哈工大2015模电复习总结习题

um
fH、下限截止频率 fL；
& 的幅频特性波特图，并标明上升和下降的斜率； 2、在图 7 所示对数坐标中画出 A u
& =-0.1，其中环路增益 AF & & 的相 3、将该放大电路接为负反馈放大电路，设反馈系数 F
频特性波特图如图 7 所示，请判断该负反馈放大电路是否会产生自激振荡；
& 应下降到多少才能使电路到达临界稳定状态； 4、 若产生自激， 则求 F 若不产生自激，
⑤
⑥
⑦
④
⑨
⑧
⑥
③
④
③
⑤
②
①
①
②
图7
图8
解：
① ，②⑥或者②③，①⑥ ②⑧，①④，⑤⑦
七、某放大电路的电压放大倍数的频率特性表达式为
& = A u − 104 jf f ⎞⎛ f ⎞⎛ f ⎞⎛ f ⎞ ⎛ ⎜1 + j ⎟⎜1 + j 3 ⎟⎜1 + j 5 ⎟⎜1 + j 6 ⎟ 10 ⎠⎝ 10 ⎠⎝ 10 ⎠⎝ 10 ⎠ ⎝ & 、上限截止频率 1、求中频电压放大倍数 A
+
R6 K UREF Y
uO2
A2
R3 R2 R4 R5
uA =(1+
R4 )KU REFuo R5
uI
R1 R7
A1
uO
uA −uI = R2 R1 uo = − R5 R2 uI R1 R4 + R5 KU REF
图5
上“-”下“+” ；
uo2 = (
R R2 R3 −uI −uI R2 −R R + ) R3 + 2 uI = −uI ( 3 + + 2) R1 R1 ( R4 + R5 ) R1 R1 R1 ( R4 + R5 ) R1
4．电路如图 4 所示，ui 为正弦电压，集成运放的最大输出电压为±8V，最大输出电流为 ±20mA，VD1 和 VD2 的管压降为 0.7V，VT1 和 VT2 的｜UBE｜=0.7V，饱和压降｜UCES｜ =2V，则最大不失真输出功率为 4 W；为使负载得到最大的输出电流，VT1 和 VT2 的 β 值应不低于 50 。
1 (3 分) 2 πRC
得分
四、 （8 分） 1. 将图 8 合理连线，组成 RC 桥式正弦波振荡电路。
+VCC Rc1 Re3
⑧
R
⑤ ①
Rb1 T1 I T2
③
Rb1 Rc3
T3
C
④
R
C
②
-VCC
⑨
⑥
Rf
⑦
图8
六、 （10 分）图 9（a）所示电路中集成运放的最大输出电压为±14V，稳压管 VDZ1 的稳 压 值 ± U z 1 =±3V ， VDZ2 的 稳 压 值 ± U z 2 =±4V ， R1=R2=10kΩ ， C1=C2=0.1µF ，
五、 （10 分）放大电路如图 10 所示，已知晶体管的电流放大系数 β=100，UBE = 0.7V，
rbb’=300Ω； Rb = 100kΩ ， Rc = 6.2kΩ ， Re = 15kΩ ， RL2 = 470Ω 。试求： 1．计算电路的静态工作点； 2．计算输入电阻 Ri； 3．若 U o1 Ui
β RC1 RB + rbe + (1 + β )(( R / 2) // RE1 )
Auc = −
β ( RC1 + 2 RC2 ) RB + rbe + (1 + β )(2 RE2 + RE1 )
Rf u +u R 2R 2R (1 + ) Aud (uI1 − uI2 ) + ( Auc I1 I2 + U C ) ( f (1 + )) 10−5 2 R RG R RG
rbe1 rbe2 ( Rc1 + ( Rb2 // rbe2 ))
4． U Omax = U CEQ2 , I CQ2 RL ' ≈ 1V 5．第一级，饱和失真，减少 R b11 或增加 Rb22。 第二级，饱和失真，增加 Rb2。
五、 （10 分） 电路如图 8 所示， 其中差分放大电路的两个对称管 VT1 和 VT2 的 β1 = β 2 = β ，
& I i
& I b1
& I c1
& I b2
& I c2 & βI b2
& βI b1
& U i
& I e2
& U o
′ RL
3．
Ri = Rb11 // Rb12 // rbe1 Ro = Rc1
(1)开路电压法
Au1 = − Au2 = −
β Rc1
rbe1
β ( Rc2 // RL )
rbe2
则说明有多大的相位裕度。 （7 分）
& / dB 20 lg A u
φAF
图7
