模拟电子电路第五版国外教材版PPT课件
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R1C1
又 1 2 10，C2 0 Rin 100k，又当T 1 1时， 1 1k，
RC
RC
C 1 10nF。 100k 1k
（2）、vo 1 t vidt,则当0 t 2ms时，vo 2 t 2000t。
RC 0
RC
当t 2ms时，vo vo(2ms) 4V。
（d）、f
5kHz,
则v
' o
max
SR
31.8V
10V ,
2f
vo max 10V ,则对应的vi max vo max 1V。 10
有用的输入电压范围为（- 1V， 1V）。
2.106
取R2 R3 100k,1 R2 200, R1 100k 502。
R1
199
又 1 2 100，C1 3.18F。
Acm R4 (1 R2 R3) 0.009。 R4 R3 R1 R4
CMRR 20log Ad 60.8dB。 Acm
2.72
A C
D B
令vI1 3 0.04sin t(V ), vI 2 3 0.04sin t(V )
i vI 2 vI1 0.08sin t(mA)。
(a)直流分析
直流通路如图所示。
栅极电压VG
15 5M 5M 10M
5V
又VG VGS ID *3k (1)
假设该管工作在饱和区，忽略沟长效应，
则有 ID 1 k 'n(W )(VGS Vt)2 （2） 2L
v Do
,
D
vo
00,.9v8I (vI0.605.V65),
v I
0.65V
3.69
Iz=20mA时，VZ=6.8V，rZ=5Ω，则VZ=VZO+IZrZ， VZO=6.7V。 ① 电源电流不受限（反向击穿）
则VO=6.8V，IZ=20mA，R=(9-6.8)/20mA=110 Ω。
VO 线性稳压性： VS
2R1
vA vI1 iR2 3 4.04sin t(V ), vB iR2 vI 2 3 4.04sin t(V )。
vc vD vB R4 vB 1.5 2.02sin t(V ),
R3 R4 2
vo R4 (vB vA) 8.08sin t(V )。
R3
2.81 A Ao , f 100Hz时，A 5.1103，f 10kHz时，A 8.3103。
vo A(v2 v1) Av2 4.0 A 1001
2.13、
vo R2 5
vI
R1
又R1+R2=120kΩ
R1 20k，R2 100k。
2.19、
A有限时：vo vi
R2 / R1 1 1 R2 / R1
50，其中A
200，R 2
100k。
A
R1 1.49k。设需要并联的分流电阻为Ra，则
io ii
vo RL ii
2.2 100
1mA
或20log22 26.8dB
22V
V
Pdc
2 3 20mA
120mV
Ap
Po Pi
vo 2 vi 2
2
RL ii 2
242W
Pdis Pi Pdc Po 95.8mW
W
Po 100% 20.2%
或10log242 23.8dB
（3）、而当vi加上2sin1000t时，vo(t) 1
t
2 sin 1000tdt
RC 0
2 cos1000t 1 t 2(cos1000t 1)。
RC
1000 0
3.9、(a)
假设D1、D2导通， 则V 0。
I1 5 0 1mA, 5k
I 2 0 (5) 0.5mA。 10k
实际：vo vi1 vi2 vi3 vo vs vs vi1 vi2 vi3
Ri1 10 Ri2 10 Ri3 10 RL
Ri1 Rs
Ri2 Ro1
Ri3 Ro2
RL Ro3
206.6V V
vo vs 206.6 2.066V
2.2、
v2 vI 1k 4.0 V 1k 1M 1001
解得：I’D 3.53mA(舍去），
I’D 1.13mA，I’D 13%。 ID
4.60（p318）： 设计电路使Vt=2V，kn‘（W/L)=2mA/V2, ID=1mA，并且有最大可能的增益（最大的RD）以及允许峰 峰值为2V的电压幅度。
VDD
饱和时：ID 1 k 'n(W )(VGS Vt)2 , 2L
iD1 1 k 'n(W )1(VGS Vt)2 120A,V 3 VGS 1.35V。
2L
4.58
VGS 4 IDRS 4 ID,
ID 1 k 'n(W )(VGS Vt)2 (2 ID)2 2L
I2 D
5ID
4
0, 解得：
ID 4mA( 舍去），ID 1mA。
当k’n（ W ） 3时，I’D 1.（5 2 - I’D）2 L
2Vo
为输出不失真的最大频率。
（b）、f 20kHz,则不失真的vo SR 7.95V ,vi max vo 0.795V。
2f
10
（c）、若vi 50mV ,则fM SR SR 318.3kHz。
2Vo 2 10vi
而f 3dB ft ft 200kHz。有用工作频率范围为0 ~ 200kHz。 1 R2 / R1 10
L
L
V 1 V2 5 -100 40k 1V ,
