第九章 习题
3.9.1电流源电路如图P3.9.1所示,各管的参数相同,且β=100,UBE=0.6V,若
要使IC2=1mA,UC2≤12V,且R1=R2,试确定电阻R1,R2的最大允许值和相应的R3
值。
解:因为IC2=IC1=1mA,所以IE1=IC1+IC1/β
=1.01mA,故有UR1=UR2=15-12=3V
所以R1=R2≤3V/IE1=3kΩ.
而UC1=12-0.7=11.3V,UR3=11.3
+15=26.3V,所以R3=26.3/1mA
=26.3kΩ
图P3.9.1
3.9.2 试将图P3.9.2下面的三种电流源电路加以比较,并回答
1.哪一种电路的IO更接近等于IREF?
2.哪一种电路的IO 受温度变化的影响最小?
3.哪一种电路的IO 受电源电压变化的影响最大?
4.(d)电路能否作恒流源用。
图P3.9.2
解:(1)图(a)电路的IO更接近IREF;图(b)是微电流源,IO要比IREF小得多;图
(c)IO接近UBE1/RE,与IREF相差较多;(d)电路不能构成电流源,因为UGS只
有0.7V,小于场效应管的开启电压,T2管不工作。
(2)图(b)电路受温度影响最小,因为有RE电阻的负反馈作用,(c)电路受
温度影响最大,因为IO近似为UBE/RE,而B与E之间的压降是温度的函数。
(3)对图(a)电路,由于,IO与IREF是镜象电流源,所
以该电路受电源VCC的影响最大;(c)电路的输出电流为,其
中是管子的反向饱漏电流,可见和之间是对数关系,因此,受电
源的影响远比(a)电路的小,从物理意义来讲,只要管子导电,当VCC变化时,
UBE是相对稳定的,因此也较稳定。图(b)电路微电流源也有类似的
情况,其输出电流为:,也较稳定。
3.9.3 电路如图P3.9.3所示,RC=10KΩ,I=1.5mA,晶体管的β都为100,且略管
子的基区电阻rbb ',试求
1,Au = uo /us
2,放大电路的输入电阻ri
解:1.可画出电路的微变等效电路,
然后求解,
图P3.9.3

或
2.放大电路的输入电阻为:
3.9.4 图P3.9.4电路中,β1=β2=200,UBE=0.7V,求:
1,IC1和IC2的值;
2.若要求UO=6V,求RC的值
解,1.

2. 图3.9.4
3.9.5 在图P1.9.5电路中,β1=β2=150,UBE=0.7V,rce 为无穷大.
1.求UO=0时的RC 值
2.利用1中的RC,求欧莱电压VA=100V时的UO 值
解:1.先求出15k上的电流,就可知管子的集
电极电流,并求RC值;

所以 图P3.9.5
2.由于流过管子T2的集电极电流为1mA,欧莱电压100伏时的集基
电阻为100kΩ,所以此时的输出电压UO由分压决定,即为:

3.9.6 各电容对输入交流信号可视为短路。
(1) 画出各电路的直流通路;
(2)若BJT的rbb’=200Ω,β=50,UBE=0.7V,UP=-4V,IDSS=2mA,
UT=2V,IDO=2mA,计算(c),(d),电路的静态工作点。
(3)画出各电路的交流通路,说明各BJT和FET组成什么组态的放大电路。
画出各电路的低频小信号等效电路;求(c),(d)电路的电压放大倍数。
(5) 求输入电阻Ri和输出电阻Ro
图P3.9.6
解:(1)各电路的直流通路如下:
(2) (c) 电路的静态工作点计算如下:
,