f 1 1 1 & = −105 10 1、 A u f f f f 1+ j 1+ j 3 1+ j 5 1+ j 6 10 10 10 10
j
& = −105 、fH=103Hz、fL=10Hz； A um
（3 分）
2、
− β ( Rc / / RL1 ) (1 + β )( Re / / RL2 ) = rbe + (1 + β )( Re / / RL2 ) rbe + (1 + β )( Re / / RL2 )
RL1 = 0.49k Ω
二、 （12 分） 电路如图 4 所示， Rb11= 20kΩ ， Rb12=47 kΩ ， Rc1=4.7 kΩ ， Rb2=300 kΩ ， Re1=3.3 kΩ ， Re2=4.7 kΩ ， Rc2=1 kΩ ， RL=2 kΩ ，β 1 = β 2 = 100 ， VCC=12V， UBE1=-UBE2 = 0.7V， rbb’=300Ω。 试求： ； 1. 各级电路的静态工作点（包括 ICQ1 和 UCEQ1，ICQ2 和 UCEQ2） 2. 画出电路的微变等效电路； & & = U o 、输入电阻 Ri 和输出电阻 RO 的表达式； 3. 写出电路总电压增益 A u & U
三、 （4 分） 电路如图 5 所示， 运算放大器和模拟乘法器都具有理想特性， K >0， U REF >0。 回答以下问题： 1． 若使运算放大器工作在线性区， 在图中标出 A1 的同相输入端 “+” 和反相输入端 “-”； 2．求 u o 的表达式。
图5 解： 上“+”下“-”
u uI R = − O2 ⇒ uO2 = − 2 uI R1 R2 R1 uO2
图4
五、 （6 分）电路如图 5 所示，晶体管的饱和压降可以忽略(UCES≈0V)。 1. 负载 RL 上获得的最大输出功率是多少？ 2. 电路的电压放大倍数等于多少？
图5 1. Pomax =
U ≈ 14.1W (3 分) 2 RL
2 om
2． 1 +
R5 (3 分) R2
K >0， U REF >0。 三、 （4 分） 电路如图 5 所示， 运算放大器和模拟乘法器都具有理想特性， 回答以下问题： 1． 若使运算放大器工作在线性区， 在图中画出 A1 的同相输入端 “+” 和反相输入端 “-”； 2．求 u o 和 u o2 的表达式。
I CQ1 = β I BQ1 = 0.835mA U CEQ1 = VCC − I CQ1 ( Rc1 + Re1 ) = 5.32V
图4
I BQ2 = VCC + U BE2 = 14.6μA Rb2 +(1+β )Re2
I CQ2 = β I BQ2 = 1.46mA U CEQ2 = −(VCC − I CQ2 ( Rc2 + Re2 )) = −3.68V
⎫ ⎪ R4CR2 duI ⎪ ⎬ ⇒ uO = KU REF 1 1 KU REF R1 dt =− uO3dt = − KU REFuO dt = − uO dt ⎪ ∫ ∫ ∫ ⎪ R4C R4C R4C ⎭
六、 （6 分）判断图 6 中电路的级间交流反馈的极性和组态。
(a) (a) 电压串联负反馈(3 分) 五、 （10 分）简答题。 图6 (b) 电流串联负反馈(3 分)
i
& 的最大不失真输出幅度； 4. 假设第一级放大电路未产生失真，求 U o
5. 设输入一正弦信号时，输出电压波形出现了顶部失真。若原因是第一级的 Q 点不
合适，问第一级产生了什么失真？如何调节电路参数可以消除失真？若原因是第 二级 Q 点不合适，问第二级产生了什么失真？如何调节电路参数可以消除失真？ （可调节的参数为 Rb11、Rb12 和 Rb2）
（3 分） （1 分）
截止频率 f p = 2．低通。
KU REF 2πRC
（1 分） （1 分）
2. 判断图 7(a)和(b)中电路能否产生正弦波振荡？如果能产生振荡，写出振荡频率 f =？，如果不能振荡，简要说明原因。(设电路中 Cb 的容量足够大) （4 分）
& U O
(a)
图7
(b)
2． （a）能， f =
Rb2 // rbe2 Rc1 + Rb2 // rbe2
(2)输入电阻法
Au1 = − Au2 = −
β ( Rc1 // Rb2 // rbe2 )
rbe1
β ( Rc2 // RL )
rbe2
Au = Au1 Au2 =
β 2 Rc1 ( Rb2 // rbe2 ) ( Rc2 // RL )
. .
