模电课后答案全解.docx
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模电课后答案全解
51模电课后答案
第二章运算放大器
2.1集成电路运算放大器
2.1.1答；通常由输入级，中间级，输出级单元组成，输入级由差分式放大电路组成，可以提高整个电路的性能。
中间级由一级或多级放大电路组成，主要是可以提高电压增益。
输出级电压增益为1，可以为负载提供一定的功率。
2.1.2答：
集成运放的电压传输曲线由线性区和非线性区组成，线性区的直线的斜率即Vvo很大，直线几乎成垂直直线。
非线性区由两条水平线组成，此时的Vo达到极值，等于V+或者V-。
理想情况下输出电压+Vom=V+,-Vom=V-。
2.1.3答：
集成运算放大器的输入电阻r约为10^6欧姆，输出电阻r约为100欧姆，开环电压增益Avo约为10^6欧姆。
2.2理想运算放大器
2.2.1答：
将集成运放的参数理想化的条件是：
1.输入电阻很高，接近无穷大。
2.输出电阻很小，接近零。
3.运放的开环电压增益很大。
2.2.2答：
近似电路的运放和理想运放的电路模型参考书P27。
2.3基本线性运放电路
2.3.1答:
1.同相放大电路中，输出通过负反馈的作用，是使Vn自动的跟从Vp，使Vp≈Vn，或Vid=Vp-Vn≈0的现象称为虚短。
2.由于同相和反相两输入端之间出现虚短现象，而运放的输入电阻的阻值又很高，因而流经两输入端之间Ip=In≈0,这种现象称为虚断。
3.输入电压Vi通过R1作用于运放的反相端，R2跨接在运放的输出端和反相端之间，同相端接地。
由虚短的概念可知，Vn≈Vp=0,因而反相输入端的电位接近于地电位，称为虚地。
虚短和虚地概念的不同：
虚短是由于负反馈的作用而使Vp≈Vn,但是这两个值不一定趋向于零，而虚地Vp,Vn接近是零。
2.3.2答：
由于净输入电压Vid=Vi-Vf=Vp-Vm,由于是正相端输入，所以Vo为正值，Vo等于R1和R2的电压之和，所以有了负反馈电阻后，Vn增大了，Vp不变，所以Vid变小了，Vo变小了，电压增益Av=Vo/Vi变小了。
由上述电路的负反馈作用，可知Vp≈Vn,也即虚短。
由于虚地是由于一端接地，而且存在负反馈，所以才有Vp≈Vn=0.
2.3.3答：
同相放大电路：
1.存在虚短和虚断现象。
2.增益Av=Vo/Vi=1+R2/R1,电压增益总是大于1，至少等于1。
3.输入电阻接近无穷大，出电阻接近于零。
反相放大电路：
1.存在虚地现象。
2.电压增益Av=Vo/Vi=-R2/R1,即输出电压与输入电压反相。
3.输入电阻Ri=Vi/I1=R1.输出电压趋向无穷大。
电路的不同：
1.参考P28和P32的两个图。
2.根据上述各自的特征即可得出它们的区别。
2.3.4参考书本图下面的分析和上述的特点区别。
2.3.5答：
电路的电压增益约为1，在电路中常作为阻抗变化器或缓冲器。
2.4同相输入和反反相输入放大电路的其他应用
2.4.1各个图参考P34-P41,各个电路的输出电压和输入电压的关系参考图下的分析。
2.4.2
成炜：
最后一道题不会做，你们房间把它算下吧。
谢了！
（*^__^*）嘻嘻?
?