(d)电路的静态工作点计算如下:
由两式,解得
得
(3)各电路的交流通路如下:
电路中的T1和T2都是共E放大电路; (b)中T1为共E,T2为共B;(c)为共E; (d)
为共漏放大电路;
试用三只电容器C1、C2、C3将图P3.9.7分成组成共射(共源)、共
集(共漏)、共基(共栅)放大 电路组态,并标明电源、电容极性和输入
及输出端子。
图P3.9.7
解:CE、CC、CB分别如图(a) (b) (c)所示,CS、CD、CG如图(d) (e) (f)所示;
3.9.8 电路如图P3.9.8所示,若RD>>rbe,
rds>>rbe,β>>1,gmrds>>1的
条件下,试证明,电路增益为:
Au=uo / ui=gmβ(R1+R2)/1+gmβ R1
图P3.9.8
解:电路为电压串联负反馈,所以
 
所以,

3.9.9 由MOS组成的源极跟随电路如图P3.9.9所示,
(1) 画出它们的交流等效电路;
(2) 求电压增益表达式;
(3) 画出电压传输特性;
图P3.9.9
3.9.10 有三种放大电路的电压传输特性如图P3.9.10(a)、(b)、(c)所示:
试分析三种放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输出和输入电压之间的相位关系和最大不失真输出电压幅度。
画出对应于三种与之相对应的放大电路(CE、CB、CC或CS、CG、GD),并要求根据传输特性中的数据正确选择电路结构和偏置电源极性。
图P3.9.10
解:(a)当输入为零时,输出为正6V,
而当输入增加时,输出下降,所以输入与输
出为反相,,
输出最大幅度为6V,所以电路应是一个反
相放大器。电路如图所示。
(b)输入为0时,输出为-6V,当输入增大时,其输出也增大,电压放大倍数为
,是同相放大器,所以它是一个共基放大电路,电路如图所示;
(c)
3.9.11 在图P3.9.11所示的二种电路中;
(1) 各晶体管分别组成何种组态的放大电路;
(2) 画出电路的直流通路和交流通路;
(3) 画出低频小信号条件下的等效电路;
(4) 求各电路的电压增益Au = uo / ui;
图P3.9.11
解:1.对(a)图中的T1管组成CC电路,T2管成CB电路;(b)图的T1为CS放大电路,T2仍为CB电路;
2.(a)(b)的直流通路如下:
3.(a)(b)的低频小信号等效电路如下:
一个放大器可以表示成如图P3.9.12所示的具有输入电阻Ri,
输出电阻Ro的一个授控源,若Auo表示负载开路时的电压增益:
试分别计算(a),(b)二种放大器的源电压增益Aus=uo/us和电压增益
Au=uo/ u i;
若(a)、(b)二种放大器按图(c)、(d)的形式连接成多级大放器,
试分析哪一种连接时电路的源电压增益Aus=uo/us最大?并说明其原因。
3.多级放大器的总增益Aus和单级放大器电压增益之间的关系?
图P3.9.12
解:1.



2.由(a)、(b)两种连后的电压增益可计算如下:


设N级放大器级连后各级的电压增益为:,则总的电压增益:,总的源电压增益为:,
从上分析可以知导和的大小会直接影响各级放大器的电压增益,欲使增大,要求放大电路的大、小,并在级连时注意各级的合理搭配。
图P3.9.13电路,T1、和T2组成差动放大电路,T3、T4是射性恒流电
路,T5、T6和T7组成电流重复器,T6和T7是T1和T2的负载,所有PNP
晶体管的β=50,NPN的β=150.设rce 为无穷大,求使满足电流关系的R值.
图P3.9.13 (6×6)
3.9.14 图P3.9.14所示电路中,T1、T2管的电流放大系数β1=β2=200.rbb’=300Ω
1.若US1=US2=0V,求静态电流IBQ和ICQ
2.求静态时的UO1和UO2的值
3.求Aud
4.求rid 和ric
图P3.9.14
解:1.,
所以
2.
3,以单端输出时
,其中
双端输出时
4,差模输入电阻为:,共模输入电阻为,

