模拟电子技术教程第4章习题答案

第4章习题
1．概念题
（1）在多级直接耦合放大器中，对电路零点漂移影响最严重的一级是第1级，零漂最大的一级是最后1级。

（2）差分放大电路有 4 种输入输出连接方式，其差模电压增益与输出方式有关，与输入方式无关。

（3）集成运放是一种采用直接耦合方式的放大电路，所以低频性能好，其最大的问题是零漂大。

（4）一个带宽为0.1～10MHz的宽频带多级放大电路，应采用的耦合方式是（B、D ）。

A：阻容耦合B：直接耦合C：变压器耦合D：光电耦合（5）有两个性能完全相同的放大器，其开路电压增益为20dB，R i=2kΩ，R o=3kΩ。

现将两个放大器级联构成两级放大器，则开路电压增益为（B，20dB+12dB=32dB ）。

A：40 dB B：32 dB C：16 dB D：160dB
（6）放大电路中采用复合管的目的是（ C ）。

A：增加输入阻抗B：减小零点漂移C：提高电压或电流放大倍数
（7）一般情况下，我们用输入短路，将测得的输出电压除以运放的增益的实验法测得输入失调电压U IO。

（8）双入双出的差分放大电路，其共模信号幅值不管多大都不会影响差模输出。

对吗？
（不对）
（9）共模信号和差模信号都可以是交流信号，也可以是直流信号。

对吗？（对）（10）对于长尾式差分放大电路，不论是单端输入还是双端输入，在差模交流通路中，射级电阻R e可一概视为短路。

对吗？（对）
（11）有源负载可以增大放大电路的输出电流。

对吗？（不对）
（12）电压输入输出型运放是用量最大的运放，因而产量大、价格低。

对吗？（对）（13）基本镜像恒流源的原理是两个三极管工作在同一条输出特性曲线上。

（14）在运放中恒流源的作用有提供静态工作电流或提供有源负载。

（15）由于频率特性好且易于集成，光电耦合具有很广阔的前景。

2 .如图4-63所示多级放大电路中，试判断各单级放大电路的类型及各级间的耦合方式。

解：
（a）两级共射，阻容耦合
（b）两级共射，直接耦合
（c）共射-共集，直接耦合
（d）共源-共射，阻容耦合
（e）共射-共源-共射，阻容-变压器耦合
3 .画出题2中各图微变等效电路，并写出A u、R i及R o的表达式。

（略）
4．图4-64为两级阻容耦合交流放大电路。

设β1、β2、r be1、r be2及各电阻均为已知。

（1）分析两管工作的组态；
解：
（1）共集-共基放大电路
C2
o i2e11be1b2b1i 2
be2e2i22
2u2i2e11be1i2e11U1U2U1U R R )]//R )(R β(1//[r //R R R β1r //
R R A )
//R )(R β(1r )//R )(R β(1A A A A =++=+==
+++=⨯=be C r R β
5．在图4-65所示的两级阻容耦合放大电路中，已知β1=β2=50，r be1=1.6 kΩ，r be2=1 kΩ，其它参数如图中所示。

（1）电路的输入阻抗R i 和输出阻抗R o ； （2）电路的电压放大倍数A u 、A us 。

解：
112
125125
)
//(A 1
)//R )(R β(1r )
//R )(R β(1A A A A .1k 5R R 1////R )]//R )(R β(1//[r R R 222u2i2e11be1i2e11U1U2U1U C2o 232i2i2e11be1b1i -≈+=
-=-≈-=
≈+++=⨯===≈=≈++=u s
i i
us U be L c be b b A R R R A A r R R k r R R β
6 .电路如图4-66所示为场效应管和晶体管组成的两级放大电路。

