3篇1章习题解答浙大版集成电路课后答案上课讲义.doc
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1、3篇1章习题解答浙大版集成电路课后答案精品资料第一章 放大电路的动态和频响分析题3.1.1 对于放大电路的性能指标,回答下列问题:(1) 已知某放大电路第一级的电压增益为40dB,第二级的电压增益为20dB,总的电压增益为多少dB?(2) 某放大电路在负载开路时输出电压为4V,接入3 k的负载电阻后输出电压降为3V,则该放大电路的输出电阻为多少?(3) 为了测量某CE放大电路的输出电压,是否可以用万用表的电阻档直接去测输出端对地的电阻?解:(1) 60 dB; (2) 1 k;(3) 不可以。题3.1.2 一学生用交流电压表测得某放大电路的开路输出电压为4.8V,接上24 k的负载电阻后测出的
2、电压值为4V。已知电压表的内阻为120 k。求该放大电路的输出电阻Ro和实际的开路输出电压Voo。解:由题意列方程组: 解得:题3.1.3 在图题3.1.3所示CS放大电路中,已知静态工作点为VGSQ-0.5V,IDQ2mA,VDSQ5V,Rs3k。设电压放大倍数为-20,发生截止失真时输出电压的正向幅值为5V,发生饱和失真时输出电压的负向幅值为3V。(1) 当输入信号为vi=0.1sint(V)时,画出g、d点的电压波形vG、vD,并标出峰、谷电压的大小;(2) 当输入信号为vi=0.3sint(V)时,画出g、d点的电压波形vG、vD,并标出峰、谷电压的大小。图题3.1.3解:(1) 当v
3、i=0.1sint(V)时,栅极的静态电压为:栅极的瞬态电压为:漏极的瞬态电压为:因此,vG、vD电压波形如图3.1.3(a)所示。(a) vi=0.1sint(V)时(b) vi=0.3sint(V)时图3.1.3(2) 当vi=0.3sint(V)时,可见,此时输出电压已经产生了截止失真和饱和失真,其电压波形如图3.1.3(b)所示。题3.1.4 一组同学做基本CE放大电路实验,出现了五种不同的接线方式,如图题3.1.4所示。若从正确合理、方便实用的角度去考虑,哪一种最为可取?图题3.1.4解:图(d)最合理。基极电阻Rb由电位器与电阻串联组成,不仅可以调节阻值,从而调节放大电路的静态工作
4、点,而且不会使阻值为0,免得使三极管电流过大而烧毁。同时图中的耦合电容极性也正确。题3.1.5 试分析图题3.1.5所示各个电路的静态和动态测试对正弦交流信号有无放大作用,如有正常的放大作用,判断是同相放大还是反相放大。图题3.1.5解:(a) 没有放大作用。因为输入端在交流通路中接地,信号加不进去;(b) 有放大作用,属于CC组态,因此为同相放大电路;(c) 没有放大作用,因为输出端交流接地;(d) 有放大作用,属于CB组态,因此为同相放大电路。题3.1.6 有一CE放大电路如图题3.1.6(a)所示。试回答下列问题:(1) 写出该电路电压放大倍数、输入电阻Ri和输出电阻Ro 的表达式。(2
5、) 若换用值较小的三极管,则静态工作点IBQ、VCEQ将如何变化?电压放大倍数|、输入电阻Ri和输出电阻Ro将如何变化?(3) 若将静态工作点调整到交流负载线的中央,在输入电压增大的过程中,输出端出现如图题3.1.6(b)所示的失真波形,问该失真是由于什么原因引起的?是饱和失真还是截止失真?(4) 若该电路在调试中输出电压波形顶部出现了“缩顶”失真,问电路产生的是饱和失真还是截止失真?应调整电路中哪个电阻,如何调整(增大或减小)?(5) 若该电路在室温下工作正常,但将它放入60的恒温箱中,发现输出波形失真,且幅度增大,这时电路产生了饱和失真还是截止失真?其主要原因是什么?图题3.1.6解:(1
6、) , Ri=Rbrbe, Ro=RC(2) 若换用值较小的晶体管,则IBQ基本不变,VCEQ增大,|减小,Ri基本不变,Ro不变。(3) 由三极管的非线性特性引起的失真,不是饱和失真,也不是截止失真。(4) 截止失真,应减小Rb。(5) 饱和失真,主要原因是由于温度升高,晶体管的VBE、ICEQ,使三极管的静态工作点升高。题3.1.7 双极型晶体管组成的基本放大电路如图题3.1.7(a)、(b)、(c)所示。设各BJT的rbb200,50,VBE0.7V。(1) 计算各电路的静态工作点;(2) 画出各电路的微变等效电路,指出它们的放大组态;(3) 求电压放大倍数、输入电阻Ri和输出电阻Ro。
7、(4) 当逐步加大输入信号时,各放大电路将首先出现哪一种失真(截止失真或饱和失真),其最大不失真输出电压幅度为多少?图题3.1.7解:图(a)电路:(1) 求静态工作点(2) CE组态,微变等效电路为:(3) 动态指标计算Ri=rbe=0.56 kRo=Rc=2 k(4) 当截止失真时,Vom1=ICQRc=7.3 V当饱和失真时,Vom2=VCEQVCES=5.65-0.75.0 V所以,首先出现饱和失真。Vom=5.0V图(b)电路:(1) 求静态工作点ICQ=IBQ=0.9 mAVCEQ=15-(Rc+Re)ICQ=9.5 V(2) CB组态,微变等效电路为: (3) 动态指标计算RoR
8、c=5.1 k(4) 当截止失真时,Vom1=ICQRL=0.9(5.15.1)=2.3 V当饱和失真时,Vom2=VCEQ-VCES=9.5-0.7=8.8 V所以,首先出现截止失真,Vom=2.3 V图(c)电路:(1) 求静态工作点ICQ=IBQ=2 mAVCEQ=1.5-ICQRe=15-23=9 V(2) CC组态,微变等效电路为:(3) 动态指标计算(4) 当截止失真时,Vom1=ICQRL=21.5=3 V当饱和失真时,Vom2=VCEQ-VCES=9-0.7=8.3 V所以,首先出现截止失真,Vom=3 V题3.1.8 在图题3.1.8所示的放大电路中,三极管的40,rbe0.