单端输入/单端输出的差动放大电路如图P3.9.15所示,β1=β2=60,rbe1=rbe2=3KΩ,UBE1=UBE2=0.6V
1.计算Ui 为0时的Ic1、Ic2、UCE1、UCE2;
2.计算Aud,rid和ro ; 3.计算共模电压放大倍数Auc,CMRR,
若输入信号为ui=20sinωt(mV)的正弦电压。试画出uc2、和ue 的交流电
压成份的波形,并标明幅值大小。
解:(1)当时,

所以,

解得,
图P3.9.15
(2)其差模放大倍数为:,
,
(3)
(4)当输入时,可分为差模输入电压和共模输入两部分,
其中中只有共模电压成分,即,而在中既有差模
成分又有共成分,所以有,

所以其波形有:
3.9.16 已知图P3.9.16中各管的UBE=0.7V,rbb’=0,ui1=2.0V,ui2=2.05V,
试计算
1.UC1和UC2二集电极静态电压.
2.求电路的差模输入电阻rid.
解:(1)差动放大器的电源是一个镜象电
流源(可以改画一下电路图看出来),所以
有:


(2) 差模输入电阻为:
图P3.9.16
3.9.17已知P3.9.17图中,若晶体管正常工作的UBE 都为0.7V,β=50,rbb ’=250Ω,
ui1和ui2信号如图所示:
1.画出输出电压UO(t)的波形.
2.若用高内阻的直流电压表示量UC2(uo)电压,读数将是多少?
图P3.9.17
解:(1)的波形包括两部分,即直流输出电压和差模输出电压,所
以
先计算,,
;
而,
其中
在输入脉冲电压作用下的差模输出电压幅度为;

所以输出波形如右图所示:
(2) 读数为8V
3.9.18图P3.9.18所示电路中,T1、T2特性相同,且UP= -2V,IDSS=1mA,T3的UBE=0.6V,
而恒流源部分的输出电阻ro3=3MΩ,求:
1.场效应管的静态工作点IDQ,UGSQ; 2.电路的差模电压放大倍数Aud;
3.共模电压放大倍数Auc ; 4.共模抑制比CMRR;
解:(1)静态工作点为:

由,可以求出
。
(2)差模电压放大倍数

其中 图P3.9.18
(3)共模电压放大倍数 
(4)共模抑制比或。
3.9.19 三级放大电路如图P3.9.19所示,已知rbe1=rbe2=4kΩ,rbe3=1.7KΩ,
rbe4=rbe5=0.2kΩ,β1=β3=50,电容容量足够大.试画出交流通路,计算Au = uo
/ui,输入电阻ri 和输出ro,并分析uo 和ui 之间的相位关系.
解:画出的交流通路如图
图P3.9.19
电路的电压放大倍数按三级计算:第一级差动放大器
;
第二级管共射放大器