已知T 1的g m ，T 2的β及r be 。

（1）画出微变等效电路；
（2）求电压放大倍数和输入、输出阻抗。

解：
（1） 微变等效电路如图所示。

（2）
C
o g i21u2
be GS m GS be GS m 1U1U2U1U R R R R )//(A r u g u r u g A A A A ==-===+==⨯=be
L C o o i o r R R u u u u β
7. 在图4-67两级放大电路中，已知晶体管β=50，，r bb′=300Ω，U BE =0.7V ；二极管U D =0.7V ，
r D =100Ω； 场效应管U GS(th)=4V ，I DO =10mA 。

（1）求各级静态工作点；
（2）为了保证T 2管正常工作，求R 2的最大值；
（3）写出中频电压放大倍数A us 、输入阻抗R i
和输出阻抗R o 的表达式。

解：
V
R I V U mA
U U I I V U U V R I V I DQ CC DSQ th GS GSQ DO DQ Q C GSQ CQ CC Q 5.45.2)1(
6U 3.5U U mA
5.1I 0.03mA
R U U -R U -U -V I -I I 132)
(D E D 2CEQ CQ S
D
BE 1D BE CC RS R1BQ =-==-==+==--====+=
=β）
（
Ω
==Ω≈++====
-=-=≈++=-≈++-
=⨯=<>-=K K r r mS
I I U R g I mV
r r r R R I V D be DQ DO th GS m CQ
bb D
be th GS CQ CC 5R R 8.4])1(//[R R 240
A 5.22g 5.7A k 2.126)
1(r 32
1A A A A 3 5.3K R U U 23o 1i u )
(m 3u2'
be 2
u1U2U1U 2)(2GSQ ββββ）（）
（）
（
8. 若在差动放大器的一个输入端加上信号u i1=20mV ，而在另一输入端加入信号u i2。

当u i2分别为20mV 、－20 mV 、10 mV 、0V 时，分别求出上述四种情况的差模信号u id 、共模信号u ic 及差模输入u i 的数值。

解：
id i i i ic i i id u u u u u u u 22
2u 2
1
2
1=+=-=
9. 图4-68所示电路中，晶体管参数理想对称，β均为50，r bb′=300Ω。

（1）求静态时两管的I CQ 、U CQ ；
（2）求当u i1=5V ，u i2=5.01V 时的双端输出电压u o ； （3）求当u i1=10mV ，u i2=0V 时的双端输出电压u o ； （4）若R c1=5kΩ，R c2=5. 1kΩ，重复（1）、（2）计算过程。

解：
V
u V
u u R r R R R u R r R R R R r R R A R r R R A u A A A u u V u u r R R R u r R R R r R R A r R R A u A A A u u V
R I V U V
R I V U mA I I I V u u A V
u u A A K I mV
r r R r R u u A V
R I V U mA
o o i i e be Q C C ic e be Q C C o e
be Q C c e
be Q C c ic c c ic c ic c c i i be
Q C C id be
Q C C be
Q C d be
Q C d id d d id d id c c C CQ CC CQ C CQ CC CQ EQ CQ CQ i i d i i d d EQ
bb be Q
be C i i d C CQ CC CQ 96.005.0)01.1(u u 05.0)2
1
)1(2)()1(2)(u )1(2)1(2)(u u A -u 01.1)2
1
)
()
(u )()u (u A -u 23.635.613.141)(u 2)3(1)(u 1005.126)
1(A )(u (2)35.613.12R U -V I (1)I c d 0212121c 2
21
1212c121c 0212121d 02
21
1212d121d 022********o 21o '
d 21o e
BE
EE EQ CQ -=+-=∆+∆=∴=+⨯+++--=+++--
=∆+++-
=+++-
=-=-=∆∆=∆-=-⨯++-
=++-
=∆+-
=+-
=+=--=∆∆=∆=-==-====-=-=-=-=-=≈++=+-=
-==-==≈
≈（对共模信号：
（对差模信号：
）电路不对称：
（）分析同（电路完全对称时ββββββββββββββ
10. 在图4-68所示电路的基础上接入10kΩ的负载R L 及100Ω的射级调零电位器R W ，如图4-69所示。