=
U o2 Ui
.
.
，试确定 RL1 的大小。
图 10 五、
1 I BQ =
R1 + (1 + β ) Re
15V − U BEQ
≈ 8.9μA
I CQ =β I BQ ≈ 0.89mA
U CEQ =30V − I CQ ( Rc + Re ) ≈ 11.1V
2 3
Ri =
& U i = R1 // [ rbe + (1 + β )( Re / / RL2 ) ] ≈ 33k Ω & I i
R b12 C1
Ui
Rc1
T1
Re2 C +VCC e1
T2
C2 Rb2
C3
Uo
VCC ' =
Rb11 VCC = 3.6V Rb11 + Rb12 VCC '− U BE1 = 8.35μA Rb '+(1+β )Re1
R b11 R e1 Ce1
Rc2
RL
Rb '=Rb11//Rb12 = 14kΩ I BQ1 =
& / dB 20 lg A u
100 80 60 40 20 0 -20 -40 1 10 102 103 10 4 10 5 106 107
f / Hz
φAF
90 0 -90
-60
f / Hz
Байду номын сангаас
-180 -270
（2 分） （1 分） （1 分）
U o ( s) 的表达式、通带电压放大倍数的表达式和截止频率的 U i (s)
1 2π L C2C3 C2 +C3
（b）能， f =
1 2π L1C
十、 （6 分）判断图 7 中电路能否产生正弦波振荡？要求：能产生正弦波振荡的，写出振 荡频率；不能产生正弦波振荡的，说明其原因。
(a) 图7 (a) 能振， f =
(b) (b) 不能振，静态时，因此放大电路部分不能正常工作(3 分)
图8
1．差模
共模
& I b
& I c
& βI b1
+ RB
& I b
rbe 1/2uIc -
& I c
& βI b
RE1 2RE2
+ RC1 1/2uoc 2RC2 -
2． uIC =
uI1 + uI2 = 4mV 2
uId = uI1 − uI2 = 2mV
3．仪用放大器 4． Aud = − 5． u O = −
{
}
rbe1 = rbe2 = rbe 。回答如下问题：
1．画出差分放大电路负载开路时差模和共模半边电路的微变等效电路； 2．当 uI1 = 5mV, uI2 = 3mV 时，共模输入和差模输入电压分别为多少？ 3．求差分放大电路负载开路时的双端输出差模电压放大倍数 Aud 与单端对地共模电 压放大倍数 Auc 的表达式； 4．指出虚线框内电路的名称，若虚线框内电路的共模抑制比为 100dB，其共模放大 倍数 Auc1>0，假设已知差分放大电路晶体管静态电位为 UC，求输出电压 uO 的表 达式（uO 与 uI1 和 uI2 的关系式） 。
3、会产生自激振荡；
& = −0.01 4、 F
电压 U REF > 0 。试回答：1．求传递函数
五、(6 分) 电路如图 5 所示，已知运放和模拟乘法器均具有理想特性，模拟乘法器增益 K > 0 ，参考
表达式；2．说明该电路为哪种类型的滤波器（低通、高通、带通、带阻）？
图5
1．
U i (s) U ( s) =− o − sCU o1 ( s ) R1 R U (s) U o1 ( s ) = o KU REF U o ( s) RKU REF =− U i ( s) R1 KU REF + sR1 RC R 通带电压放大倍数 Aup = − R1
(b)
1．如图 7 所示放大电路，为了稳定输出电压，减小输入电阻，请问应引入何种交流反馈， 并将反馈支路的节点①和②连接到图中③、④、⑤和⑥等合适位置。 （2 分） 2．如图 8 所示放大电路，为了稳定输出电流，减小从信号源索取的电流，请问应引入何 种交流反馈，并将反馈支路的节点①和②连接到图中合适位置，并将放大电路连接完整。 （4 分）