第三级为射跟器,其增益为1
所以整机电路的增益为:,可见输入和输出为同相。
电路的输入电阻;
电路的输出电阻
3.9.20 已知运放的开环电压放大倍数Aod=104(即80db),最大输出电压为±Uom=
±10V,输入信号如图示方法接入.若运放的失调参数和温漂参数都不考
虑,且当UI=0时,UO=0V,试问,
1.当USI=±1mV时,UO=?
2.当UI=±1.5mV时,UO=?
3,画该放大电路的电压传输特性UO=F(UI),并标明电路的线性工作范围和UI
的允许变化范围.
当考虑运放的输入失调电压UIO=2mV时,输出电压静态值为多少,此
时的电路能否实现正常放大.
图P3.9.20
解:1.,运放达到临界饱和输出;
2.,此值已超出运放的饱和输出
电压值,所以实际运放的输出仍为;
3.运放的电压传输特性如图所示:
4.当时,相当于,
此时的输出电压,已处于反相
饱和工作状态,放大器无法放大。
3.9.21 根据各种电路对运放的不同要求,从有关手册中选择合适的运放型号,并说明
选用理由。
1.作一般的音频放大,工作频率f≤10KHz,电路增益约为40db;
2.作为微伏级且为低频或直流信号的放大;
3.运放的输入信号来自高输出电阻(RS=10MΩ)的传感器 ;
4.作为便携式仪器中的放大器用(干电池供电);
5.要求放大后的输出电压幅度UO≥±24V
6,用于放大10KHz方波信号,方波的上升沿和下降沿时间不大于2us,输出
幅度为±10V;
解:1.可选用通用型运放μA741(或CF741);
2.可选用高精度运算放大器(自动斩波稳零放大器)ICL7650(CF7650);
3.宜选用高输入电阻的运算放大器,例如5G28;
4.应选用低功耗的集成运算放大器,如CA3078(CF3078);
5.应选用高耐压运算放大器,如LM243(CF143);
6.选用宽带或高速集成运算放大器,例如CF715(CF507);
3.9.22 有两种型号的运算放大器,它们的输入失调参数分别为:A型UIO =1mV,
IIO=2uA,B型UIO=35mV,IIO=0.05uA。若用它们构成如图P3.9.22所示的反
相比例放大器时,有如表3.9.22中的二组电路参数可供选择,问:
1.当照甲组数据构成放大电路时,宜选用哪种型号的器件?
2.若按乙组数据构成放大电路时,又宜用哪种型号的器件?
表3.9.22
Rf
R1
R2
甲组
1MΩ
100kΩ
91kΩ
乙组
10kΩ
1kΩ
910Ω
图P3.9.22
解:根据输入失调参数中,输入失调电流大的可用输入平衡电阻小来解决,因
此,1,当照甲组数据构成放大器时应选用B型号的运算放大器;
2.而当用乙组的数据构成放大时选用A型号的运算放大器;
第十章 习题已知一个三极点频率的三级放大器的中频增益为104,三个极点对应的角频率均
为106rad/s;
1.试写出该三级放大器的频率特性复数表达式;
2.计算=106rad/s及=107rad/s时的实际增益及相位值;
3.求上限截止频率fH ;
解:1.
2.或(当时
3.10.2 一个晶体管由厂家提供如下数据,β0=160,在f=50MHZ,条件,求
fT 和 fβ;
解:,所以,得MHz,
MHz
3.10.3在图P3.10.3所示共射电路中的晶体管β=125,
fT=300MHZ,Cμ=0.5pf,
若Rs=300Ω,RC=1.2KΩ时,求
1.中频增益Aums
2.上限截止频率fH
解:
图P3.10.3
3.10.4 某放大器的电压增益复数表达式为:
其中频率的单位为HZ,请指出电路的中频增益,上、下限截止频率fH,fL,
并画出电路的波特图。
3.10.5单级放大电路如图P3.9.5所示,设晶体管的β=100,rbb ‘=100Ω,