iD 1 k 'n(W )(VGS Vt)2 , 2L
VGS 1.32V,V 3 VGS 1.32V。
b、（
W L
）1
1.（5 W L
)2
20,
iD1
1.5
iD2
iD1 iD2
200A
iD1 120A, iD2 80A,V 2 1.8V ,V 1 0.2V。
Pdc
习题1.44
(a)当VI=2V时， Vomax=L+ =10V
当VI=Vo+2时，Vomin=L=1.317V
此时VI=3.317V
（b）偏置点 Vo=5V,此时
VI=3V
(c)
Av
vo vi
vi 3V
10 vI
2
vi 3V
10V
V
(d ) vo 10 53 Vi cost 22
模拟电子电路第五版国外教材版ppt电路邱关源第五t数电第五版阎石ppt工厂供电第五版ppt材料力学第五版ppt物理化学第五版ppt
习题1.40
Av
vo vi
2.2 0.2
11V
V
或20log11 20.8dB
Ai
1 j f fb
A
Ao
Ao 8.3103, fb 7.68104 76.8kHz,
1 ( f / fb)2
ft Aofb 8.3103 76.8103 637.44MHz。
2.99 (a)、vi 0.5V , vo 5V Vo max,则Vo SR， f SR 31.8kHz
解得VGS 3V或VGS 1V Vt(舍去）， VGS VG - VS 3V VS 3V RS - 3（- -10） 7k ID
0 RG
RD
iD
RS
-VSS
为保证饱和：vGD vG vD Vt, vDmin vG Vt 0 2 2V。
vD
0
VD 1V vDmin 2V
2
2
4.19
rO ( iD )1, rO ( 2.2m 2m )1 20k,
VDS
84
斜率相等：2.2 - 2 2 ，VA 36V， 1 0.028。
8 - 4 4 VA
VA
4.26
饱和区：iD 1 k ' p(W )(VGS Vt)2 (1 VDS )
2L
变阻区：iD k ' p(W )[(VGS Vt)VDS 1 VDS 2 ],VGS 5V
5 2.5Vi2 10Vi cost 2.5Vi2 cos 2t
2.5Vi2 0.01 10Vi
Vi 40mV
Vo 0.4V
习题1.46
Avo 100V V
Av
vo vi
100vi
100 100 10
vi
90.9V
V或39.1dB
vo 2
Ap
RL vi2
8.26 107 W
4.11
当vDS足够小时，iD=k‘n（W /L)(VGS-Vt)VDS,
rDS VDS
1
,1k
1
,
iD k 'n(W )(VGS Vt)
k 'n(W )(1.5 1)
L
L
k
'
W n(
)
1
,200
1
,VGS 3.5V。
L 500
k 'n(W )(VGS 1)
L
当W具有两倍大时，r’DS 1 rDS 500，r”DS 1 rDS 100。
c) 、 Vs=15sinθ =-0.7, θ=π+0.0467rad。 导通终止时间为2π-0.0467rad
vO arg 1
2 0.0467
(15sin 0.7)d 4.429V .
2 0.0467
d) 、峰值电流出现在VS=VS.peak=-15V时，
iD.peak=14.3/15k=9.53mA 。
1V t
1V vDmin VD (vˆd )
0 RG
VDD RD
iD
RS
-VSS
VD vDmin vˆd 2 1 1V
RD
VDD VD ID
10 (-1) 1
11k
4.73
gm
nCox
(W L
)(VGS
Vt )
ID
1 2
nCox
(W L
)(VGS
Vt )2
VGS 1.7V W 20m
Ra // 2k 1.49k，Ra 5.84k。
2.37 当v1, v2 1V时，i1，i2 0.1mA，R1，R2 10k。
又 R3 4，R3 1，选R1 10k,则R3 40k，R2 120k。 R1 R2 3
2.60
Ad
vo vid
R2 R1
10，Rin
2R1
20k。
e) 、二极管的PIV=VS=15V。
3.81 120 2 10%,24 2 10%,线圈匝数比为5：1。
VS.peak 12 2 10%, PIV 2VS. peak VDO 212 2 1.1 0.7 36.6V。 考虑安全因子，二极管反向击穿电压为1.5PIV 55V。 3.99(图略)
4.75
由偏置电路结构可知，该电路工作在饱和模式
且VG =VD =2V,ID =I=500 A(直流忽略沟长效应) 又 RG =10M，其上交流分流很小，视为开路 vo/vi=-gm(ro||RL )
而gm
2ID VOV
2*500 A 2 0.9
0.91mA /V , ro
VA ID
100k
W 或79.17dB
若io max
Ri
100mA,
则Vopeak
100mA100
10V
Vipeak
Vopeak 90.9
10 90.9
VRMS
Vipeak 2
0.078V
Po
V
2 opeak