第三章二极管
3.2.1答：
空间电荷区是由施主离子，受主离子构成的。
因为在这个区域内，多数载流子已扩散到对方并复合掉了，或者说耗尽了，因此有称耗尽区。
扩散使空间电荷区加宽，电场加强，对多数载流子扩散的阻力增大，但使少数载流子的漂移增强；而漂移使空间电荷区变窄，电场减弱，又使扩散容易进行，故空间电荷区也称为势垒区。
3.2.2答：
使PN结外加电压VF的正端接P区，负端接N区，外加电场与PN结内电场方向相反，此时PN出于正向偏置。
3.2.3答：
增加。
因为在外加反向电压产生的电场作用下，P区中的空穴和N区中的电子都将进一步离开PN结，使耗尽区厚度增加。
3.2.4答：
只有在外加电压是才能显示出来。
3.2.5答：
P67页。
3.3.1答：
P71页
3.3.2
3.3.4答：
P71页
3.3.5答：
P71页
3.4.1答：
P73页
3.4.2答：
P74，76页
3.4.3答：
P83页
第四章
4.1.1不可以，因为BJT有集电区、基区和发射区。
4.1.2不行。
内部结构不同。
4.1.3必须保证发射结正偏，集电结反偏。
反偏，都正偏。
4.1.4发射区向基区扩散载流子，形成发射极电流IE。
IE=IEN+IEP,IC=ICN+ICBO
4.1.5（p106）
第一问没有找到；BJT输入电流Ic（或IE）正比于输入电流IE（或Ib）。
如果能控制输入电流，就能控制输出电流，所以常将BJT成称为电流控制器件。
第四章
4.1.1不可以，因为BJT有集电区、基区和发射区。
4.1.2不行。
内部结构不同。
4.1.3必须保证发射结正偏，集电结反偏。
反偏，都正偏。
4.1.4发射区向基区扩散载流子，形成发射极电流IE。
IE=IEN+IEP,IC=ICN+ICBO
4.1.5（p106）
第一问没有找到；BJT输入电流Ic（或IE）正比于输入电流IE（或Ib）。
如果能控制输入电流，就能控制输出电流，所以常将BJT成称为电流控制器件。
4.1.6（VCE=常熟）a=DIC/DIE（VCB=常熟）
4.1.8IC,IE,VCE
4.1.9IC,IEb上升
4.2.1微弱电信号放大，信号源，外加直流电源VCC
4.2.2（p119）
4.2.3（p117）
4.2.4不能IC,a上升
4.3.1P120
4.3.2P123
4.3.3改变Vcc的极性（自己判断是否正确）；截止失真
4.3.4输入信号电压幅值比较小的条件下，P128
4.3.5找不到，个人理解：
放大电路工作可看成是静态工作电路（即直流电路）和交流通路的叠加，所以看成是先将直流通路短路处理，作为交流的地电位。
4.3.6P130公式（4.3.7B）P111公式（4.1.11A）不是
4.3.7P126P132
4.4.1电源电压的波动，元件参数的分散姓及元件的老化，环境温度
4.4.2基极分压式射极偏置电路（理由见P135），含有双电源的射极偏置电路，含有恒流的射极偏置电路
（理由见P139）
4.4.3不能（答案不确定）
4.4.4不能，Ce对静态工作点没有影响，对动态工作情况会产生影响，即对电阻Re上的电流信号电压有旁路作用
4.5.1有共射，共基和共集；判断方法P147，4.5.3
4.5.2P147，4.5.3的2
4.5.3P141的4.5.1的2.动态分析
4.5.4可以，根据式（4.4.1）-（4.4.4），可见静态电流Icq只与直流电压及电阻Re有关，以此温度变化时，Icq基本不变。
4.7.1
书上155页第一段，这主要是由BJT的极间电容、耦合电容和旁路电容的开路和短路引起。
4.7.2频带宽度BW是等于上限截止频率减去下限截止频率，数学表达式是：
BW=f（H）-f（L）
4.7.3低频时，1/wc不可忽略，所以射极旁路电容是低频响应的主要影响因素。
高频是不会
4.7.4直接耦合可以把原信号不作改变地放大，所以可以改善低频响应；