设电位器的滑动端处在其中点，试对该电路作全面的静态分析和动态分析。

解：
10K
2R R k
102
1
)1(2R -2521
)1()
R 2
1
//(23.613.11.132R R 2
1
U -V I C O W id W
L 2121e W BE
EE EQ ===+++==+++-
==-===≈=≈+≈
）（动态分析：
静态分析：R r R R r R R A V R I V U U mA I I I mA
be Q be Q C d C CQ CC CQ CQ EQ CQ CQ βββ
11. 如图4-70所示差分放大电路，已知β=50， r bb′=300Ω。

（1）求静态时R L =2.2kΩ及R L =∞两种情况下两管的集电级电流及集电极电位；
（2）写出输出电压u o 的表达式，计算R L =2.2kΩ，u i =10mV 时u o 的值
（3）计算共模抑制比及共模输入阻抗；
（4）T 2管的基极接地，为什么其集电极可以有信号输出？分析T 2的放大过程。

解：
2.3V
)//R (R I -V R R R U 2.2K R 6.4R 9V V 2.22R U -V I (1)L C CQ CC C
L L
CQ2L 22L CC 121e
BE
EE EQ =+=
Ω==-=∞===≈==≈≈
：：
V R I V U U mA I I I mA
C CQ CC CQ CQ EQ CQ CQ
Ω
≈++=≈++==
=Ω≈++=⨯++-
⨯=
++-==
+=k 50)1(2
1
200)1(221)3(27595026)
1(2
u
)1(2)//(u //2
1u )1(2)//(A //21u A u A u (2)
'
i
i o c ic C i d o ）（）
（）（e be ic be
e
be c d o EQ
bb be e be L C be
L C e be L C be
L C d R r R r R r A A CMR mV u I mV
r r R r R R r R R R r R R r R R A βββββββββ
（4）射级耦合，T 2共基放大
12. 某场效应管差动放大电路如图4-71所示。

对电路做全面的静态和动态分析。

解：
d
O id 2
)
(D SS GSQ 2R R R )2()1(
2=∞=-=--=-=-=-=d m d S DQ SS SQ d DQ DD DQ th GS GSQ DO DQ S Q R g A R I V U R I V U U U I I R I V U 动态分析：静态分析：
13. 电路如图4-72所示，已知晶体管的β=200，r bb′=200Ω，R Q =2kΩ。

忽略晶体管的饱和电压降，希望信号最大输出电压为12V ，试求： （1）电阻R C 的值；
（2）差模电压增益和差模输入阻抗；
（3）如果希望u o 一端接地，并构成同相放大器，负载应接在何处？
解：
k
r R k I mV
r r R r R V u V u R I V R I U R I V U U U mA I I be Q EQ
bb be Q
be c
d c C
CQ CC Q BQ BE C CQ CC EQ CQ CEQ
EQ CQ 8.14)(2R 4.526)
1(176A 26126K R 6V R I 6V U )(12
1
1id '
max 10mmax C C CQ CEQ =+=≈++=-=+-
==∆→=Ω=⇒=⇒=-≈----=-===ββ）（满足当）（
（3）接在c 2和地之间。

14. 电路如图4-73所示，所有晶体管均为硅管，β均为60，r bb′=100Ω，稳压管稳压值U Z =3.7V 。

试求：
（1）求T 3管的集电极电流I C3；
（2）要使静态时u o =0，则R c2＝？； （3）求差模电压放大倍数A d 、差模输入阻抗R id 及输出阻抗R o 。

解：
k
R R k r R R r R A k I mV
r r K
R r R k I mV
r r r R R A A A A K I V
R V U R I R I mA I I I mA
I I mA I V R I mA
c o be i
d
e be C u EQ bb be e be i C bb be be i C u u u d RC C BE e CQ C RC BQ C RC CQ BQ CQ EE C CQ o 1020220
)1(8.226)
1(30)1(102
126)
1(15
//21)
3(14.71114.02
1
01.06.000u 20.3R U -U I I (1)44
4
4
24
'444
23'
11
221212
244224324
4444C3
BE
Z E3C3====-=++-
=≈++==++=Ω≈++=-==
⨯=Ω==
≈+==-=
===⇒=-⇒=≈=
=βββββββ
）
（）
（
15. 电路如图4-74所示。