2RL
0.5W
习题1.51
理论：vo vs
2V 10mV
200V
V
单极AVO=10，则至少需要3级放大器。
L
2
1、变阻区：VD 4V ,VDS 1, iD 499.8A;
2、饱和区：VD 1.5V ,VDS 3.5V , iD 524.3A。
3、饱和区：VD 0V ,VDS 5V , iD 539A;
4、饱和区：VD 5V ,VDS 10V , iD 588A。
4.48
a、（ W ）1 （W )2 20,
vo /vi =-8.27V/V
若电流增加到1mA,则ID=1mA,
VGS
I
D
ID
(VGS
Vt )2
2.456V ,即VD
VG
2.456V
gm
2
I
D
VOV
1.285mA /V，ro
VA ID
50k
vo /vi =-10.7V/V
4.77
(a)直流分析 (b)求器件小信号交流参数 (c)画交流小信号等效电路 (d)求解放大器交流参数
rz rz
R
43.5mV
/ V。
② 电源电流受限（未击穿）
IZ=0.25mA，VZO=VZK=6.7V，rZ=750Ω， R=(9-6.7)/0.25=9.2kΩ。
VO 线性稳压性：VS
rz
rz
R
75.4mV
/ V。
3.72
a) 、 VS 0.7V ,VS 0.7V VO 0,VS 0.7V
I I1 I 2 0.5mA。 假设成立。
(b)、
假设D1、D2导通，
则V 0 。
I1 5 0 0.5mA, 10k
I 2 0 (5) 1mA。 5k
I I1 I 2 0.5mA 0,
假设不成立。则D1截止，D2导通，
I 0。
V 5 (5) 5k 5 5V 1.67V。
10k 5k
3
3.19
i IS(ev/vT 1),则i1 IS(e0.7/VT 1) 103, i2 IS(e0.5/VT 1),
VT
0.025V
,
i2 i1
e 0.5 / VT e0.7 /VT
1 1
e20
28
e
1 ,i2 1
0.335 10 6
A。
3.44
v v
vo
I
r
Do
R
R, v I
又 1 2 10，C2 0 Rin 100k，又当T 1 1时， 1 1k，
RC
RC
C 1 10nF。 100k 1k
（2）、vo 1 t vidt,则当0 t 2ms时，vo 2 t 2000t。
RC 0
RC
当t 2ms时，vo vo(2ms) 4V。
（d）、f
5kHz,
则v
' o
max
SR
31.8V
10V ,
2f
vo max 10V ,则对应的vi max vo max 1V。 10
有用的输入电压范围为（- 1V， 1V）。
2.106
取R2 R3 100k,1 R2 200, R1 100k 502。
R1
199
又 1 2 100，C1 3.18F。
Acm R4 (1 R2 R3) 0.009。 R4 R3 R1 R4
CMRR 20log Ad 60.8dB。 Acm
2.72
A C
D B
令vI1 3 0.04sin t(V ), vI 2 3 0.04sin t(V )
i vI 2 vI1 0.08sin t(mA)。
(a)直流分析
直流通路如图所示。
栅极电压VG
15 5M 5M 10M
5V
又VG VGS ID *3k (1)
假设该管工作在饱和区，忽略沟长效应，
则有 ID 1 k 'n(W )(VGS Vt)2 （2） 2L
v Do
,
D
vo
00,.9v8I (vI0.605.V65),
v I
0.65V
3.69
Iz=20mA时，VZ=6.8V，rZ=5Ω，则VZ=VZO+IZrZ， VZO=6.7V。 ① 电源电流不受限（反向击穿）
则VO=6.8V，IZ=20mA，R=(9-6.8)/20mA=110 Ω。
VO 线性稳压性： VS
2R1
vA vI1 iR2 3 4.04sin t(V ), vB iR2 vI 2 3 4.04sin t(V )。
vc vD vB R4 vB 1.5 2.02sin t(V ),
R3 R4 2
vo R4 (vB vA) 8.08sin t(V )。
R3
2.81 A Ao , f 100Hz时，A 5.1103，f 10kHz时，A 8.3103。
vo A(v2 v1) Av2 4.0 A 1001
2.13、
vo R2 5
vI
R1
又R1+R2=120kΩ
R1 20k，R2 100k。
2.19、
A有限时：vo vi
R2 / R1 1 1 R2 / R1
50，其中A
200，R 2
100k。
A
R1 1.49k。设需要并联的分流电阻为Ra，则
io ii
vo RL ii
2.2 100
1mA
或20log22 26.8dB
22V
V
Pdc
2 3 20mA
120mV
Ap
Po Pi
vo 2 vi 2
2
RL ii 2
242W
Pdis Pi Pdc Po 95.8mW
W
Po 100% 20.2%
或10log242 23.8dB
（3）、而当vi加上2sin1000t时，vo(t) 1
