1、1.5限幅電路如圖P1.5所示，設D為理想二極管，輸入電壓vi為正弦波，其振幅大于VR。試繪出輸出電壓vO的波形。解：(1)當vi0），二極管D導通，相當于短接，vO=vi，輸出為正弦波。當viVR時，二極管D截止，相當于斷路，輸出電壓vO=VR，被限幅在VR值上。分析結果是，本電路只輸出小于VR值的正弦波部分，大于VR的正弦波被限制在VR上。輸出波形如圖1.5（a）所示。(2)當viVR（VRVR時，二極管D截止，相當于斷路，輸出電壓vO=VR。分析結果是，本電路只輸出小于VR值的正弦波部分，大于VR的正弦波被限制在VR上。輸出波形如圖1.5（b）所示。(3)當vi0）時，二極管D導通，相當

2、于短路，vO=VR，輸出直流電壓VR。當viVR時，二極管D截止，相當于斷路，輸出電壓vO=vi，輸出正弦波。分析結果是，本電路只輸出大于VR值的正弦波部分，小于VR的輸出波被限制在VR上。輸出波形如圖1.5（c）所示。(4)當vi0）時，二極管D截止，相當于斷路，vO=VR，輸出直流電壓VR。當viVR時，二極管D導通，相當于短接，輸出電壓vO=vi，輸出正弦波。分析結果是，本電路只輸出大于VR值的正弦波部分，小于VR的輸出波被限制在VR上。輸出波形如圖1.5（d）所示。+viRVRvOD+viOtVRvOOtVR圖1.5(d)R+viRVRvOD+viOtVRvOOtVR圖1.5(a)+v

3、iRVRvOD+viOtVRvOOtVR圖1.5(b)+DvOviVRviOtVRvOOtVR圖1.5(c)1.6雙向限幅電路如圖P1.6所示，設D1、D2為理想二極管，輸入電壓vi為正弦波，其振幅大于Vim=3VR。試繪出輸出電壓vO的波形。解：(1)當viVR時（VR0），二極管D1導通，相當于短接，二極管D2截止，相當于斷路，此時有vO=VR。輸出電壓被限幅在VR上。(2)當VRviVR時，二極管D1、D2均截止，vO=vi，輸出為正弦波。(3)當viVR時，二極管D1截止，相當于斷路，二極管D2導通，相當于短路，輸出電壓vO=VR，輸出電壓被限幅在VR上。由分析結果得本電路輸出波形如圖

4、P1.6a所示。viOtVRvOOtVR圖1.6a-VR-VR+viRvOVRD1+VRD2圖1.61.7雙向限幅器如圖P1.7所示，設D1、D2為理想二極管，輸入電壓Ui由0100V作線性變化。繪出相應于Ui的輸出電壓UO隨時間的變化曲線。解：首先分析當vi=0時的輸出電壓UO。Ui=0時D1截止（相當于斷路），D2導通（相當于短接），等效電路如圖P1.7a所示。電路的電流為所以輸出電壓UO為上式說明，Ui=0時，輸出電壓為40V，因此輸出電壓曲線的起點電壓為40V，且當Ui40V時，二極管D1總處于截止狀態，所以輸出電壓不變，保持UO=40V。當40VUi80V，則D2截止，輸出電壓UO被

5、箝位在80V。根據以上分析，作出輸出電壓曲線如圖P1.7b所示。+UiR1UOVR1D1+VR2D2圖1.7aR220V80V100k200kI+UiR1UOVR1D1+VR2D2圖1.7R220V80V100k200kUi /UOOt圖1.7b40V80VUiUO1.15晶體管3DG8的輸出特性如圖P1.15所示，已知它的PCM=200mW，ICM=20mA，V(BR)CEO=15V。(1)定出安全工作區；(2)定出放大區；(3)當VCE=6V時，能否使IC工作在30mA?為什么?解：(1)安全區由PCM=200mW決定的集電結最大功耗曲線、ICM=20mA和V(BR)CEO=15V三條曲線