共基极放大电路中不存在密勒电容效应，所以共基极放大电路具有比较好的高频响应特性。
4.7.5
4.7.6书上176
第五章
5.1.1答：
二氧化硅是绝缘体
5.1.2答：
P237
5.1.3答：
P237
5.1.4答：
P207
5.2.1答：
P226JFET不能
BJT不能
P205耗尽型MOSFET可以答案在P205画波浪线处
5.3.4答：
P237a图为BJT
5.3.5答：
P237
第六章
6.1.1257页第1段5行起
6.1.2图6.1.1，6.1.2，6.1.3微电流源微电流源
6.1.3259页最后一段
6.2.1263页
6.2.2100微安，0，100微伏，1000微伏
6.2.3Vo=AvdVid+AvcVic得出
6.2.4温度
6.2.5264页最后两；，ro越大，即电流源Io越接近理想情况，Avc1越小，说明他抑制共模信号的能力越强；ro差模短路，共模2ro
6.2.6Kcmr=|Avd/Avc|,268页第一段，
6.2.7266页波浪线
6.2.8课件33、34页
6.2.9275页中间段；276第一段；10的9次方；10的5到6次方
6.3.1（P277）
（1）当vi1-vi2=vid=0时，vo1=vo2=Vcc-（Io/2）Rc，电路处于静态工作状态，。
（2）Vid在0~±VT范围内，vo1、vo2与vid间呈线性关系，放大电路工作在放大区。
（3）vid在VT~4VT间和-VT~4VT间，vo1、vo2与vid间呈非线性。
电路工作在非线性区。
（4）vid<-VT和vid>+VT，曲线趋于平坦。
Vid的范围书上没说，只说了差分放大电路呈现良好的限幅特性，即范围很大。
6.3.2
等于差分放大电路的差模电压增益Avd1=-1/2gmRc，Avd2=1/2gmRc
6．4．1由源极耦合差分放大输入级，输入级偏置电流源，共源放大输出级构成。
作用：
输入级：
输入级差分放大输入信号。
电流源：
为差分放大输入级提供直流偏置。
输出级：
放大输出信号
6．4．2由输入级，偏置电路，中间级，输出级组成。
电流源作用：
1）主偏置电路中的T11和T10组成微电流源电路，由Ic10供给输入级中T3,T4的偏置电流。
2）T8和T9组成镜像电流源，供给输入级T1,T2的工作电流。
3）T12和T13构成双端输出的镜像电流源，一路供给中间级的偏置电流和作为它的有源负载，另一路供给输出级的偏置电流。
6．4．3输入级，电压放大级和输出级电路的基本形式分别是：
差分式放大电路，共集电极电路和共射集放大电路，互补对称电路。
保护电路有:
T15,T21,T22,T23,T24B
6.5.1答：
在室温（25°C）及标准电源电压下，输入电压为零时，为了使集成运放的输出电压为零，在输入端加的补偿电压叫做失调电压Vio，其大小反映了运放制造中电路的对称程度和电位配合情况，其值愈大说明电路的对称程度愈差。
输入偏置电流是指集成运放两个输入端静态电流的平均值，从使用角度来看，偏置电流愈小由于信号源内阻变化引起的输出电压变化也愈小，故它是重要的技术指标。
输入失调电流是指Iio是指当输入电压为零时流入放大器两输入端的静态基极电流之差，Iio愈小愈好，它反映了输入级差分对管的不对称程度。
6.5.2答：
要求输入失调电压和输入失调电流都比较小，可采用调零电位器的方法减小输出端的误差电压。
不能用外接人工调零电路的方法完全抵消。
6.5.3
（1）LM741等一般运放
（2）高输入电阻的运放。
（3）输入失调电压Vio小的运放（4）失调电压电流小的运放
6.5.4转换速率的大小与许多因素有关，主要与运放所加的补偿电容、运放本身各级BJT的级间电容、以及放大电路提供的充电电流等因素有关，通常要求运放的SR大于信号变化斜率的绝对值。
6.5.5Vom=Sr/（2∏BWp）=7.96V
6.5.6见表6.5.1（书本291页）
