiE2 ΔiE= ΔiE1+ΔiE2=0 ΔuRe= Re*ΔiE=0
输入回路:
输出回路:
（5）交流性能分析
a) 差模信号与共模信号 差模信号: 两个输入信号之差，用uId表示。可分解为一对大 小相等，极性相反的输入信号，用± uId/2表示； 共模信号: 一对大小相等，极性相同的输入信号，用uIc表示。
差模信号： 需要被放大的有用信号
共模信号：需要被抑制的信号 环境温度变化引起的iB变化 干扰信号引起的iB变化 其它信号
QFN BGA
二、集成运放组成
集成运算放大电路简称为集成运放，是一种高放大倍数、高输入 电阻、低输出电阻的直接耦合多级放大电路。通常由输入级、中 间级、输出级等电路组成一般采用互补 输出级电路
给各级电路提供合 适的静态电流，一 般采用电流源电路
三、集成运放要解决的问题
依靠电路对称性和Re的 负反馈作用抑制温漂
uIc iB1 (iB2) iE1 (iE2)
• Re 的共模负反馈作用 抑制uC、iC变化
iC1 (iC2)
uC1 (uC2)
uE uBE1 (uBE2) iC1 (iC2) uC1 (uC2)
• 共模抑制比KCMR (Common Mode Rejection Ration) KCMR：衡量放大电路放大差模信号、 抑制共模信号（抑制温漂）的能力。
优点： ①Q点相互独立 ②实现阻抗匹配
RL’ 可提高|Au|
4. 光电耦合(photoelectrically coupled)
以光信号为媒介实现电信号的耦合和传递
（1）光电耦合器及其传输特性
发光二极管
光电三极管
传输比：0.1~1.5
（2）光电耦合放大电路
作用： 实现电气隔离， 抗干扰能力强
二、多级放大电路的动态分析
一、差分放大电路(Differential Amplifier)
1. 基本电路（长尾式差分放大电路）
（1）电路组成
零点 漂移
•有差调节 •|Au|减小
若V与UC的 变化一样，
+
-
则输出电压
没有漂移
1. 基本电路（长尾式差分放大电路）
差分放大电路：作为直接耦合放大电路的第一级，利用参 数相同的一对晶体管来进行补偿，从而有效地抑制温漂。
电压放大倍数=各级电压放大倍数的乘积 将后一级电路看 作前一级的负载
Ri=Ri1
输入电阻=第一级Ri
可能与后一级电 路及负载有关
Ro=Ron
可能与前一级 输出电阻=最后一级的Ro 电路及信号源
内阻有关
当采用CC电路作为第一级时，Ri与第二级的输入电阻有关； 当采用CC作为最后一级时， Ro与倒数第二级的输出电阻有关。