6、確定，為了較準確地描繪出集電結最大功耗PCM的曲線，在曲線上取相應的三點，即V(BR)CEO=15V時的IC1、ICM=20mA時的VCE1和VCE=12V時的IC2。把以上三個數據代入PCM=ICVCE=200mW中PCM=IC1V(BR)CEO= IC115V=200mW，得IC113mA；PCM=ICMVCE1=20mA VCE1=200mW，得VCE1=10V；PCM=IC2VCE= IC212V=200mW，得IC217mA048121620vCE/ViC/mA5151020圖P1.15(a)(10,20)(12,17)(15,13)安全工作區根據以上數據繪出安全工作區如圖P1.15

7、(a)所示。(2)放大區的范圍是在安全工作區內再剔除截止區和飽區。如圖P1.15(b)所示048121620vCE/ViC/mA5151020圖P1.15(b)(10,20)(12,17)(15,13)放大區IB=0飽和區048121620vCE/ViC/mA5151020圖P1.15.(a)(10,20)(12,17)(15,13)(3)當IC=30mA時，有ICICM=20mA，三極管處于不安全區，故不能使用。2.1在圖P2.1各電路中的電容對信號可視為短路，試定性分析各電路能否正常放大，為什么？ +vIRB+VCC(a)RC+vO +vIRB+VCC(b)RCVBB+vO+vIRB+VC

8、C(c)REVBB+vO+VDD+vIC1(d)RG2+vORG1RDC2圖P2.1解： (1)圖P2.1(a)所示電路能否工作與否，與輸入vI有很大的關系，如果vi=vI,則放大電路在輸入信號負半周時處于截止狀態，輸出信號將產生嚴重失真。但輸入信號含有直流成份的話，如vI=0.7V+0.2sint，則電路可能正常工作。(2)圖P2.1(b)所示電路不能正常工作，因直流電源VBB把vI的交流成份短路，令電路無信號放大。(3)圖P2.1(c)所示電路不能正常工作，因為本電路的晶體管是PNP型，集電極電位應是最低的。(4)圖P2.1(d)所示電路不能正常工作，因為電路中的柵源電壓不是反偏，不符合這

9、種類型結型場效應管的工作特性。分別畫出圖P2.2中各放大電路的直流通路和交流通路。+viC1C2RB1RE1RB22C3+vo+VDD(b)RB21RE2CERC2+viC1C2RDRG3RG1RG2RSCSRL+vo+VDD(a)i2.2解：(1)a圖的直流通路和交流通路分別如下所示。RDRG3RG1RG2RS(a)圖交流通路RLRDRG3RG1RG2RS+VDD(a)圖直流通路(2)b圖的直流通路和交流通路分別如下所示C1RB1RE1RB22+VDD(b)圖的直流通路RB21RE2RC2+viRB1RE1RB22+vo(b)圖的交流通路RB21RC2+viRB1RE1RB22+vo(b)圖

10、的交流通路另一畫法RB21RC22.3電路及晶體管的特性P2.3所示。(1)作負載線，找出靜態工作點Q和放大器的動態范圍。若要獲得盡可能大的動態范圍，RB應取多大的數值？(2)電路其他參數不變，RC由2k變為5.1k，Q點移至何處？(3)電路其他參數不變，RB由16k變為32k，Q點移至何處？(4)電路其他參數不變，VCC由9V減至6V，Q點移至何處？iC/mAvCE/ViB=25A50A75A100A125A024681012345(b)+vi3DG6RB+VCC(a)RC+VBB1.5V9V2k+vo16k解：(1)作直流負載線并找出Q點，先求出Q點的IBQ值iC/mAvCE/ViB=25

11、A50A75A100A125A02468101234555.41.93.6Q找出直流負載線的ICM 找出直流負載線的VCEM 在圖上作出直流負載線，得出其Q點值為IBQ=50A，VCEQ=5.4V；ICQ=1.9mA動態范圍iC/mAvCE/ViB=25A50A75A100A125A0246810123454.5Qm62.5AVOP-P=23.6V=7.2V IOP-P=21.9mA=3.8mA若要使動態范圍最大，忽略三極管的飽和電壓時，工作點Qm應處于直流負載線的中點，即VCEQ=4.5V處，由直流負載線得出對應的IBQ=62.5A，此時的基極電阻值為1.6iC/mAvCE/ViB=25A5

