模拟电路典型例题讲解
模拟电子技术二极管典型例题讲解
【例1-1】分析图所示电路的工作情况，图中I为电流源，I=2mA。
设20℃时二极管的正向电压降U D=660mV，求在50℃时二极管的正向电压降。
该电路有何用途？电路中为什么要使用电流源？【相关知识】二极管的伏安特性、温度特性，恒流源。
【解题思路】推导二极管的正向电压降，说明影响正压降的因素及该电路的用途。
【解题过程】该电路利用二极管的负温度系数，可以用于温度的测量。
其温度系数–2mV/℃。
20℃时二极管的正向电压降U D=660mV50℃时二极管的正向电压降U D=660 –（2´30）=600 mV因为二极管的正向电压降U D是温度和正向电流的函数，所以应使用电流源以稳定电流，使二极管的正向电压降U D仅仅是温度一个变量的函数。
【例1-2】电路如图(a)所示，已知，二极管导通电压。
试画出u I与u O的波形，并标出幅值。
图(a)【相关知识】二极管的伏安特性及其工作状态的判定。
【解题思路】首先根据电路中直流电源与交流信号的幅值关系判断二极管工作状态；当二极管的截止时，u O=u I；当二极管的导通时，。
【解题过程】由已知条件可知二极管的伏安特性如图所示，即开启电压U on和导通电压均为0.7V。
由于二极管D1的阴极电位为＋3V，而输入动态电压u I作用于D1的阳极，故只有当u I高于＋3.7V时 D1才导通，且一旦D1导通，其阳极电位为3.7V，输出电压u O=＋3.7V。
由于D2的阳极电位为－3V，而u I作用于二极管D2的阴极，故只有当u I低于－3.7V时D2才导通，且一旦D2导通，其阴极电位即为－3.7V，输出电压u O=－3.7V。
当u I在－3.7V到＋3.7V之间时，两只管子均截止，故u O=u I。
u I和u O的波形如图(b)所示。
图(b)【例1-3】某二极管的反向饱和电流，如果将一只1.5V的干电池接在二极管两端，试计算流过二极管的电流有多大？【相关知识】二极管的伏安特性。
电路模拟分析专项练习题
电路模拟分析专项练习题
问题一
在一个简单的直流电路中，有一块电源以6伏的电压提供电流。
电源连接一个10欧姆的电阻。
请计算通过电路的电流大小。
解答一
根据欧姆定律，我们可以使用以下公式来计算通过电路的电流：
I = V / R
其中，I是电流，V是电压，R是电阻。
将给定的数值代入公式中，得到：
I = 6伏 / 10欧姆 = 0.6安
所以，通过电路的电流大小为0.6安。
问题二
在问题一中的电路中，假设电源的电压保持不变，现在连接一
个额外的20欧姆的电阻。
请计算通过电路的新电流大小。
解答二
根据欧姆定律，我们可以使用相同的公式来计算通过电路的电流：
I = V / R
将给定的数值代入公式中，得到：
I = 6伏 / (10欧姆 + 20欧姆) = 6伏 / 30欧姆 = 0.2安
所以，通过电路的新电流大小为0.2安。
问题三
在问题二中的电路中，假设现在将电源的电压调整为12伏。
请计算通过电路的新电流大小。
解答三
根据欧姆定律，我们可以使用相同的公式来计算通过电路的电流：
I = V / R
将给定的数值代入公式中，得到：
I = 12伏 / 30欧姆 = 0.4安
所以，通过电路的新电流大小为0.4安。
以上为电路模拟分析专项练习题的解答。
模拟电路典型例题讲解
态范围，所以，不会出现非线性失真。 （5）输入信号的两个频率分量为 f1=1kHz，f2=10MHz，fL＜f1＜fH ，f2＞fH，所以，放
大后会出现高频频率失真。又由于输入信号幅度较小（0.01V），叠加后也未超出线性 动态范围，所以，不会出现非线性失真。
【3-7】分相器电路如题图 3.5 所示。该电路的特点是 RC=RE，在集电极和发射极可输 出一对等值反相的信号。现如今有一容性负载 CL，若将 CL 分别接到集电极和发射极， 则由 CL 引入的上限频率各为多少？不考虑晶体管内部电容的影响。
相应的上限频率为
ωH
fH =
=
106
≈159.2kHz
2π 2×3.14
由增益带宽积的定义可求得：GBW=│A(0)·fH│≈31.84MHz 思考：此题是否可用波特图求解？ 【3-3】已知某晶体管电流放大倍数β的频率特性波特图如题图 3.2（a）所示，试写出 β的频率特性表达式，分别指出该管的 ωβ、ωT 各为多少？并画出其相频特性的渐近 波特图。
1
1
C2≈
=
≈2.12μF
2π(RC+RL) fL 2 2×3.14×(3+10)×103×5.77
1
C3≈ 2π RE∥
Rs+rbe 1+β
1
fL 3
= 2×3.14× 2∥1+2.6 1+100
≈766μF ×5.77
取 C1=10μF，C2=10μF，C3=1000μF。 【3-10】在题图 3.7 中，若下列参数变化，对放大器性能有何影响（指 ICQ、Avm、Ri、
