模电作业汇总.docx

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模电作业汇总

1.1.如图P1-6所示电路，设稳压二极管导通电压UD=0.7V，D1稳压值UZ1＝6.3V，D2稳压值UZ2＝3.3V，试计算：

1.当输入电压Ui＝12V时，输出Uo的值。

2.当输入电压Ui＝6V时，输出Uo的值。

3.当输入电压Ui＝3V时，输出Uo的值。

解：

（a）1．D2反向导通，D1正向导通，Uo=UZ2＋UD＝4V

2.Uo=UZ2＋UD＝4V

3.Ui＝3V时，D2反向不导通，Uo=3V

（b）1.D1、D2均反向导通，Uo=UZ2＋UZ1＝9.6V

2.反向不导通，Uo=6V

3.Uo=3V

（c）1.D1、D2均正向导通，Uo=UD＋UD＝1.4V

2.Uo=UD＋UD＝1.4V

3.Uo=UD＋UD＝1.4V

（d）1.D2反向导通，D1不导通，Uo=3.3V

2.D2反向导通，D1不导通，Uo=3.3V

3．D1、D2均不导通，Uo=3V

1.2.

如图P1-7（a）所示电路，设稳压二极管导通电压UD=0.7V，稳压值UZ＝3.3V，输入电压波形如图P1-7（b）所示，试画出输出uo的波形。

解：

1.3.

根据图P1-8各电路中所测的电压值判断三极管的工作状态（放大、饱和、截止和损坏）。

解：

（a）发射极正偏压，集电极反偏压，IC不为零，是放大状态；

（b）发射极正偏压，集电极正偏压0.4V，为饱和状态；

（c）发射极正偏压，集电极反偏压，IC为零，而IE和IB不为零，损坏状态；

（d）发射极正偏压，集电极反偏压，但IC和IB为零，损坏状态；

（e）发射极无偏压，集电极反偏压，为截止状态；

（f）发射极正偏压，集电极反偏压，为放大状态。

2.11基本阻容耦合放大电路及三极管输出特性曲线如图P2-2所示，三极管发射极的导通电压UD=0.7V、β＝100，VCC=12V，Rb=282k，RC=RL=1.5k，各电容值足够大，试计算工作点、画出直、交流负载线。

解：

IBQ＝（VCC－UBE）/RB=（12-0.7）/282k=40uA

ICQ=β*IBQ=4mA

UCEQ=VCC-ICQ*RC=12–4*1.5=6V

直流负载线:

UCE=VCC-IC*RC

交流负载RL＝RC‖RL=1.5/2=750Ω

交流负载线:

uCE=UCEQ+ICQ*RL-iC*RL

如图，斜率大的为交流负载线。

2.14设在图P2-5（a）所示电路中，三极管的输出特性曲线如P2-5（b）所示，RS=500，Rb1=9.3k，Rb2=2.7k，rbb=100，VCC=12V，RE1=100，RE=400，RC=1.5k；三极管的导通电压UD=0.7V、=100。

试

1.计算静态工作点、画出直、交流负载线。

2.画出该电路的h参数等效电路

3.计算电压放大倍数Au、源电压放大倍数AS、输入电阻Ri、输出电阻Ro

解：

1.UBQ＝VCC*Rb2/（Rb1+Rb2）＝12*2.7/（9.3+2.7）＝2.7V

UEQ＝UBQ－UBEQ＝2V

ICQ≈IEQ=UEQ/（RE1+RE2）=2/（100+400）=4mA

IBQ＝ICQ/β=40uA

UCEQ＝VCC－ICQ*RC－UEQ=12－4*1.5－2=4V

直流负载线:

UCE=VCC-IC*（RE1+RE2+RC）

交流负载RL＝RC+RE1=1.5+0.1=1.6kΩ

交流负载线:

uCE=UCEQ+ICQ*RL-iC*RL

如图，斜率大的为交流负载线。

2.h参数等效电路

3.Rb=Rb1||Rb2=9.3||2.72.09k

rbe=rbb+26/IBQ=100+26/0.04=750

Ri=Rb||{rbe+（1+β）RE1}=2.09||{0.75+101*0.1}=1.75k

Ro=RC=1.5k

Au=uo/ui=－βRC/[rbe+（1+β）RE1]=－100*1.5/10.85-13.8

ui=uS*Ri/（Rs+Ri）

AS=uo/uS=uo/ui*ui/uS=Au*Ri/（Rs+Ri）=-13.8*1.75/（0.5+1.75）=-10.75

2.17

图P2-8所示的阻容耦合共集放大电路中，VCC=12V，RS=1k，Rb=530k，RE=RL=6k；三极管的导通电压UD=0.7V，rbb=400，=99。

试

1.计算静态工作点

2.画出该电路的h参数等效电路

3.计算电压放大倍数Au、源电压放大倍数AS、输入电阻Ri、输出电阻Ro

解：

1.VCC＝IBQ*RB+UBEQ+（1+β）*IBQ*RE

IBQ=（Vcc-UBEQ）/{RB+（1+β）RE}＝（12－0.7）/（100*6+530）＝10uA

IEQ=IBQ*（β+1）≈1mA

UCEQ＝VCC－IEQ*RE＝12－1*6=6V

2.h参数等效电路

3.rbe=rbb+26/IBQ=400+26/0.01=3k

Ri=rbe+（1+β）*（RL‖RE）=3+100*（6‖6）=303kΩ

Ri=Rb||Ri=530||303kΩ≈193kΩ

Au=uo/ui=（1+β）*（RL‖RE）/Ri=100*3/303=0.99

As=uo/uS=uo/ui*ui/uS=Au*Ri/（RS+Ri）=0.99*193/（1+193）=0.985

Ro=RE||（rbe+Rb‖RS）/（1+β）=6||（3+530‖1）/101≈40Ω

4.1.

如图P4-1所示的结型场效应管电路中，Rg＝1MΩ、RS＝RSI＝1kΩ、RD＝5kΩ、RL＝10kΩ、VDD＝12V、UGS（off）=-4V、IDSO=3mA，试

1.分析静态工作特性

2.计算该电路的电压放大倍数、输入和输出电阻

解：

1.ID=IDSO（1-UGS/UGS（off））2

UGS=-ID*RS=-ID

.ID=3*（1-ID/4）2

ID1=4/3mA，ID2=12mA（舍去）

得IDQ=4/3mA

UGSQ=-IDQ*RS=-4/3V

UDSQ=VDD-IDQ（RD+RS）=12-8=4V

2.gm=-2IDSO（1-UGSQ/UGS（off））/UGS（off）=2*3（1-1/3）/4=1mA/V

Au=uo/ui=-gm（RD║RL）=-10/3=-3.33

Ri=Rg＝1MΩ

Ro=RD＝5kΩ

4.4.如图P4-2所示的结型场效应管电路中，Rg＝1MΩ、RS＝400Ω、VDD＝12V、UGS（off）=-4V、IDSO=10mA，试

1.分析静态工作特性

2.计算该电路的电压放大倍数、输入和输出电阻

解：

1.ID=IDSO（1-UGS/UGS（off））2

UGS=-ID*RS=-0.2ID

.ID=10*（1-ID/10）2

ID1=3.82mA，ID2=26.2mA（舍去）

得IDQ=3.82mA

UGSQ=-IDQ*RS=-3.82*0.4=-1.53V

UDSQ=VDD-IDQ*RS=12-1.53=10.47V

2.gm=-2IDSO（1-UGSQ/UGS（off））/UGS（off）=2*10（1-1.53/4）/4=3.09mA/V

Au=uo/ui=-gm*UGS*RS/（UGS+gm*UGS*RS）=3.09*0.4/（1+3.09*0.4）=0.55

Ri=Rg＝1MΩ

Ro=RS║1/gm＝179Ω

4.5.在图P4-3所示的放大电路中，设Rg1＝14kΩ、Rg2＝10kΩ、Rg3＝3MΩ、RS＝1kΩ、RD＝5kΩ、RL＝10kΩ、VDD＝12V、UGS（th）=2V、UGSX=6V、IDSX=4mA，各电容值足够大，试

1.分析静态工作特性

2.计算该电路的电压放大倍数、输入和输出电阻

解：

1.ID=IDSX{1-（UGSX-UGS）/（UGSX-UGS（th））}2

UGS=UG-ID*RS

UG=Rg2/（Rg1+Rg2）*VDD=10/（10+14）*12=5V

ID=4{1-（1+ID）/4}2

ID1=1mAID2=9mA（舍去）

得IDQ=1mA

UGSQ=UG-IDQ*RS=5-1=4V

UDSQ=VDD-IDQ（RD+RS）=12-6=6V

2.gm=2IDSX{1-（UGSX-UGSQ）/（UGSX-UGS（th））}/（UGSX-UGS（th））

=2*4{1-2/4}/4=1mA/V

Au=uo/ui=-gm（RD║RL）=-5║10=3.33

Ri=Rg3+Rg1║Rg2=3MΩ

Ro=RD＝5kΩ

4.2.