12、0A75A100A125A0246810123451Q(2)當RC=5.1k而其他條件均不變化時，此時的IBQ=50A、VCEM=VCC=9V不變，但ICM發生變化，其數值為 再作負載線如右圖所示，查得VCEQ=1V，ICQ=1.6mAiC/mAvCE/ViB=25A50A75A100A125A0246810123457.20.8Q(3)電路其他參數不變，RB由16k變為32k，Q點移至何處？此時直流負載線的VCEM=9V不變，ICM=4.5mA不變，只是IBQ變了。Q點位置如右圖所示，得出VCEQ=7.2V，ICQ=0.9mA(4)電路其他參數不變，VCC由9V減至6V，Q點移至何處？此時直

13、流負載線的ICM和VCEM均發生改變，但IBQ不變仍為50A。iC/mAvCE/ViB=25A50A75A100A125A0246810123452.61.8QVCEM= VCC=6V作出直流負載線如右圖所示，并查出VCEQ=2.6V，ICQ=1.8mA2.4放大電路和晶體管的特性仍如圖P2.3所示。(1)求靜態工作點附近的 hfe和hfi ；(2)畫出簡化的h參數等效電路，計算AV、Ri和Ro。 +vi3DG6RB+VCC(a)RC+VBB1.5V9V2k+vo16kiC/mAvCE/ViB=25A50A75A100A125A0246810123452.80.8(b)解： (1)可由輸出特性

14、曲線直接計算得出hfe，方法如下：在vCE=4V處找出IB=25A和75A兩條曲線，并讀出相應的IC為0.8mA和2.8mA，然后根據hfe的定義得計算靜態工作點必須令信號源vi=0，即將其短路。 (2) 畫出簡化的h參數等效電路如右圖所示。ic+viRB+RCvohiehfeibib2.5放大電路如圖P2.5所示，晶體管為3DG6，其hfe=60。(1)計算不帶負載RL時靜態工作點；畫出h 參數等效電路，計算AV、Ri和Ro ；(2) 計算帶上負載RL時靜態工作點；畫出h 參數等效電路，計算AV、Ri和Ro。 解：(1)計算不帶負載RL時靜態工作點，此時應先將輸入端短路。+VCC+15V+v

15、iTRB2RC5.1k+vo39kRL10kRB1330kIB1IB2IBQ不帶負載時，流經RC的電流就是ICQ，所以+viRB2+RCvoibhfeibRB1hieic畫出h 參數等效電路如右圖所示，(2) 計算帶上負載RL時靜態工作點；畫出h 參數等效電路，計算AV、Ri和Ro。接上負載后，輸入回路的靜態基極電流仍是IBQ=0.025mA不變，所以相應的晶體管的集電極電流仍為ICQ=1.5mA。但輸出回路由于有了直接連接的負載RL分流，流經RC的電流與流經三極管的電流ICQ是不一樣的，所以VCEQ發生了變化，本題還須列出方程組才能計算出現時的VCEQ。輸出回路的靜態電流及電壓如右圖所示。+

16、VCC+15VTRC5.1k+RL10kIRCIRLICQVCEQ建立方程如下：(1)(2)(3)(3)代入(1)消去IRC得+viRB2+RCvoibhfeibRB1hieicRL(4)(4) 代入(2)消去IRL得 解得加入負載后的 VCEQ 4.8V此時的h參數等效電路如右圖所示，其電壓放大倍數為電路的輸入、輸出電阻仍為Ri 40k、Ro 5.1k。2.7電路如圖P2.7所示，已知hfe=60，電容的容抗可以忽略。(1)計算靜態工作點；(2) 畫出簡化的h參數等效電路，計算AV、Ri 和Ro。 +VCC+18V+vsTRB2RC5.1k+vo22kRL5.1kRB168kviRsRE2.