真问题。但由于输入信号幅度较大（0.1V），经 100 倍的放大后峰峰值为 0.1×2× 100=20V，已大大超出输出不失真的动态范围为 Vopp=10V，故输出信号将产生严重的 非线性失真（波形出现限幅状态）。 （2）输入信号为一单一频率正弦波，f=1MHz，由于 fL＜f＜fH，所以，不存在频率失 真问题。又由于输入信号幅度较小（0.01V），经 100 倍的放大后峰峰值为 0.01×2× 100=2V＜Vopp（10V），所以，也不会出现非线性失真。 （3）输入信号的两个频率分量为 f1=400Hz，f2=1MHz，均处在放大器的中频区，所以， 不存在频率失真问题。又由于输入信号幅度较小（0.01V），所以，也不会出现非线性 失真。 （4）输入信号的两个频率分量为 f1=10Hz，f2=50kHz，f1＜fL，fL＜f2＜fH，所以，放大 后会出现低频频率失真。又由于输入信号幅度较小（0.01V），叠加后也未超出线性动
模电经典例题解析
I EQ I BQ U CEQ
1 VCC I EQ ( Rc Rf Re ) 5.7V
10μ A
动态分析：
26mV rbe rbb' (1 ) 2.73k I EQ
( Rc ∥ R L ) Au 7.7 rbe (1 ) Rf
-
稳压管稳压电路
6 ( 2 ~ 3) A 1000 (12 ~ 18) m A
查手册，选择DZ 为2CW13， VZ =(5~6.5V) ， IZmax=38mA, IZmin=5mA
（2）选择限流电阻R：
VI VO (12 ~ 18)V , 取VI 15V Rmin Rmax VI max VO 15(1 10%) 6 241 () 3 I Z max I O 38 10 6 / 1000 VI min VO 15(1 10%) 6 682() 3 I Z min I O 5 10 6 / 1000
ex1已知图 (a)所示电路中场效应管的转移特性和输出特性分别 如图(b)、(c)所示。（1）利用图解法求解Q点； 、Ri和Ro 。 （2）利用等效电路法求解 A
u
解：（1）在转移特性中作直线uGS＝－iDRS，与转移特性的交 点即为Q点；读出坐标值，得出IDQ＝1mA，UGSQ＝－2V。如 解图（a）所示。
显然小于uGS =10V时的预夹断电压，故假设不成立 ，管子
工作于可变电阻区。此时，RdsuDS/iD=3V/1mA=3k，故
Rds 3 uO VDD 18 4.9V Rd Rds 83
21
例1.4.3 电路如图1.4.12 所示，场效应管的夹断电压
VGS(off)=-4V，饱和漏极电流IDSS=4mA。为使场效应管工作
模拟电路考试题及答案解析
模拟电路考试题及答案解析一、选择题（每题2分，共20分）1. 在理想运算放大器中，输入电阻是：A. 有限的B. 无穷大C. 零D. 1Ω答案：B解析：理想运算放大器的输入电阻是无穷大，意味着它不会从信号源吸取电流。
2. 一个基本的共射放大电路中，如果基极电流增加，集电极电流将：A. 增加B. 减少C. 不变D. 先增加后减少答案：A解析：在共射放大电路中，集电极电流与基极电流成正比，这是通过晶体管的电流放大作用实现的。
3. 以下哪个不是模拟信号的特点？A. 连续性B. 可量化C. 可模拟D. 可测量答案：B解析：模拟信号是连续的，可以模拟现实世界中的变化，并且可以测量，但不是可量化的，因为它们不是离散的数字值。
4. 一个理想的二极管在正向偏置时：A. 导通B. 截止C. 振荡D. 短路答案：A解析：理想二极管在正向偏置时导通，允许电流通过。
5. 一个RC低通滤波器的截止频率是：A. \( f_c = \frac{1}{2\pi RC} \)B. \( f_c = \frac{1}{RC} \)C. \( f_c = \frac{2\pi}{RC} \)D. \( f_c = \frac{RC}{2\pi} \)答案：A解析：RC低通滤波器的截止频率是信号频率下降到最大值的\( \frac{1}{\sqrt{2}} \)时的频率，公式为\( f_c =\frac{1}{2\pi RC} \)。
...（此处省略其他选择题）二、简答题（每题10分，共20分）1. 解释什么是负反馈，并说明其在放大电路中的作用。
答案：负反馈是指将放大电路的输出信号的一部分以相反相位反馈到输入端。
负反馈可以提高放大电路的稳定性，减少非线性失真，增加带宽，并提高输入和输出阻抗。
2. 描述运算放大器的基本组成及其工作原理。
答案：运算放大器由两个输入端（一个反相输入端和一个非反相输入端）、一个输出端以及内部的差分放大器、电压放大器和输出级组成。
《模拟电子技术》经典习题(有图详细分析版)
项目一习题参考答案1. PN结正向偏置时是指P区接电源的正极，N区接电源的负极。
2. 在常温下，硅二极管的死区电压约为0.5V，导通后正向压降约为0.6～0.8V ；锗二极管的死区电压约为0.1V，导通后正向压降约为0.2～0.3V。
3. 三极管按结构分为NPN型和PNP型；按材料分为硅管和锗管。
三极管是电流控制型器件，控制能力的大小可用 表示，它要实现信号放大作用，需发射结正偏，集电结反偏。
4. 场效应管是电压控制型器件，控制能力的大小可用g m表示，它的主要特点是输入电阻很大。
5. 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，因为二极管正向电阻很小，若将1.5V的干电池以正向接法接到二极管两端会使得电路中的电流很大，相当于干电池正、负极短路。
6. 分析图1.52所示电路中各二极管是导通还是截止，并求出A、B两端的电压U AB(设VD为理想二极管，即二极管导通时其两端电压为零，反向截止时电流为零)。
图1.52 题6图解：（a）VD导通，U AB=-6V。
