模电课后答案全解.docx

1、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106欧姆，输出电阻r约为100欧姆，开环电压增

2、益Avo约为106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VpVn，或Vid=Vp-Vn0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=In0,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

3、相端接地。由虚短的概念可知，VnVp=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VpVn,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VpVn,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VpVn=0.2.3.3答：同相放大电路：1.存在虚短和虚断现象。 2.增益

4、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

5、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

6、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3.3.23.3.4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+ICBO4.1.5（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

7、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+ICBO4.1.5（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=D IC / D IE(VCB=常熟)4.1.8 IC,IE,V

8、CE4.1.9 IC,IE b上升4.2.1 微弱电信号放大，信号源，外加直流电源VCC4.2.2（p119）4.2.3（p117）4.2.4 不能 IC, a上升4.3.1 P1204.3.2 P1234.3.3 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，P1284.3.5 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。4.3.6 P130公式(4.3.7B) P111公式（4.1.11A） 不是4.3.7 P126 P1324.4.1 电源电压的波动，元件参

9、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P147，4.5.34.5.2 P147，4.5.3的24.5.3 P141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

10、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。4.7.54.7.6书上176第五章5.1.1答：二氧化硅是绝缘体5.1.2答：P2375.1.3答：P2375.1.4答：P2075.2.1答：P226 JFET 不能BJT不能P205耗尽型MOSF

11、ET 可以 答案在P205画波浪线处5.3.4答：P237 a图为BJT5.3.5答：P237第六章6.1.1 257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6.1.3 259页最后一段6.2.1 263页6.2.2 100微安， 0， 100微伏 ，1000微伏6.2.3 Vo=AvdVid+AvcVic得出6.2.4 温度6.2.5 264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2ro6.2.6 Kcmr=|Avd/Avc|,268页第一段，6.2.7 266页波浪线6.2

12、.8 课件33 、34页6.2.9 275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0VT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VT4VT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，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，Av

13、d2=1/2gmRc641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642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。643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

14、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,T24B6.5.1答：在室温（25C）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

15、：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。6.5.5 Vom=Sr/(2BWp)=7.96 V6.5.6 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BJT

16、 T1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=-ViVo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671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6.7.4JFET6

17、.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

18、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。7.1.6 P332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Uo0，即将放大电路输出端交流

19、短路，若反馈信号Xf消失，则为电压反馈（XfFUo）； 若反馈信号Xf仍然存在，则为电流反馈（XfFIo）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

20、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Ui0，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

21、。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.

22、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；43.2.2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3.3.23.3.4答：P71页3.3.5答：P71页3.4.1答：P73页3.4.

23、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+ICBO4.1.5（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。

24、 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+ICBO4.1.5（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=D IC / D IE(VCB=常熟)4.1.8 IC,IE,VCE4.1.9 IC,IE b上升4.2.1 微弱电信号放大，信号源，外加直流电源VCC4.2.2（p119）4.2.3（p117）4.2.4 不能 IC, a上升4.3.1 P1204.3.2 P1234.3.3

25、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，P1284.3.5 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。4.3.6 P130公式(4.3.7B) P111公式（4.1.11A） 不是4.3.7 P126 P1324.4.1 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

26、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P147，4.5.34.5.2 P147，4.5.3的24.5.3 P141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

27、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。4.7.54.7.6书上176第五章5.1.1答：二氧化硅是绝缘体5.1.2答：P2375.1.3答：P2375.1.4答：P2075.2.1答：P226 JFET 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：P237 a图为BJT5.3.5答：P237第六章6.1.1 257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6.1.3 2

28、59页最后一段6.2.1 263页6.2.2 100微安， 0， 100微伏 ，1000微伏6.2.3 Vo=AvdVid+AvcVic得出6.2.4 温度6.2.5 264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2ro6.2.6 Kcmr=|Avd/Avc|,268页第一段，6.2.7 266页波浪线6.2.8 课件33 、34页6.2.9 275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

29、静态工作状态，。（2）Vid在0VT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VT4VT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，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=1/2gmRc641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642由输入级，偏置电路，中间

30、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。643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,T24B6.5.1答：在室温（25C）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

31、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