9、8k,VBE0.7V,各电容都足够大。试计算:(1) 电路的静态工作点;(2) 求电路的中频源电压放大倍数;(3) 求电路的最大不失真输出电压幅值。图题3.1.8解:(1) 求电路的静态工作点:(2) 微变等效电路为:(3) 考虑截止失真时,考虑饱和失真时,所以,首先出现截止失真,最大不失真输出电压为: V。题3.1.9 放大电路如图题3.1.9所示,设晶体管的rbb300,20,VBE0.7V。Dz为理想的硅稳压二极管,其稳压值VZ6V。各电容都足够大,在交流通路中均可视作短路。(1) 求电路静态工作点(ICQ和VCEQ);(2) 画出各电路的微变等效电路;(3) 求电压放大倍数和输入电阻R
10、i;(4) 说明电阻R在电路中的作用;(5) 若Dz极性接反,电路能否正常放大?试计算此时的静态工作点,并定性分析Dz反接对和Ri的影响。图题3.1.9解:(1) 求静态工作点VBQ=VZ+VBE=6.7 V mAICQ=IBQ=5.5 mAVCEQ=20-5.51-6=8.5 V(2) 微变等效电路:(3) Ri=Rb1Rb2rbe=24240.395=382 (4) 电阻R对稳压管起限流作用,使稳压管工作在稳压区。(5) 若Dz极性接反,则VBQ=1.4 V,ICQ=14.3 mA,VCEQ=5 V,因此,该电路仍能正常放大,但由于ICQ变大,使增大,Ri减小。题3.1.10 FET组成的
11、基本放大电路如图题3.1.10(a)、(b)所示。设各FET的gm2mS。(1) 画出各电路的微变等效电路,指出它们的放大组态;(2) 求电压放大倍数、输入电阻Ri和输出电阻Ro。图题3.1.10解:(1) 电路为共源(CS)组态。微变等效电路为:(2) 图(b)电路:(1) CD组态,微变等效电路为:(2) Ri= k题3.1.11 FET恒流源电路如图题3.1.11所示。若已知管子的参数gm、rds。试证明该恒流源的等效内阻图题3.1.11 图3.1.11解:在其微变等效电路中,负载开路,在输出端加,如图3.1.11所示。题3.1.12 双极型晶体管构成的恒流源电路如图题3.1.12所示,
12、画出该电路的微变等效电路,求恒流源的输出电阻Ro的表达式。图题3.1.12 图3.1.12解:微变等效电路如图3.1.12所示。根据微变等效电路可列出:由上可得: 题3.1.13 放大电路如图题3.1.13所示,VBE0.7V,电位器Rw的中心抽头处于居中位置,1250,rbb300。(1) T1、T2管各起什么作用,它们分别是什么电路?(2) 计算静态时T1管的集电极电流IC1;(3) 求电压放大倍数、输入电阻Ri和输出电阻Ro。图题3.1.13解:(1) T1管组成射极跟随器(CC电路);T2管组成恒流源,作为T1管放大电路的射极电阻。(2) Ic1近似为恒流源的输出电流。 mA(3) 电
13、压放大倍数为:式中Ro2为恒流源的输出电阻,由于Ro2Rw,所以Ro2可忽略。输入电阻 Ri=R1+rbe1+(1+)RL=12+0.46+5151=2613 k输出电阻 题3.1.14 放大电路如图题3.1.14所示。(1) 指出T1、T2管各起什么作用,它们分别属于何种放大电路组态?(2) 若T1、T2管参数已知,试写出T1、T2管的静态电流ICQ、静态电压VCEQ的表达式(设各管的基极电流忽略不计,VBE0.7V);(3) 写出该放大电路的中频电压放大倍数、输入电阻Ri和输出电阻Ro的近似表达式(设稳压管的rz0)。图题3.1.14解:(1) T1管为共源放大电路T2管为共基放大电路(2
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