t
2 sin 1000tdt
RC 0
2 cos1000t 1 t 2(cos1000t 1)。
RC
1000 0
3.9、(a)
假设D1、D2导通， 则V 0。
I1 5 0 1mA, 5k
I 2 0 (5) 0.5mA。 10k
实际：vo vi1 vi2 vi3 vo vs vs vi1 vi2 vi3
Ri1 10 Ri2 10 Ri3 10 RL
Ri1 Rs
Ri2 Ro1
Ri3 Ro2
RL Ro3
206.6V V
vo vs 206.6 2.066V
2.2、
v2 vI 1k 4.0 V 1k 1M 1001
解得：I’D 3.53mA(舍去），
I’D 1.13mA，I’D 13%。 ID
4.60（p318）： 设计电路使Vt=2V，kn‘（W/L)=2mA/V2, ID=1mA，并且有最大可能的增益（最大的RD）以及允许峰 峰值为2V的电压幅度。
VDD
饱和时：ID 1 k 'n(W )(VGS Vt)2 , 2L
iD1 1 k 'n(W )1(VGS Vt)2 120A,V 3 VGS 1.35V。
2L
4.58
VGS 4 IDRS 4 ID,
ID 1 k 'n(W )(VGS Vt)2 (2 ID)2 2L
I2 D
5ID
4
0, 解得：
ID 4mA( 舍去），ID 1mA。
当k’n（ W ） 3时，I’D 1.（5 2 - I’D）2 L
2Vo
为输出不失真的最大频率。
（b）、f 20kHz,则不失真的vo SR 7.95V ,vi max vo 0.795V。
2f
10
（c）、若vi 50mV ,则fM SR SR 318.3kHz。
2Vo 2 10vi
而f 3dB ft ft 200kHz。有用工作频率范围为0 ~ 200kHz。 1 R2 / R1 10
L
L
V 1 V2 5 -100 40k 1V ,
iD 1 k 'n(W )(VGS Vt)2 , 2L
VGS 1.32V,V 3 VGS 1.32V。
b、（
W L
）1
1.（5 W L
)2
20,
iD1
1.5
iD2
iD1 iD2
200A
iD1 120A, iD2 80A,V 2 1.8V ,V 1 0.2V。
Pdc
习题1.44
(a)当VI=2V时， Vomax=L+ =10V
当VI=Vo+2时，Vomin=L=1.317V
此时VI=3.317V
（b）偏置点 Vo=5V,此时
VI=3V
(c)
Av
vo vi
vi 3V
10 vI
2
vi 3V
10V
V
(d ) vo 10 53 Vi cost 22
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习题1.40
Av
vo vi
2.2 0.2
11V
V
或20log11 20.8dB
Ai
1 j f fb
A
Ao
Ao 8.3103, fb 7.68104 76.8kHz,
1 ( f / fb)2
ft Aofb 8.3103 76.8103 637.44MHz。
2.99 (a)、vi 0.5V , vo 5V Vo max,则Vo SR， f SR 31.8kHz
解得VGS 3V或VGS 1V Vt(舍去）， VGS VG - VS 3V VS 3V RS - 3（- -10） 7k ID
0 RG
RD
iD
RS
-VSS
为保证饱和：vGD vG vD Vt, vDmin vG Vt 0 2 2V。
vD
0
VD 1V vDmin 2V
2
2
4.19
rO ( iD )1, rO ( 2.2m 2m )1 20k,
VDS
84
斜率相等：2.2 - 2 2 ，VA 36V， 1 0.028。
8 - 4 4 VA
VA
4.26
饱和区：iD 1 k ' p(W )(VGS Vt)2 (1 VDS )
2L
变阻区：iD k ' p(W )[(VGS Vt)VDS 1 VDS 2 ],VGS 5V
5 2.5Vi2 10Vi cost 2.5Vi2 cos 2t
2.5Vi2 0.01 10Vi
Vi 40mV
Vo 0.4V
习题1.46
Avo 100V V
Av
vo vi
100vi
100 100 10
vi
90.9V
V或39.1dB
vo 2
Ap
RL vi2
8.26 107 W
4.11
当vDS足够小时，iD=k‘n（W /L)(VGS-Vt)VDS,
rDS VDS
1
,1k
1
,
iD k 'n(W )(VGS Vt)
k 'n(W )(1.5 1)
L
L
k
'
W n(
)
1
,200
1
,VGS 3.5V。
L 500
k 'n(W )(VGS 1)
L
当W具有两倍大时，r’DS 1 rDS 500，r”DS 1 rDS 100。
c) 、 Vs=15sinθ =-0.7, θ=π+0.0467rad。 导通终止时间为2π-0.0467rad
vO arg 1
2 0.0467
(15sin 0.7)d 4.429V .