如图P4-1所示的结型场效应管电路中，Rg＝1MΩ、RS＝RSI＝1kΩ、RD＝5kΩ、RL＝10kΩ、VDD＝12V、UGS（off）=-4V、IDSO=3mA，试

1.分析静态工作特性

2.计算该电路的电压放大倍数、输入和输出电阻

解：

1.ID=IDSO（1-UGS/UGS（off））2

UGS=-ID*RS=-ID

.ID=3*（1-ID/4）2

ID1=4/3mA，ID2=12mA（舍去）

得IDQ=4/3mA

UGSQ=-IDQ*RS=-4/3V

UDSQ=VDD-IDQ（RD+RS）=12-8=4V

2.gm=-2IDSO（1-UGSQ/UGS（off））/UGS（off）=2*3（1-1/3）/4=1mA/V

Au=uo/ui=-gm（RD║RL）=-10/3=-3.33

Ri=Rg＝1MΩ

Ro=RD＝5kΩ

4.4.如图P4-2所示的结型场效应管电路中，Rg＝1MΩ、RS＝400Ω、VDD＝12V、UGS（off）=-4V、IDSO=10mA，试

1.分析静态工作特性

2.计算该电路的电压放大倍数、输入和输出电阻

解：

1.ID=IDSO（1-UGS/UGS（off））2

UGS=-ID*RS=-0.2ID

.ID=10*（1-ID/10）2

ID1=3.82mA，ID2=26.2mA（舍去）

得IDQ=3.82mA

UGSQ=-IDQ*RS=-3.82*0.4=-1.53V

UDSQ=VDD-IDQ*RS=12-1.53=10.47V

2.gm=-2IDSO（1-UGSQ/UGS（off））/UGS（off）=2*10（1-1.53/4）/4=3.09mA/V

Au=uo/ui=-gm*UGS*RS/（UGS+gm*UGS*RS）=3.09*0.4/（1+3.09*0.4）=0.55

Ri=Rg＝1MΩ

Ro=RS║1/gm＝179Ω

4.5.在图P4-3所示的放大电路中，设Rg1＝14kΩ、Rg2＝10kΩ、Rg3＝3MΩ、RS＝1kΩ、RD＝5kΩ、RL＝10kΩ、VDD＝12V、UGS（th）=2V、UGSX=6V、IDSX=4mA，各电容值足够大，试

1.分析静态工作特性

2.计算该电路的电压放大倍数、输入和输出电阻

解：

1.ID=IDSX{1-（UGSX-UGS）/（UGSX-UGS（th））}2

UGS=UG-ID*RS

UG=Rg2/（Rg1+Rg2）*VDD=10/（10+14）*12=5V

ID=4{1-（1+ID）/4}2

ID1=1mAID2=9mA（舍去）

得IDQ=1mA

UGSQ=UG-IDQ*RS=5-1=4V

UDSQ=VDD-IDQ（RD+RS）=12-6=6V

2.gm=2IDSX{1-（UGSX-UGSQ）/（UGSX-UGS（th））}/（UGSX-UGS（th））

=2*4{1-2/4}/4=1mA/V

Au=uo/ui=-gm（RD║RL）=-5║10=3.33

Ri=Rg3+Rg1║Rg2=3MΩ

Ro=RD＝5kΩ

5.1.

试判断图P5-1中各电路所引入的反馈组态，设各电容对交流信号视为短路。

答：

（a）电压串连负反馈.（b）电流并联负反馈（c）电流串连负反馈

（d）电压并联负反馈（e）电流串连负反馈

5.12.集成放大电路所组成的电路如图P5-2所示，试判断图P5-2中各电路所引入的反馈组态。

答：

（a）电流串连负反馈

（b）电流并联负反馈

（c）电压并联负反馈

（d）电压串连正反馈

（e）电流串连负反馈

（f）电压并联负反馈

在图P5-4所示的集成放大电路中，R1＝R2＝10kΩ，R4＝2kΩ，R5＝1kΩ，R3＝489kΩ，三极管T的放大倍数足够大，试

1.电路欲引入电流串联负反馈，电阻R3如何连接

2.计算该电路的反馈系数

3.计算该电路的电压放大倍数

解：

1.b接c，d接e

2.Fr=

3.Au=-

8.4采用运放设计一个电路，

满足运算uo＝u1－u2＋0.5u3。

解：

稳定性要求须满足：

R3//R4//R5=R1//R2-----①

则

与满足运算uo＝u1－u2＋0.5u3要求对比可得：

将此关系代人①式，可得：

8.4

试写出图P8-2所示电路的输出电压与输入的关系表达式。

解:

（a）第一个放大器的输出为-（R3/R1）*ui

第二个放大器的输出为-（R6/R4）*ui

uo=（R6/R4）*（R3/R1）*ui+（R3/R1）*ui

得:

uo=（R3/R1）*（1+R6/R4）*ui

（a）第一个放大器的输出为-（R3/R1）*u1

第二个放大器的输出为-R6（u1/R4+u2/R7）

得:

uo=（R3/R1）*（R6/R4）*u1-（R6/R7）*u2

8.5

在满足深负反馈条件下，试写出图P8-3所示电路的输出电压与输入的关系表达式，指出是何种运算。

解:

（a）u2=0时

u1=0时

得：

差动积分

（b）u2=0时

u1=0时

得：

差动微分

8.6满足深负反馈条件下，试写出图P8-7所示电路的输出电压与输入的关系表达式，指出是何种运算。

解1：

由A1组成的加减特性：

A2输出uo为

由傅氏变换可得

微分运算

uo=-RC*dui/dt微分

解2：