（b）VD截止，U AB=-12 V。
（c）VD1导通，VD2截止，U AB=0 V。
（d）VD1截止，VD2导通，U AB=-15 V。
7. 在图1.53所示电路中，设VD为理想二极管，u i =6sinω t (V)，试画出u O的波形。
图1.53 题7图解：（a）（b）8. 电路如图1.54所示，已知u i=5sinΩ t(V)，二极管导通电压为0.7V。
试画出u i与的波形。
解：u i>3.7V时，VD1导通，VD2截止，u o=3.7V；3.7V>u i>-4.4V时，VD1截止，VD2截止，u o= u i；u i<-4.4V时，VD1截止，VD导通，u o=-4.4 V。
9. 测得电路中几个三极管的各极对地电压如图1.55所示，试判别各三极管的工作状态。
图1.54 题8图图1.55 题9图解：（a）三极管已损坏，发射结开路（b）放大状态（c）饱和状态（d）三极管已损坏，发射结开路10. 测得放大电路中六只晶体管的电位如图1.56所示。
模拟电子技术三极管典型例题
【例4-1】电路如图所示，晶体管的β＝100，U BE＝0.7 V，饱和管压降U CES＝0.4 V；稳压管的稳定电压U Z ＝4V，正向导通电压U D＝0.7 V，稳定电流I Z＝5 mA，最大稳定电流I ZM＝25 mA。
试问：（1）当u I为0 V、1.5 V、25 V时u O各为多少？（2）若R c短路，将产生什么现象？【相关知识】晶体管工作状态的判断，稳压管是否工作在稳压状态的判断以及限流电阻的作用。
【解题思路】（1）根据u I的值判断晶体管的工作状态。
（2）根据稳压管的工作状态判断u O的值。
【解题过程】（1）当u I＝0时，晶体管截止；稳压管的电流在I Z和I ZM之间，故u O＝U Z＝4 V。
当u I＝15V时，晶体管导通，基极电流假设晶体管工作在放大状态，则集电极电流由于u O＞U CES＝0.4 V，说明假设成立，即晶体管工作在放大状态。
值得指出的是，虽然当u I为0 V和1.5 V时u O均为4 V，但是原因不同；前者因晶体管截止、稳压管工作在稳压区，且稳定电压为4 V，使u O＝4 V；后者因晶体管工作在放大区使u O＝4 V，此时稳压管因电流为零而截止。
当u I＝2.5 V时，晶体管导通，基极电流假设晶体管工作在放大状态，则集电极电流在正电源供电的情况下，u O不可能小于零，故假设不成立，说明晶体管工作在饱和状态。
实际上，也可以假设晶体管工作在饱和状态，求出临界饱和时的基极电流为I B=0.18 mA＞I BS，说明假设成立，即晶体管工作在饱和状态。
（2）若R c短路，电源电压将加在稳压管两端，使稳压管损坏。
若稳压管烧断，则u O＝V CC＝12 V。
若稳压管烧成短路，则将电源短路；如果电源没有短路保护措施，则也将因输出电流过大而损坏【方法总结】（1）晶体管工作状态的判断：对于NPN型管，若u BE＞U on（开启电压），则处于导通状态；若同时满足U C≥U B>U E，则处于放大状态，I C＝βI B；若此时基极电流则处于饱和状态，式中I CS为集电极饱和电流，I BS是使管子临界饱和时的基极电流。
模拟电路典型习题解答
Ri Rb ∥ rbe rbe 1.3k Ro Rc 5k
例题4
图4所示电路参数理想对称，β1＝β2＝β，rbe1＝ rbe2＝rbe。 （1）写出RW的滑动端在中点时Ad的表达式； （2）写出RW的滑动端在最右端时 Ad的表达式， 比较两个结果有什么不同。 解：（1）RW的滑动端在 A u O d u I 中点时Ad的表达式为： （ 2 ） RW 的滑动端在 最右端时：
u C1
( Rc
rbe
RW ) 2
u C2 RW ) 2 u
( Rc R W )
2rbe
u I
Rc
2rbe
图4
u I
u O u C1 u C2
( Rc
rbe
I
所以Ad的表达式为：
Ad
u O u I
( Rc
(d) uO
20uI1 20uI2 40u13 u14
例题9
图9所示为恒流源电路，已知稳压管工作在稳压状态，试求负载电 阻中的电流。
解：
uP U Z IL 0.6 R2 R2
mA
图9
例题10
在图10（a）所示电路中，已知输入电压uI的波形如图（b）所示， 当t＝0时uO＝0。试画出输出电压uO的波形。 解：输出电压的表达式为： t 1 uO u I dt u O (t1 ) t RC 1 当uI为常量时 uO uI (t2 t1 ) uO (t1 ) RC 1 5 u (t t1 ) uO (t1 ) 7 I 2 10 10 －100uI (t2 t1 ) uO (t1 )
例题6
在图6所示电路中,若要求C1与C2所在回路的时间常数相等 ,且已知 rbe=1kΩ，则C1:C2＝? 若C1与C2所在回路的时间常数均为25ms，则 C1、C2各为多少？下限频率fL≈? 解：（1）求解C1:C2 因为 C1（Rs＋Ri）＝C2（Rc＋RL） 将电阻值代入上式，求出 C1 : C2＝5 : 1。 2）求解C1、C2的容量和下限频率 C1 12.5μF Rs Ri C2 2.5μ F Rc RL 1 f L1 f L2 6.4Hz 2 π f L 1.1 2 f L1 10Hz
模拟电路第五版 习题解答 第6章