2 0.0467
d) 、峰值电流出现在VS=VS.peak=-15V时，
iD.peak=14.3/15k=9.53mA 。
1V t
1V vDmin VD (vˆd )
0 RG
VDD RD
iD
RS
-VSS
VD vDmin vˆd 2 1 1V
RD
VDD VD ID
10 (-1) 1
11k
4.73
gm
nCox
(W L
)(VGS
Vt )
ID
1 2
nCox
(W L
)(VGS
Vt )2
VGS 1.7V W 20m
Ra // 2k 1.49k，Ra 5.84k。
2.37 当v1, v2 1V时，i1，i2 0.1mA，R1，R2 10k。
又 R3 4，R3 1，选R1 10k,则R3 40k，R2 120k。 R1 R2 3
2.60
Ad
vo vid
R2 R1
10，Rin
2R1
20k。
e) 、二极管的PIV=VS=15V。
3.81 120 2 10%,24 2 10%,线圈匝数比为5：1。
VS.peak 12 2 10%, PIV 2VS. peak VDO 212 2 1.1 0.7 36.6V。 考虑安全因子，二极管反向击穿电压为1.5PIV 55V。 3.99(图略)
4.75
由偏置电路结构可知，该电路工作在饱和模式
且VG =VD =2V,ID =I=500 A(直流忽略沟长效应) 又 RG =10M，其上交流分流很小，视为开路 vo/vi=-gm(ro||RL )
而gm
2ID VOV
2*500 A 2 0.9
0.91mA /V , ro
VA ID
100k
W 或79.17dB
若io max
Ri
100mA,
则Vopeak
100mA100
10V
Vipeak
Vopeak 90.9
10 90.9
VRMS
Vipeak 2
0.078V
Po
V
2 opeak
2RL
0.5W
习题1.51
理论：vo vs
2V 10mV
200V
V
单极AVO=10，则至少需要3级放大器。
L
2
1、变阻区：VD 4V ,VDS 1, iD 499.8A;
2、饱和区：VD 1.5V ,VDS 3.5V , iD 524.3A。
3、饱和区：VD 0V ,VDS 5V , iD 539A;
4、饱和区：VD 5V ,VDS 10V , iD 588A。
4.48
a、（ W ）1 （W )2 20,
vo /vi =-8.27V/V
若电流增加到1mA,则ID=1mA,
VGS
I
D
ID
(VGS
Vt )2
2.456V ,即VD
VG
2.456V
gm
2
I
D
VOV
1.285mA /V，ro
VA ID
50k
vo /vi =-10.7V/V
4.77
(a)直流分析 (b)求器件小信号交流参数 (c)画交流小信号等效电路 (d)求解放大器交流参数
rz rz
R
43.5mV
/ V。
② 电源电流受限（未击穿）
IZ=0.25mA，VZO=VZK=6.7V，rZ=750Ω， R=(9-6.7)/0.25=9.2kΩ。
VO 线性稳压性：VS
rz
rz
R
75.4mV
/ V。
3.72
a) 、 VS 0.7V ,VS 0.7V VO 0,VS 0.7V
I I1 I 2 0.5mA。 假设成立。
(b)、
假设D1、D2导通，
则V 0 。
I1 5 0 0.5mA, 10k
I 2 0 (5) 1mA。 5k
I I1 I 2 0.5mA 0,
假设不成立。则D1截止，D2导通，
I 0。
V 5 (5) 5k 5 5V 1.67V。
10k 5k
3
3.19
i IS(ev/vT 1),则i1 IS(e0.7/VT 1) 103, i2 IS(e0.5/VT 1),
VT
0.025V
,
i2 i1
e 0.5 / VT e0.7 /VT
1 1
e20
28
e
1 ,i2 1
0.335 10 6
A。
3.44
v v
vo
I
r
Do
R
R, v I