17、2kC1C2Ce解：(1)計算靜態工作點；VEVB+viRS+RCvohiehfeibRB1/RB2RLvS+(2) 畫出簡化的h參數等效電路，計算AV、Ri 和Ro。簡化的h參數等效電路如右所示。其中2.8阻容耦合射極輸出器如圖P2.8所示，已知hfe=50。(1)計算靜態工作點；(2) 畫出簡化的h參數等效電路，計算AV、Ri 和Ro。 (1+hf )IBIBVBEVRB+VCC+15V+vsT+voRL10kRB250kviRsRE5.1kC1C21k+VREVCEIE解：(1)計算靜態工作點變形為可計算出IBQib+viRS+REvohiehfeibRBRLvS+BEC(1+hfe)i

18、b (2) 畫出簡化的h參數等效電路，計算AV、Ri 和Ro。簡化的h參數等效電路如右所示。其中（1）ib+viRS+REhiehfeibRBvS+BEC(1+hfe)ibiiRLRiRi求電路的輸入電阻Ri時，輸入電阻的定義是+viRSRiRBvS+ii對于hie、RE和RL回路有所以這個回路的等效電阻為輸入回路的等效電路如右上圖所示，由此得電路的輸入電阻Ri為求輸出電阻RO時必須把信號源短接，如右圖所示，先算出hie、RS/RB和電流源回路的等效電阻RoRS /RBRoRoITVT(1+hfe)ibCEB+hfeibhieRE+ib電路的輸出電阻RO時可看成RE與RO并聯。2.9電路如圖P

19、2.9所示，電容的容抗可以忽略。(1)畫出簡化的h參數等效電路，計算AV1=Vo1 /Vi、AV2=Vo2 /Vi、Ro1和Ro2；(2)當RC=RE時，兩個輸出電壓Vo1和Vo2在振幅和相位上有何關系？ 解：(1)畫出簡化的h參數等效電路，計算AV1=Vo1 /Vi、AV2=Vo2 /Vi、Ro1和Ro2；+viRS+RCvo1hiehfeibRB1/RB2vS+REvo2+VCC+vsTRB2RC+vo1RB1viRsREC1C2C3VBVE+vo2Ro2Ro1+viRS+RCvo1hiehfeibRB1/RB2vS+REIbIcIe+vo2對于Ro1，只是相當于帶發射極電阻RE的共射電路

20、的輸出電阻，所以Ro1=RC。對于Ro2，等效于是共集電路（射隨器）的輸出電阻。等效電路如下圖所示，令vS=0,在vo2處加上測試電壓VT。Ro2+RChieRS/RB1/RB2REIbIcIeBCEVTITRo2+Ro2REVTRo2其中所以(2)當RC =RE 時由AV1得由AV2得兩式相除得物理意義為兩輸出信號大小相等，但相位相反。但是輸出電阻是不一樣的。2.10電路如圖P2.10所示，已知hfe=50，電容的容抗可以忽略。(1)計算靜態工作點；(2) 畫出簡化的h參數等效電路，計算AV、Ri 和Ro。 +VCC+15V+TRB2RC3k+vo47kRL6.2kRB1100kviRE21

21、.5kC1C2CEVBVERE1200解：(1)計算靜態工作點；(2) 畫出簡化的h參數等效電路，計算AV、Ri 和Ro。+viRB1/RB2+RCvohiehfeibRLibicRE1簡化的h參數等效電路如右所示。其中2.11集電極基極偏置放大電路如圖P2.11所示，T為硅管，其hfe=100。計算靜態工作點；如果要求VCE=6.5V,RB的值應為多大？畫出簡化的h參數等效電路，并用密勒定理作進一下簡化；VCC+vsTiBRC+voRBviRsC1+Ro120k3k12ViB+iCRi推導AV、Ri和Ro的表達式，并算出它們的數值。解：(1) 計算靜態工作點；列出下面兩個回路方程，(1)(2

22、)解得：VCC+vsTIBRC+voRBviRsC1+Ro120k3k12VIB+ICRi(2)如果要求VCE=6.5V,RB的值應為多大？由(1)、(2)式可解得：+RS+RChieRBvS+IbIbIc+BCEhfeIbVoVi(3) 畫出簡化的h參數等效電路，并用密勒定理作進一下簡化；+RS+RChievS+IbBCEhfeIbVoViRB1RB2經密勒定理進一步簡化h參數等效電路簡化h參數等效電路經密勒定理化簡后的h參數等效電路中的RB1和RB2分別為推導AV、Ri和Ro的表達式，并算出它們的數值。由密勒定理化簡后的h參數等效電路可知，本電路可直接代入共射電路電壓放大倍數的表達式求AV