第六章6.1图P6-1所示，RC 桥式振荡电路中，已知频率为500Hz ，C=0.047μF ，R F 为负温度系数、20k Ω的热敏电阻，试求R 和R1的大小。
解：由于工作频率为500Hz ，所以可选用集成运放LM741。
因提供的热敏电阻为负温度系数，故该电阻应接于R F 的位置。
为了保证起振，要求Ω=<k R R F1021，现取Ω=k .R 861。
根据已知f o 及C ，可求得Ω=⨯⨯⨯π=π=-677610047050021216.C f R o 可取Ω=k .R 86金属膜电阻。
6.2已知RC 振荡电路如图P6.2所示，试求：（1）振荡频率f o =?（2）热敏电阻R t 的冷态阻值，R t 应具有怎样的温度特性？（3）若Rt 分别采用10K Ω和1K Ω固定电阻，试说明输出电压波形的变化。
解：（1）Hz Hz RC f o 9711002.0102.822163=⨯⨯⨯⨯==-ππ（2）R t 应具有正温度系数，R t 冷态电阻Ω=<k R F 521（3）输出波形变化＜3210101110=+=+Ω=Rt R K Rt F 停振 u o=0＞311110111=+=+Ω=Rt R K Rt F u o 为方波6.3 分析图P6.3所示电路，标明二次线圈的同名端，使之满足相位平衡条件，并求出振荡频率。
解：(a)同名端标于二次侧线圈的下端MHz Hz Hz LCf o 877.010877.0103301010021216126=⨯=⨯⨯⨯==--ππ(b)同名端标于二次侧线圈的下端MHz Hz Hz f o 52.11052.11010036010036010140216126=⨯=⨯+⨯⨯⨯=--π(c)同名端标于二次侧线圈的下端MHz Hz Hz f o 476.010476.01020010560216126=⨯=⨯⨯⨯=--π6.4 根据自激振荡的相位条件，判断图P6.4所示电路能否产生振荡，在能振荡的电路中求出振荡频率的大小。
中考复习考点模拟题分类03电路故障分析
单故障。S闭合，电路正常工作时：U总 U1 +U2 U0 +2U0 3U0
（2）请写出：当开关S闭合后两电压表的示数及相对应的故障
1、两电压表的示数均为U ，则R断路。
。
2、两电压表的示数均为0，则R短路。
单故障。 且只考虑“R”产生故障(即“灯L一定完好”）。
S断开时，V2表的示数一定为0
S闭合
V1
V2
R断
U
U
R短
0
0
电路故障分析
（202X01闵行）17．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1或R2可能存在 故障。
中考复习考点模拟题分类
03电路故障分析
复习：
串联故障
L断路
单
L短路
故 障
R断路
R短路
并联故障ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
L断路 R断路
单故障
R断路且L断路 ---双故障
注意： 串、并联电路中都不能出现电源短路这种故障。
电路故障分析
1．如图电路中，闭合电键后无论怎样移动变阻器的滑片，两电压表示数均保持电键闭
合前的示数，则
（）
A．灯L可能变亮
B．灯L可能短路C．电阻R可能短路 D．电阻R一定短路
【答案】B
电路故障分析
（202X01奉贤）15．在如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，电压表 示数为U，一段时间后发现只有一个电表的示数变大，已知电阻R1、R2中仅有一个出 现了故障。
模拟电路作业解答
2.2画出图P2.2所示各电路的直流通路和交流通路。
设所有电容对交流信号均可视为短路。
(a) (b)(c) (d)图P2.2解：将电容开路、变压器线圈短路即为直流通路，图略。
图P2.2所示各电路的交流通路如解图P2.2所示；(a) (b)(c) (d)解图P2.22.4 电路如图P2.4 (a)所示，图(b)是晶体管的输出特性，静态时0.7BEQ U V =。
利用图解法分别求出L R =∞和3L R k =Ω时的静态工作点和最大不失真输出电压om U （有效值）。
(a) (b)图P2.4 解：空载时：20,2,6BQ CQ CEQ I A I mA U Vμ===最大不失真输出电压峰值约为5.3V ，有效值约为3.75V 。
带载时：20,2,3BQ CQ CEQ I A I mA U V μ===；最大不失真输出电压峰值约为2.3V ，有效值约为1.63V 。
如解图P2.4 所示。
解图P2.4 图P2.52.7电路如图P2.7所示，晶体管的β=80 ，'100bb r =Ω。
分别计算L R =∞和3L R k =Ω时的Q 点、u A 、i R 和o R 。
解：在空载和带负载情况下，电路的静态电流、be r 均相等，它们分别为： 22CC BEQBEQ BQ bsV U U I A R R μ-=-≈1.76CQ BQ I I mA β=≈'26(1)1.3be bb EQmVr r k I β=++≈Ω空载时，静态管压降、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻分别为： 6.2CEQ CC CQ c U V I R V =-≈； 308cu beR A r β=-≈-// 1.3i b be be R R r r k =≈≈Ω； 93beus u be sr A A r R ≈⋅≈-+5o c R R k ==Ω3L R k =Ω时，静态管压降、电压放大倍数分别为：(//) 2.3LCEQ CC CQ c L L cR U V I R R V R R =-≈+(//)115c L u beR R A r β=-≈- 34.7beus u be sr A A r R ≈⋅≈-+// 1.3i b be be R R r r k =≈≈Ω 5o c R R k ==Ω。