指出连接正确的复合管的类型，标明其等效管脚。

解：（a）错误
（b）错误
（c）正确，PNP管，e、b、c（从上到下）
(d) 正确，NPN管, c、b、e（从上到下）
（e）错误
(f) 错误
（g）正确，N沟道增强型，D、G、S（从上到下）
（h）错误
16．威尔逊电流源是镜像电流源的一种改进电路，如图4-75所示。

设V1=V2=10V，R1=8.6kΩ，R2=4.7kΩ，三个晶体管的特性均相同，β均为50，U BE=0.7V。

求晶体管T2的集电极对地电位U C2=？
解：
V
IR
V
U mA
C
3.5
1
R
2U
V
I
I
2
2
21
BE
1
C1
=
-
==
-
=
≈
17.某复合管差分放大电路如图4-76
所示。

设所用晶体管均为硅管，β1=β2=30，β3=β4=100。

（1）求静态时I c5、I Rc的值；
（2）求差模电压放大倍数A d、差模输入阻抗R id和输出阻抗R o 解：
mA
I I I A
I I mA
I I mA I R R
I mA
R CQ CQ RC EQ EQ C EQ R e e C 5.0515.021
12R U -12V I 133
3
1535
65
e6
BE
R ≈+≈=+≈===≈≈+≈μβ
k
R R k R r r R K I mV
r r K I mV
r r R
r r R A c o W
be be id EQ bb be EQ bb be W be be C
d 4.122912]}2
)1()[1({22.526)
1(15626)
1(40
]
2
)1()[1(233113
3'
31
1'
133
1131==≈++++=≈++=≈++=-≈++++-
=ββββββββ）（
18. 如图4-77所示为F007集成运放中的电流源电路，各管的β均为5，U BE =0.7V 。

试计算I C13、I C10的值。

解：
mA
I I A I I I
mA
R C C C R C 52.02
28ln R U I 0.73R 2U 2V I 131010
4T 105BE CC R ≈+=
≈≈
≈-=ββμ
19.如图4-78所示为集成运放5G28的输入级简化电路。

试说明电路组成特点及各元、器件的作用。

解：
T 1、T 2结型场效应管组成的差分放大电路，双入单出； T 3、T 4电流源电路做有源负载； T 5恒流源电路提供偏置。

20. 如图4-79所示为集成运放的互补对称输出级电路。

试说明电路组成特点及各元、器件的作用。

解：
T 1、T 2组成NPN 型复合管和T 3构成互补输出，调节R 2
提供1.4V 的偏置，消除交越失真。

21.
已知一集成运算放大器的性能参数为：A d =105，
K CMR =80dB 。

计算当差模输入电压u i =10μV 、共模输入电压u ic =1000μV 时的输出电压u o 。

考虑输入失调电压U IO =1mV 时运放是否工作在线性区？ （已知V CC =12V ）
解：
运放不工作在线性区。

OM ic c IO i d ic c i d d
U u A U u A V u A u A CMR
A >>++=+===
==)(01.1u 10A 0180dB CMR o C 4
【修正：教材中该题已知条件应包括“V CC =12V ”】 22. 电路如图4-80所示。

（1）说明电路是几级放大电路，各级分别是哪种形式的放大电路（共射、共集、差放等）；
（2）分别说明各级采用了哪些措施来改善其Array性能指标（如增大放大倍数、输入电阻等）。

解：
输入级：T1T3、T2T4组成共集-共基差分放大电路，T5、T6为有源负载；
中间级：T7、T8两级共射放大
输出级：T9、T10共集互补输出；。