rb’e =2.6kΩ,Cb ‘e=60pf,Cb ’c=4pf,它们的幅频特性如图(b)所示
1,确定RC的值;
2,决定耦合电容C1的容量;
3,求出上限截止频率fH;
图P3.10.5
3.10.6一个放大器的对数复频特性如图P3.10.6所示,且已知中频的相移为
φm= -180O,
1.写出Au频率特性表达式;
2.写出相频特性表达式,并画出相频特性曲线;
图P3.10.6
3.10.7某一单级阻容耦合共射放大电路的中频增益为40db,通频带是
20Hz~20KHz,最大不失输出交流电压范围为 –3 ~ +3V;
1.画出电路的对数幅频特性曲线(假设只有二个转折频率);
2.若输入信号为,此时输出电压的峰值是多少?如
果不失真,它与输入电压有何种相位关系(如果是特殊角度,须指出具体度
数)
3.若,请重复题2的问题;
4,若,请重复题2的问题;
解:1.对数幅频特性在20Hz和20kHz两处转折,在20Hz处的转折斜率为+20db/dec,
而在20kHz处的转折斜率为-20db/dec。波特图略。
2.在所示的输入信号频率为1 kHz下,由于f= 1kHz在通频带范围内,所以,电
压增益为40dB=100倍,故输出电压峰值为20×100=2V,输入电压和输出电
压反相(-180o),输出波形不失真。
3.当信号频率为20 Hz时,正好为转折频率点,此时的增益为中频时的0.707
倍,即70.7,但输入信号的幅度过大,输出波形将出现截止和饱和失真,
其输出峰值被限制在±3V上。
4.当f=400kHz时,它可看成是由20kHz的一个十倍频程和一个二倍频程组成,
因而幅频特性下降了26dB,故此时的增益为14 dB,即,由此可知输
出电压峰值为5mV,输出将落后输入电压角度近270o,而波形不失真。
3.10.8 已知一个放大器的中频电压增益Aum= -10,下限截止频率fL=50Hz,上限截
止频率fH=100KHz,试根据图P3.10.8中绘出的ui 波形相应地画出
uo 波形。
图P3.10.8
3.10.9 电路如图P3.10.9所示,若设Cgs=1Pf,Cgd=0.5Pf,Cds=0.5Pf,
试画出,1,该电路的小信号等效电路;
2,求出AuSH 的复数表 式;
3,计算放大电路的上限截止频率fH ;
4,画出波特图;
5,讨论RG的大小对fH 的影响;
图P3.10.9
3.10.10 已知某放大器的电压增益表达式为:
单位为Hz;画出波特图;
3.10.11 某多级放大器增益的传递函数表达式为:
1,分别写出低频和高频的电压增益函数表达式,并求出中频电压增益;
2,画出对数频率特性曲线(波特图);
3,估算上、下限截止频率;
第十一章 习题
3.11.1在图P3.11.1所示的各种电路中,指明反网络由哪些元件组成,判断
引入的是正反馈还是负反馈?是直流反馈还是交流反馈?并说明反馈组态,
图P3.11.1
答:(a)电路是电压并联负反馈,(b)电路是电压并联负反馈,(c)是电流并联
负反馈,(d)R4和R3构成电压串联负反馈。
3.11.2在图P3.11.1电路中,写出各电路的反馈系数表达式,并指出哪些电
路能稳定输出电压? 哪些电路能稳定输出电流?
3.11.3 试用集成运算放大器和电阻画出和图P3.11.1(h)一样的反馈组态电路。
3.11.4 反馈放大器的框图如图P3.11.4所示,证明
1.
2.
式中
图P3.11.4
3.11.5 负反馈对增益的稳定效果常用增益的相对变化之比来衡量,令
试对图P3.11.5(a)、(b)二种反馈方案比较在闭环
增益相同的条件下,哪一种的性能较优越,且它们的S值有如下关系:
图P3.11.5
答:证明:对于图(a),电路的闭环增益为,所以有