模电习题课讲解
模电典型例题分析第一章题1.11、对某放大电路进行测试，u s=15mv,Rs=1kΩ，R L=12 kΩ。
若测得ui=12 mv,则可知该放大电路的输入电阻Ri= kΩ。
若当开关S断开时，测得uo=1.5v, 当开关S闭合时，测得uo=1.2v，则可知该放大电路的输出电阻Ro= kΩ。
2、对某放大电路进行测试，当接入一个内阻等于零的电压信号源时，测得输出电压为5V，在信号源内阻增大到1Ωk，其它条件不变时，测得输出电压为4V，k负载电阻时，测得输说明该放大电路的输入电阻Ri= ______kΩ。
若在接有2出电压为3V，在输入电压不变的情况下断开负载电阻，输出电压上升到7.5V，说明该放大电路的输出电阻Ro= kΩ。
3、用两个放大电路A和B分别对同一个电压信号进行放大，当输出端开路时，U OA=U OB；都接入负载电阻R L时，测得U OA<U OB；由此说明电路A的输出电阻比电路B的输出电阻。
题1.2某放大电路的对数频率特性如图3所示，由图可知，该电路的中频电压放大倍数＝倍。
上限频率f H＝Hz，下限频率f L＝Hz。
第二章题2.11.如图所示电路，已知集成运放开环差模电压增益为∞，其电源电压±VCC=±14V ，Ui=1V ；R1＝10k,Rw=100k 。
请问：当Rw 滑动端分别在最下端、最上端和中点时时，输出Uo ＝？V ；解：14V ,1V ,6（7）V2.如图所示电路，已知集成运放开环差模电压增益为∞，其电源电压±VCC=±14V ，Ui=1V ；R1＝10k,R2=200k 。
请问：当R2滑动端在最左端、最右端、中点时输出Uo ＝？V ；最左端时Uo ＝ -14 V ；最右端时Uo ＝ 0 V ；中点时Uo ＝ -10 V 。
题 2.2 在题图所示的放大电路中，已知Ω=====k R R R R R 1087521，Ω===k R R R 201096∶① 列出1O u 、2O u 和O u 的表达式；② 设V u I 3.01=，V u I 1.02=，则输出电压?=O u图A注：此图A 1的同相端、反相端标反。
模拟电路习题解答1
解：
（a）饱和失真，增大Rb。 （b）截止失真，减小Rb 。 （c）同时出现饱和失真和截止失 真，应增大VCC。
31
2.10 已知图P2.10所示电路中晶体管的 ＝ 100，rbe=1kΩ。 （1）现已测得静态管压降UCEQ＝6V，估算Rb 约为多少千欧； （2）若测得Ui和Uo的有效值分别为1mV和 100mV，则负载电阻RL为多少千欧？
Ro Rc 3k
44
（2）设Us =10mV（有效值），则
Ri Ui U s 3.2mV Rs Ri U 304mV Uo A u i
45
若C3开路，则
Ri Rb ∥[rbe (1 ) Re ] 51.3k Rc ∥ RL Au 1.5 Re Ri Ui U s 9.6mV Rs Ri U 14.4mV Uo A u i
67
3.8 电路如图P3.8所示，T1和T2的低频跨导 gm均为10mS。试求解差模放大倍数和输 入电阻。
68
69
解：差模放大倍数和输入电阻分别为 Ad＝－gmRD＝－200 Ri＝∞
70
第四章 集成运算放大电路
71
自 测 题 一、选择合适答案填入空内。 （1）集成运放电路采用直接耦合方式是因为 。 A．可获得很大的放大倍数 B. 可使温漂小 C．集成工艺难于制造大容量电容 （2）通用型集成运放适用于放大 。 A．高频信号 B. 低频信号 C. 任何频率信号 （3）集成运放制造工艺使得同类半导体管的 。 A. 指标参数准确 B. 参数不受温度影响 C．参数一致性好 （4）集成运放的输入级采用差分放大电路是因为可以 A．减小温漂 B. 增大放大倍数 C. 提高输入电阻 （5）为增大电压放大倍数，集成运放的中间级多采用 A．共射放大电路 B. 共集放大电路 C．共基放大电路
模拟电子技术3-2 模拟系统分析方法
本章目录
3.1 电信号 3.2 模拟电路分析的基本方法 3.3 放大电路
模拟电路的基本分析方法
图解分析方法 图解分析法较简单，前提条件是已知器
件的V -I 特性曲线。
模型分析方法 将非线性器件简化成一个线性模型，然
后采用线性分析法。
模拟电路的基本分析方法
例3.2.1 电路如图所示，已知二极管的V-I特性曲线、电源VDD 和电阻R，求二极管两端电压vD和流过二极管的电流iD 。
放大倍数
ii
Rs
+
+
vi
v_s
_
放大电路
io
+
vo
RL
_
电电互互电压压阻导流放增放放放大益大大大倍倍倍倍数数数数
G 20log A v
AvgAAirVVVIoi oiIVIIoioi
v
输入电阻
对信号源的电 压放大倍数
Ri
Vi Ii
.
.
Avs
Vo
.
Vs
Vi
Ri Rs
Ri
Vs
..
Vo
.
Vi
.