6.6.1电路是由vy控制电流源T3T4的电流iEE，iEE的变化导致BJTT1和T2的跨导gm变化，因此该电路称为变跨导式模拟乘法器。
（结合图，书本296）
6.6.2电压开平方运算电路
V2/R+Vi/R=0或V2=-Vi
Vo是-Vi的平方根，输入电压Vi必为负值
加一反相器
6.6.3乘方运算电路、除法运算电路、开平方电路、压控放大器、调制和解调
6．7．1噪声的种类及含义：
P303开始到P305低噪声放大电路的设计；参照P306减小噪声的措施JFET的噪声最小
6.7.250HZ和100HZ色干扰电压的出现与解决：
参照P307由直流电源电压波动引起的干扰和抑制
6.7.3地线接法的不正确与消除其干扰：
参照P308由接地点安排不正确而引起的干扰和正确接线
6.7.4JFET
6.7.5收音机内部存在闪烁噪点，外部受杂散电磁场干扰
7.1.1什么是反馈？
如何判断电路中有无反馈？
反馈是指将电路输出电量（电压或电流）的一部分或全部通过反馈网络，用一定的方式送回到输入电路，以影响输入电量（电压或电流）的过程。
反馈体现了输出信号对输入信号的反作用。
是否存在反馈，只要看该电路的输出回路与输入回路之间是否存在反馈网络，即反馈通路。
若没有反馈网络，则不能形成反馈。
7.1.2什么是放大电路的开环和闭环状态？
若电路的输出回路与输入回路之间不存在反馈网络，则不能形成反馈，这种情况称为开环，若有反馈网络存在，则能形成反馈，称这种状态为闭环。
7.1.3什么叫直流和交流反馈？
为什么要引入直流负反馈？
存在于放大电路的直流通路中的反馈为直流反馈，存在于交流通路中的反馈为交流反馈。
为了维持输出电流基本恒定而引入直流负反馈。
7.1.4含义在P329得最后一段，判断方法：
在P330得第一段。
7.1.5在放大电路输入端，凡是反馈网络与基本放大电路串联连接，以实现电压比较得成为串联反馈;
在放大电路输入端，凡是反馈网络与基本放大电路并联连接，以实现电流比较得成为并联反馈;要求;P331得最后一段。
7.1.6P332得最后两段。
7.2.1基本类型：
电压串联、电压并联、电流串联、电流并联。
反馈类型判晰方法：
P337页例721。
或如下
1．电压反馈与电流反馈的判断
令Uo＝0，即将放大电路输出端交流短路，若反馈信号Xf消失，则为电压反馈（Xf＝FUo）；若反馈信号Xf仍然存在，则为电流反馈（Xf＝FIo）
若能画出方框图，也可直接根据A、F网络在输出端连接形式来判定：
并联为电压反馈，串联为电流反馈。
一般说来，反馈信号取自电压输出端（RL两端）的为电压反馈，反馈信号取自非电压输出端的为电流反馈。
2．串联反馈与并联反馈的判断
令Ui=0，即将放大电路输入端假想交流短路，若反馈信号作用不到放大电路输入端，这种反馈为并联反馈；若反馈信号仍能作用到放大电路输入端，则为串联反馈。
当然也可直接根据基本放大电路与反馈网络的连接方式确定。
一般说来，反馈信号加到共射电路基极的反馈为并联反馈；反馈信号加到共射电路发射极的反馈为串联反馈。
正确判断反馈放大电路的类型和反馈极性，是分析反馈放大电路的基础，一般来说可按以下步骤进行：
（1）找出反馈元件-联系输入、输出回路的元件；
（2）判别是电压反馈还是电流反馈令Uo=0，看Xf是否存在；
（3）判断是串联反馈还是并联反馈令Ui＝0，看Xf能否作用到输入端；
（4）判断反馈极性，采用瞬时极性法，串联反馈时看Ube的增减，并联反馈时看Ib的增减。
7.2.2电压负反馈得重要特点是具有稳定输出电压的作用，，电流负反馈得特点是维持输出电流基本恒
定。
7.3.1减少了。
7.3.2信号单向化传输
7.3.3负反馈的增益Af=A/（1+AF）.其中（1+AF）称为反馈深度。
当（1+AF）远大于1时，此时的反馈就叫深度负反馈，此时的负反馈增益等于1/F。
分压式共基极偏置放大电路就是一个深度负反馈放大电路。
AF称为环路增益。
7.4.1:
反馈放大电路的闭环增小集团表达式（7.4.1）中Af?