对于图(b)电路,其闭环增益为:
,所以,
;
根据两者增益相同的条件得
,代入表达式中有
,证毕。
3.11.6 图P11.1.5(a)电路
1.若前级是电压并联负反馈,则后级应用什么负反馈为宜?
2.若后级是电压并联负反馈,则前级应采用什么负反馈为宜?
答:
3.11.7 电压反馈和电流反馈在什么条件下其效果相同,什么条件下效果不同?
答:在负载不变的条件下,电流反馈与电压反馈的效果相同;当负载发生变化时,
二种反馈的效果不相同;如电压反馈使输出电压恒定,但此时电流将发生大
的变化。
3.11.8 图P3.11.1电路中,哪些电路反馈的输入和输出电阻提高?哪些电
路的输入、输出电阻下降?
答:(a)(e)电路输入电阻提高,(c) (d)电路输出电阻提高;
(b)(c)(d)电路输入电阻下降,(a)(b)(e)输出电阻下降;
3.11.9 试分析图P3.11.1电路中,各反馈电路的信号源内阻RS的大小和
负载RL大小对反馈效果的影响情况?
3.11.10 若图P3.11.1中的所有电路都满足深度负反馈的条件,试估算它
们的电压增益.
3.11.11 图P11.1.11中的A1、A2 为理想运放.问:
1,A1、A2分别组成何种反馈极性和组态?
2.二级之间的反馈是什么极性和组态?
3.电压放大倍数Au2=Uo/Uo1=?、Au = Uo /Ui=?
4.放大电路输入电阻rif =?
图P3.11.11
答:A1和A2都是电压并联负反馈,A1和A2级间是电压串联负反馈,
反馈放大电路如图P3.11.12所示,A1、A2都是理想集成运放,
试回答:
哪些元器件组成放大通路?哪些元器件构成反馈通路?放大通路和反馈通路又分别是什么反馈极性和组态?
2.整个电路的反馈是哪一种极性和组态?
3.求出电压放大倍数uo /ui ;
4.输入电阻rif 是多少?
5,如果R<<R1,将会出现什么情况?
图P3.11.12
用集成运放组成的欧姆表原理图如图P3.11.13所示,表头用来
指示电阻值,满量值为5V,RX是被测电阻.试问:
1.证明RX和输出电压UO成正比的关系式;
2.计算当RX测试范围为0~50KΩ时,R1应迁多大的电阻?
3.这种欧姆表有何特点?
4.使用这种欧姆表时,在操作上应注意些什么问题?在电路上可采用
什么措施来解决?
图P3.11.13 图P3.11.14
答:1.运算放大器构成反相比例运算,所以有
,由于R1和输入电压为常数,所以UO和Rx
成正比;
2.当Rx为50K时,UO达到满量程5V,代入上式后得:
,所以R1为50K;
3.表头为均匀刻度,线性好(),指针偏转角度随被测电阻的增加而增加,精度高;
4.表头不允许开路,否则会损坏指针或烧坏表头线卷。因此,操作时,输入为0,先接好RX,然而接通负5伏电源;测完后,先支掉电源,再取下RX。
可以采取的措施①输入接微动开关,②输出接稳压管或限流电阻,以防过压。
用于可调基准电路如图P3.11.14所示,其中A为理想运放,试计算输出电压U0的可调范围。
答:由于运放连接成电压跟随器,所以输出电压范围为,
V,
V,所以,输出电压在1.0至0.19V之间。
由于电压跟随器具有很高的输入电阻,和很低的输出电阻,因而在电路中可以
起缓冲作用,以使内阻较大的电压源通过它驱动阻值较小的负载。当负载变化时,
输出变化很能小。但负载电阻不能太小,以致负载电流超过运放的最大输出电流,
损坏运放或使运放失去电压跟随作用。
由于跟随的电压范围从容1。0到5。19V,所以单个正巧电源供电,运放仍工
作在线性区。
某电路的电压传输特性如图P3.11.15所示,试选用集成运放(例
如u741)及其它有关元件组成这个电路,并标明必须的元件参数值
或各元件值之间的比例关系。
图P3.11.15
3.11.16相敏检波电路如图P3.11.16(a)所示,ui 和uGS波形见图(b),
设运放为理想,场效应管的电压UP= -3V,导通时的沟道电阻为0Ω;
1,求ωt在0~Π和Π~2Π期间的uo 值;
2,画出输出电压波形;
图P3.11.16
3.11.17 积分运算电路如图P3.11.17所示,A为理想运放,试求
1.电路的运算关系式;
2.若R1=1KΩ,R2=2KΩ,C=1μF,ui1、ui2的波形如图(b)所示,
试画出uo 的波形并标明电压数值。
图P3.11.17
解:1.运算关系式如下:,代
入参数后得:在0≤t<2mS区间,(V)
在t=2mS时,(V)
在t≥2mS时,(V)
2.画出的波形如图所示同相积分器电路如
图3.11.18所示,
A为理想运放,试求
电路的运算关系式。

图3.11.18
 ,(1式减2式后),
所以,
解:
3.11.19 宽带放大器uA733内部电路如图P3.11.19所示
1.指出电路中引入哪些反馈?它们分别是什反馈组态?
2.设电路满足深度负反馈条件,试计算电路的电压增益;
图P3.11.19