Vi Vs
例3.2.3 图示电路中，VDD = 10V，R = 10k，恒压降模型的VD=0.7V，vs =
0.1sint V。（1）求输出电压vO的交流量和总量；（2）绘出vO的波形。
此电路可以看成静态（直流通路）＋动态（交流通路）：
静态：VD 0.7 V
ID (VDD VD ) / R 0.93 mA Vo ID R 9.3V
VD 0 V ID VRDDR/ RID ID1 mA
2.恒压模型
VD 0.7 VV（DD硅V二DD 极管典D型D值）V_D V_VDDVDDD
电路仿真练习
图1图2 单管放大电路的仿真电路【例1】绘制图1所示的电路图。
测量电路的静态工作点，观察输入、输出波形，计算电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。
解：仿真电路如图2电路仿真： （1）静态分析利用Multisim 的直流工作点分析功能，测量放大电路的静态工作点，仿真结果如图30所示，则U BEQ =0.611V ，U CEQ =5.243V 。
也可利用数字万用表测量静态工作点。
图3单管放大电路静态工作点仿真结果图4带负载时输入、输出电压表读数图5输入、输出波形图9-31 一阶RC滤波电路（2）动态分析打开仿真开关，测出输出电源大小和波形如图4和5所示。
用示波器观察输入、输出波形如图9.43所示。
利用第2章的知识可以计算出电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。
改变R4，可以观察波形失真情况。
【例2】构造如图6所示的一阶RC滤波电路，输入端加入正弦波信号，观察不同频率输入信号经过RC滤波电路后输出信号的变化情况及电路的幅频特性和相频特性。
图6例2图解：完成后的仿真电路图如图7所示。
图7一阶RC仿真滤波电路图8为频率f=MHz时示波器波形及幅值显示。
在该频率下，电容相当于短路，输出、输入波形的频率大小、相位都相同。
图8 f =1MHz 时滤波电路输入、输出波形图9f=10Hz 时滤波电路输入、输出波形图10一阶RC 滤波电路幅频特性图9为输入信号频率f =10Hz 时示波器显示的波形。
可见，频率低时，滤波电路虽然没有改变信号频率，但输出信号幅度已明显减小，并且产生了移相。
即该电路为一高通滤波电路。
幅频特性曲线如图10所示。
图11一阶RC 滤波电路相频特性图12实用功率放大器前置电路的仿真测试实用电路1 功率放大器前置电路的仿真如图12所示为一实用的高保真集成功率放大器的前置电路，如果用这样两个相同的电路，后接双端输入集成功率放大器，则可构成高保真双声道集成功率放大器。
低频和高频衰减最大时的幅频特性如图13所示。
实例模拟电路讲解,教你分析实际模拟电路
····最简单的微型扩音机我们利用一只旧电话机中拆下的炭精送话器，以及几只常用的电子元件，即能组装一台无须调整的结构相当简单，且音质清晰洪亮的最简易微型扩音机，很有趣味。
在一些小空间扩音效果相当不错。
具体电路图见附图所示。
元件选择：炭晶送话器从老式旧电话机的听筒内拆下，大功率三极管采用3AD17，也可以用3ADl8。
但为减少扩音时产生的噪声，三极管要求穿透电流尽可能达到最小，但管子的放大倍值越大越好，一般应在70一90以上。
喇叭和输出变压器采用晶体管收音机上的即可，电源电池用6伏叠层电池，也可用充电电池和整流电源。
安装试音：将几只元件焊装在长条形印刷线路板上，找一支中号的塑料壳体的手电筒，旋下电筒头罩去掉玻璃、反光罩及小电珠，然后将碳晶送话器安装在罩子内，并焊接好送话器引线至电路板上。
在电筒前端各钻3mm 小孔二个，将装入微型电源钮子开关及二芯插座各一个，待全部接线连接焊好后，把电池与线路板塞入电筒内，最后旋上已装有送话器的电筒头罩盖便完成。
试音时，把带有喇叭引线插头插入电筒前端插座上，开启电源开关对准送话器喇叭内便传出洪亮扩音声。
(读者若有兴趣在电路中串接入音乐集成块电路，便使成为扩音、放音两用机)。
在调试扩音中，若喇叭出现声音有点失真、沉闷或感觉音量不够大时。
可适当调整 R1的电阻值，边调边放音试听，直至音质洪亮不失真为止。
····外围元件最少的 功放电路用高保真功放 ICTDA1521A 制作功放电路，具有外围元件少，不用调试，一装就响的特点。
适合自制，用于随身听功率接续，或用于改造低档电脑有源音箱。
TDA1521A 采用九脚单列直插式塑料封装，具有输出功率大、两声道增益差小、开关机扬声器无冲击声及可靠的过热过载短路保护等特点。
TDA1521A 既可用正负电源供电，也可用单电源供电，电路原理分别见图1(a)、(b)（点此下载原理图）。
模拟电子电路例题负反馈放大电路例题
模拟电子电路例题负反馈放大电路例题(共17页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--模拟电子电路例题_负反馈放大电路例题:1. 1.电流并联负反馈可稳定放大器的输出____,这种负反馈放大器的输入电阻____，输出电阻____。
答案：电流，低，高2.要求多级放大器输入电阻低，输出电阻也低，应该在多级放大器间引入____负反馈。
答案：电压并联3.要求多级放大器输入电阻高，输出电压稳定，应该在多级放大器中引入____负反馈。
答案：电压串联4.直流负反馈只能影响放大器的____，交流负反馈只影响放大器的交流____。
答案：静态工作点，性能5.将放大电路的____的一部分或全部通过某种方式反送到____称作反馈。
答案：输出信号，输入端6.负反馈使放大电路____降低，但使____得以提高，改善了输出波形的____,展宽了放大电路的____。
答案：放大倍数，闭环放大倍数的稳定性，非线性失真，通频带7.串联负反馈使输入电阻____，而并联负反馈使输入电阻____。
答案：提高，降低8.电压负反馈使输出电阻____，而电流负反馈使输出电阻____。
答案：降低，提高9.反馈深度用____来表示，它体现了反馈量的大小。
答案：2. 电路如图示，试分别说明（1）为了使从引到T2基极的反馈为负反馈，图中运放的正反馈应如何标示。