1的物理意义是什么？
F
引入深度负反馈后，放大电路的增益决定于反馈网络的反馈系数，而与基本放大电路几乎无关。
7.4.2：
试列举在放大电路中引入负反馈后产生的四种效果，并从物理概念上加以说明。
1．使闭环增益下降。
3.2.2答：
使PN结外加电压VF的正端接P区，；3.2.3答：
增加；3.2.4答：
只有在外加电压是才能显示出来；3.2.5答：
P67页；3.3.1答：
P71页；3.3.2；3.3.4答：
P71页；3.3.5答：
P71页；3.4.1答：
P73页；3.4.2答：
P74，76页；3.4.3答：
P83页；第四章；4.1.1不可以，因为BJT有集电区、基区和发射；4
3.2.2答：
使PN结外加电压VF的正端接P区，负端接N区，外加电场与PN结内电场方向相反，此时PN出于正向偏置。
3.2.3答：
增加。
因为在外加反向电压产生的电场作用下，P区中的空穴和N区中的电子都将进一步离开PN结，使耗尽区厚度增加。
3.2.4答：
只有在外加电压是才能显示出来。
3.2.5答：
P67页。
3.3.1答：
P71页
3.3.2
3.3.4答：
P71页
3.3.5答：
P71页
3.4.1答：
P73页
3.4.2答：
P74，76页
3.4.3答：
P83页
第四章
4.1.1不可以，因为BJT有集电区、基区和发射区。
4.1.2不行。
内部结构不同。
4.1.3必须保证发射结正偏，集电结反偏。
反偏，都正偏。
4.1.4发射区向基区扩散载流子，形成发射极电流IE。
IE=IEN+IEP,IC=ICN+ICBO
4.1.5（p106）
第一问没有找到；BJT输入电流Ic（或IE）正比于输入电流IE（或Ib）。
如果能控制输入电流，就能控制输出电流，所以常将BJT成称为电流控制器件。
第四章
4.1.1不可以，因为BJT有集电区、基区和发射区。
4.1.2不行。
内部结构不同。
4.1.3必须保证发射结正偏，集电结反偏。
反偏，都正偏。
4.1.4发射区向基区扩散载流子，形成发射极电流IE。
IE=IEN+IEP,IC=ICN+ICBO
4.1.5（p106）
第一问没有找到；BJT输入电流Ic（或IE）正比于输入电流IE（或Ib）。
如果能控制输入电流，就能控制输出电流，所以常将BJT成称为电流控制器件。
4.1.6（VCE=常熟）a=DIC/DIE（VCB=常熟）
4.1.8IC,IE,VCE
4.1.9IC,IEb上升
4.2.1微弱电信号放大，信号源，外加直流电源VCC
4.2.2（p119）
4.2.3（p117）
4.2.4不能IC,a上升
4.3.1P120
4.3.2P123
4.3.3改变Vcc的极性（自己判断是否正确）；截止失真
4.3.4输入信号电压幅值比较小的条件下，P128
4.3.5找不到，个人理解：
放大电路工作可看成是静态工作电路（即直流电路）和交流通路的叠加，所以看成是先将直流通路短路处理，作为交流的地电位。
4.3.6P130公式（4.3.7B）P111公式（4.1.11A）不是
4.3.7P126P132
4.4.1电源电压的波动，元件参数的分散姓及元件的老化，环境温度
4.4.2基极分压式射极偏置电路（理由见P135），含有双电源的射极偏置电路，含有恒流的射极偏置电路
（理由见P139）
4.4.3不能（答案不确定）
4.4.4不能，Ce对静态工作点没有影响，对动态工作情况会产生影响，即对电阻Re上的电流信号电压有旁路作用
4.5.1有共射，共基和共集；判断方法P147，4.5.3
4.5.2P147，4.5.3的2
4.5.3P141的4.5.1的2.动态分析
4.5.4可以，根据式（4.4.1）-（4.4.4），可见静态电流Icq只与直流电压及电阻Re有关，以此温度变化时，Icq基本不变。
4.7.1
书上155页第一段，这主要是由BJT的极间电容、耦合电容和旁路电容的开路和短路引起。
4.7.2频带宽度BW是等于上限截止频率减去下限截止频率，数学表达式是：
BW=f（H）-f（L）