（2）接成负反馈情况下，若,欲使，则R F=(3）在上述情况下，若运放A的A vo或电路中的RC值变化5％，问值也变化5％吗解：（1）电路按瞬时极性法可判断，若A上端标示为（＋）极时为电压串联负反馈，否则为正反馈。
可见上（＋）下（－）标示才正确。
（2）若为电压串联负反馈，因为，则成立。
由，可得（３）由于只决定于R F和R b2两个电阻的值，因而基本不变，所以值不会改变。
3. 下列电路中，判别哪些电路是负反馈放大电路属于何种负反馈类型那些属于直流反馈，起何作用答案：a:C2--R F1--R E1,交直流负反馈。
模拟电路 1-2章习题讲解
直流信号所通过的路径。
对直流信号，电感是短路的，而电容是开路的。
交流通路AC
交流信号所通过的路径 。
对交流信号，电感是开路的，而电容和直流电源（忽略电源内阻 的情况下）是短路的。
习题讲解
例1、
直 流 通 路 不 正 确 交流 通路 不正 确， 造成 输出 端交 流短 路。
Ui
Uo
直 流 通 路 不 正 确
习题讲解
三极管及其基本放大电路
1、三极管工作在不同状态时的判定条件：
线性放大区：发射结正偏并正向偏置电压大于0.7V（硅管）、 集电结反偏；
饱和区：发射结正偏、集电结正偏，或C、E间压降≤0.3V； 截止区：发射结反偏或正向偏置电压小于0.7V。
习题讲解
例1、β=100，饱和压降为0.3V，判断其工作状态。
1 50 50mV
习题讲解
3-1 电流源电路
三极管电流源电路示例
=50，rbe=700， rce3=20k
12kW 1kW +
12V
ic1
T1
+ - vo
ic2
T2
12kW 1kW +
电流源交流等效电阻为： b ib
rbe
c e
Re3
ic3
ib
rce3
v i1
-
ic3
2kW T3 5kW 9V D 0.6V
习题讲解
2）共模输出增益为：
RC
RB rbe (1 )( RP 2 2 RE )
AUC
双端输出： U oc双 端 AUC (U ic1 U ic 2 ) 0 单端输出： U oc单 端 AUCU ic1
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频率响应典型习题详解【3-1】已知某放大器的传递函数为试画出相应的幅频特性与相频特性渐近波特图，并指出放大器的上限频率f H ，下限频率f L 及中频增益A I 各为多少【解】本题用来熟悉：（1）由传递函数画波特图的方法；（2）由波特图确定放大器频响参数的方法。
由传递函数可知，该放大器有两个极点：p 1=－102rad/s ，p 2=－105rad/s 和一个零点z =0。
（1）将A (s )变换成以下标准形式：（2）将s =j ω代入上式得放大器的频率特性： 写出其幅频特性及相频特性表达式如下： 对A (ω)取对数得对数幅频特性： （3）在半对数坐标系中按20lg A (ω)及φ(ω)的关系作波特图，如题图所示。
由题图（a ）可得，放大器的中频增益A I =60dB ，上限频率f H =105/2π≈，下限频率f L =102/2π≈。
【3-2】已知某放大器的频率特性表达式为试问该放大器的中频增益、上限频率及增益带宽积各为多少【解】本题用来熟悉：由放大器的频率特性表达式确定其频率参数的方法。
将给出的频率特性表达试变换成标准形式： 则当ω = 0时，A (0) =200，即为放大器的直流增益（或低频增益）。
当ω =ωH 时，ωH =106rad/s相应的上限频率为 由增益带宽积的定义可求得：GBW=│A (0)·f H │≈ 思考：此题是否可用波特图求解【3-3】已知某晶体管电流放大倍数β的频率特性波特图如题图（a ）所示，试写出β的频率特性表达式，分别指出该管的ωβ、ωT 各为多少并画出其相频特性的渐近波特图。
【解】本题用来熟悉：晶体三极管的频率特性及其频率参数的确定方法。
由β(ω)的渐近波特图可知：β0=100，ωβ=4Mrad/s ，ωT =400Mrad/s 。
它是一个单极点系统，故相应的频率特性表达式为：ωT 也可按ωT ≈β0ωβ=100×4=400 Mrad/s 求得。
因此，可画出相频特性的渐近波特图如题图（b ）所示。
【3-4】已知某放大器的频率特性表达式为（1）试画出该放大器的幅频特性和相频特性波特图；（2）确定其中频增益及上限频率的大小。
【解】本题用来熟悉：（1）由放大器的频率特性表达式画波特图的方法；（2）由波特图确定放大器频响参数的方法。
（1）将给定的频率特性表达式变换成标准形式 相应的幅频特性及相频特性表达式为由此可画出其波特图如题图所示。
(2)由题图可知，该放大器的中频增益A V M =120dB,上限频率f H =107/2π≈。
【3-5】已知某放大器的频率特性函数为试问：（1）其中、低频放大倍数A v I =（2）A v (ω)及φ(ω)的表达式如何（3）画出其幅频特性波特图；（4）上限频率f H =【解】本题用来熟悉：由放大器的频率特性函数确定放大器的频响参数及画波特图的方法。
（1）该放大器是一个三阶重极点、无零点系统，中、低频放大倍数A v I =60B 。
（3）幅频特性波特图如题图所示。
4当ω =ωH 时，ωH ≈×107rad/s相应的上限频率为【3-6】一放大器的中频增益为A v I =40dB ，上限频率f H =2MHz ，下限频率f L =100Hz ，输出不失真的动态范围为V opp =10V ，在下列各种输入信号情况下会产生什么失真（1）v i (t ) = (2π×104t ) (V)（2）v i (t ) = 10sin(2π×3×106t ) (mV)（3）v i (t ) = 10sin(2π×400t )+10sin(2π×106t ) (mV)（4）v i (t ) = 10sin(2π×10t )+10sin(2π×5×104t ) (mV)（5）v i (t ) = 10sin(2π×103t )+10sin(2π×107t ) (mV) 【解】本题用来熟悉：放大器的频率失真问题。
（1）输入信号为一单一频率正弦波，f =10kHz ，由于f L ＜f ＜f H ，所以，不存在频率失真问题。
但由于输入信号幅度较大（），经100倍的放大后峰峰值为×2×100=20V ，已大大超出输出不失真的动态范围为V opp =10V ，故输出信号将产生严重的非线性失真（波形出现限幅状态）。