4.7.3低频时，1/wc不可忽略，所以射极旁路电容是低频响应的主要影响因素。
高频是不会
4.7.4直接耦合可以把原信号不作改变地放大，所以可以改善低频响应；
共基极放大电路中不存在密勒电容效应，所以共基极放大电路具有比较好的高频响应特性。
4.7.5
4.7.6书上176
第五章
5.1.1答：
二氧化硅是绝缘体
5.1.2答：
P237
5.1.3答：
P237
5.1.4答：
P207
5.2.1答：
P226JFET不能
BJT不能
P205耗尽型MOSFET可以答案在P205画波浪线处
5.3.4答：
P237a图为BJT
5.3.5答：
P237
第六章
6.1.1257页第1段5行起
6.1.2图6.1.1，6.1.2，6.1.3微电流源微电流源
6.1.3259页最后一段
6.2.1263页
6.2.2100微安，0，100微伏，1000微伏
6.2.3Vo=AvdVid+AvcVic得出
6.2.4温度
6.2.5264页最后两；，ro越大，即电流源Io越接近理想情况，Avc1越小，说明他抑制共模信号的能力越强；ro差模短路，共模2ro
6.2.6Kcmr=|Avd/Avc|,268页第一段，
6.2.7266页波浪线
6.2.8课件33、34页
6.2.9275页中间段；276第一段；10的9次方；10的5到6次方
6.3.1（P277）
（1）当vi1-vi2=vid=0时，vo1=vo2=Vcc-（Io/2）Rc，电路处于静态工作状态，。
（2）Vid在0~±VT范围内，vo1、vo2与vid间呈线性关系，放大电路工作在放大区。
（3）vid在VT~4VT间和-VT~4VT间，vo1、vo2与vid间呈非线性。
电路工作在非线性区。
（4）vid<-VT和vid>+VT，曲线趋于平坦。
Vid的范围书上没说，只说了差分放大电路呈现良好的限幅特性，即范围很大。
6.3.2
等于差分放大电路的差模电压增益Avd1=-1/2gmRc，Avd2=1/2gmRc
6．4．1由源极耦合差分放大输入级，输入级偏置电流源，共源放大输出级构成。
作用：
输入级：
输入级差分放大输入信号。
电流源：
为差分放大输入级提供直流偏置。
输出级：
放大输出信号
6．4．2由输入级，偏置电路，中间级，输出级组成。
电流源作用：
1）主偏置电路中的T11和T10组成微电流源电路，由Ic10供给输入级中T3,T4的偏置电流。
2）T8和T9组成镜像电流源，供给输入级T1,T2的工作电流。
3）T12和T13构成双端输出的镜像电流源，一路供给中间级的偏置电流和作为它的有源负载，另一路供给输出级的偏置电流。
6．4．3输入级，电压放大级和输出级电路的基本形式分别是：
差分式放大电路，共集电极电路和共射集放大电路，互补对称电路。
保护电路有:
T15,T21,T22,T23,T24B
6.5.1答：
在室温（25°C）及标准电源电压下，输入电压为零时，为了使集成运放的输出电压为零，在输入端加的补偿电压叫做失调电压Vio，其大小反映了运放制造中电路的对称程度和电位配合情况，其值愈大说明电路的对称程度愈差。
输入偏置电流是指集成运放两个输入端静态电流的平均值，从使用角度来看，偏置电流愈小由于信号源内阻变化引起的输出电压变化也愈小，故它是重要的技术指标。
输入失调电流是指Iio是指当输入电压为零时流入放大器两输入端的静态基极电流之差，Iio愈小愈好，它反映了输入级差分对管的不对称程度。
6.5.2答：
要求输入失调电压和输入失调电流都比较小，可采用调零电位器的方法减小输出端的误差电压。
不能用外接人工调零电路的方法完全抵消。
6.5.3
（1）LM741等一般运放
（2）高输入电阻的运放。
（3）输入失调电压Vio小的运放（4）失调电压电流小的运放
6.5.4转换速率的大小与许多因素有关，主要与运放所加的补偿电容、运放本身各级BJT的级间电容、以及放大电路提供的充电电流等因素有关，通常要求
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