（2）输入信号为一单一频率正弦波，f =1MHz ，由于f L ＜f ＜f H ，所以，不存在频率失真问题。
又由于输入信号幅度较小（），经100倍的放大后峰峰值为×2×100=2V ＜V opp （10V ），所以，也不会出现非线性失真。
（3）输入信号的两个频率分量为f 1=400Hz ，f 2=1MHz ，均处在放大器的中频区，所以，不存在频率失真问题。
又由于输入信号幅度较小（），所以，也不会出现非线性失真。
（4）输入信号的两个频率分量为f 1=10Hz ，f 2=50kHz ，f 1＜f L ，f L ＜f 2＜f H ，所以，放大后会出现低频频率失真。
又由于输入信号幅度较小（），叠加后也未超出线性动态范围，所以，不会出现非线性失真。
（5）输入信号的两个频率分量为f 1=1kHz ，f 2=10MHz ，f L ＜f 1＜f H ，f 2＞f H ，所以，放大后会出现高频频率失真。
又由于输入信号幅度较小（），叠加后也未超出线性动态范围，所以，不会出现非线性失真。
【3-7】分相器电路如题图所示。
该电路的特点是R C =R E ，在集电极和发射极可输出一对等值反相的信号。
现如今有一容性负载C L ，若将C L 分别接到集电极和发射极，则由C L 引入的上限频率各为多少不考虑晶体管内部电容的影响。
【解】本题用来熟悉：负载电容对放大器高频响应的影响。
（1）若将开关S 接a 点，则负载电容C L 接至集电极，由此引入的上限频率f Ha 为（2）若将开关S 接b 点，则负载电容C L 接至发射极，由此引入的上限频率f Hb 为 可见，f Hb ＞＞f Ha ，这是因为射极输出时的输出电阻R ob 很小，带负载能力强的缘故。
【3-8】放大电路如题图（a ）所示。
已知晶体管参数β=100，r bb ′=100Ω，r be ′=Ω，C be ′=60pF ，C bc ′=4pF ，电路参数如图所示，要求的频率特性如题图（b ）所示。
试回答：（1）R C =（首先满足中频增益的要求）（2）C 1=（3）f H =+v－+v【解】本题用来熟悉：放大器频率响应的分析方法。
（1）由题图（b ）可知，中频增益A V SM =40dB ，即100倍。
而故R C =Ω（2）由题图（a ）可知，C 1决定了下限频率，由题图（b ）又可知，f L =10Hz ，则有；取C 1 =10μF 。
（3）【3-9】放大电路如题图所示。
要求下限频率f L =10Hz ，若假设r be =Ω，且C 1、C 2、C 3对下限频率的贡献是一样的，试分别确定C 1、C 2、C 3的值。
+v7【解】本题用来熟悉：放大器下限频率的分析方法。
根据题图和题意可得：取 C 1=10μF ，C 2=10μF ，C 3=1000μF 。
【3-10】在题图中，若下列参数变化，对放大器性能有何影响（指I CQ 、A v m 、R i 、R o 、f H 、f L 等） （1）R L 变大；（2）C L 变大；（3）R E 变大；（4）C 1变大。
【解】本题用来熟悉：电路参数对放大器性能的影响。
（1）R L 变大，对I CQ 、R i 、R o 无影响。
但A v m 变大，因为f H减小，因为f L减小，因为（2）C L变大，对I CQ、A v m、R i、R o均无影响，但会使f H减小，因为（3）R E变大，将使I CQR i增大，因为R i≈R B1∥R B2∥r be，而A v m增大，因为r be增大。
R o基本不变，f H基本不变，f L将减小。
（4）C1变大，I CQ、A v m、R i、R o、f H基本不变，而f L将减小。
【3-11】一阶跃电压信号加于放大器输入端，用示波器观察输出信号，显示如题图(b)所示的波形，试估计该放大器的建立时间t r和上限频率f H。
（假设示波器本身的带宽远大于被测放大器带宽，且放大器为单极点系统）。
【解】本题用来熟悉：建立时间t r的概念以及建立时间t r与上限频率f H之间的关系。
建立时间t r定义为输出电压从10%V o上升到90%V o所需要的时间。
由题图(b)可得：t r=－=μs9E5-2 R=1K Ω，E=10V ，ui=20sin(ωt) V ，分别画出输出电压uo 的波形。
二极管的正向压降忽略不计。
解：-20V< ui<10V ，D1截至，uo=ui 10V< ui<20V ，D1导通，uo=10V解：-20V< ui<10V ，D2截至，uo=10V10V< ui<20V ，D2导通，uo=ui【6-1】有两个晶体管分别接在电路中，工作在放大状态时测得三个管脚的电位分别如下，试判断晶体管的三个电极及类型（硅管、锗管、NPN 型管、PNP 型管）解：晶体管II 为锗管，1——集电极，2——基极，3——发射极 晶体管I 为硅管，1——基极，2——发射极，3——集电极 【6-2】判断晶体管的状态-12V-18VT +6V -0.2VT -3V-5.6VT1.6V1.4VT放大 放大 截止 饱和(a)图为NPN 型三极管，V B >V E ,发射结正偏；V C >V B ,集电结反偏，所以三极管处于放大状态(b)图为PNP 型三极管，V B <V E ,发射结正偏；V C <V B ,集电结反偏，所以三极管处于放大状态(c)图为NPN 型三极管，V B <V E ,发射结反偏；V C >V B ,集电结反偏，所以三极管处于截止状态【6-4】放大电路如下图。
已知V CC =12V,R C =3K Ω, R B =240K Ω,β=60,U BE =。
（1）估算Q 点；（2）静态时，C1,C2上的电压各为多少并标出极性。
U t-u t-.==60 2.8mA =12-2.8m 3K 3.6CC BEQ BQ CQ BQ B CEQ CC CQ C V U I I I R U V I R Vμβμ-===⨯==-⨯=1207解：(1)47A ，47240K(2)静态时，C1上电压为，C2上电压为，极性如图所示。
【6-7】续6-4，画出微变等效电路，并分别求以下两种情况下的电压放大倍数Au ：（1）负载开路，（2）R L =6K Ω。