23、。其中hie為整理后得經密勒變換后的兩個等效電阻分別為電路的輸入電阻Ri和輸出電阻Ro分別為圖P4. 3 (a)交流等效電路RP+R3R1RL+-AVoVsR24.3判斷圖P4.2所示各電路中各交流負反饋分別是什么類型。圖P4. 3 (b)+-R3R1RL+-AVoVsR2Rs圖P4. 3 (a)RP+R3R1CRL+-AVoVsR2圖P4. 3 (c)+VCCT1R2+voR3+R5T2viR4R1C1R6C3R7C2C4+VCCT1R2+voR3+R5T2viR4圖P4. 3 (d)R1C1R6R8T3C3R7C2解：圖(a)沒有交流反饋，因為C對交流短路令R2、R3交流接地，使該回路不起

24、交流反饋作用，但對直流有反饋，R2、R3對輸出的直流電位取樣反饋，反饋后的信號與凈輸入電壓串聯，并由瞬時極性法可判斷出屬正反饋。屬直流電壓串聯正反饋。圖(b)的反饋回路由R1、R2、R3組成，對vo分壓后反饋回輸入端，對輸入電流分流，并通過瞬時極性法判斷出屬負反饋，所以屬交直流電壓并聯負反饋。圖(c)的反饋回路由C7、R6(R7、R4同時亦起作用)組成，該回路有電容隔直流，只對交流反饋，并對輸出電壓取樣，反饋信號與輸入回路的凈輸入電壓串聯，由瞬時極性法可判斷得屬正反饋，所以圖(c)電路屬交流電壓串聯正反饋。圖(d)的反饋回路由R6、R8、R3組成，沒有電容，所以對交直流均有反饋作用，反饋回路對

25、輸出電流取樣反饋，反饋后的信號與凈輸入電壓串聯，并通過瞬時極性法判斷出屬負反饋，所以該電路屬交直流電流串聯負反饋電路。4.7當放大器AV改變20%時，如果要求AVF=100而且AVF的變化不大于1%。（1）試計算AV和F值。（2）如果無反饋時的fH =20kHz，求引入反饋后的通頻帶BWF。解：(1)由題意可列出以下方程 解式得1+AVF20代入解得AV2000代入得F0.0095(2)無反饋時fh=20kHz，直接耦合電路的下限頻fl=0，所以有BW= fh=20kHz。引入負反饋后有BWF =BW | 1+AV F | =20 20 = 400kHz4.10在圖P4.10所示電路中，設運算

26、放大器為理想運放。(1)合理連線，將信號源 vs與RF正確地接入電路，使電路有盡可能高的輸入電阻；(2)保證放大倍數|AVF|=100，問應選用多大的反饋電阻RF？RF圖P4. 10R2+-CER1TR4-+Avovs+15VR31k1k-15V解：(1)要使閉環放大電路有較高的輸入電阻，必須采用串聯負反饋型式，再根據兩級放大電路的型式知應采用如圖所示的連接方式。連接后用瞬時極性法檢驗知符合負反饋的要求。(2)由深度負反饋的特點及閉環電壓放大倍數的定義得VoR2RFVf由“虛短”和“虛斷”得右圖所示等效電路及以下兩式。聯立以上三式解得4.11在圖P4.11所示的放大器中，為了分別實現下面幾方面

27、的要求，應引入何種類型的負反饋？請畫上反饋電路。(1)要求元件參數的改變對T3的靜態集電極電壓影響較?。?2)要求T3集電極電流的交流分量ic3基本不受RC3改變的影響；(3)要求在接上外加負載RL以后，電壓放大倍數基本不變；(4)要求輸入端向信號源索取的電流比較小。解：(1) 要求元件參數的改變對T3的靜態集電極電壓影響較小,應采取直流電壓負反饋，反饋連接如圖4.11(1)所示。(2)要求T3集電極電流的交流分量ic3基本不受RC3改變的影響，應采用交流電流負反饋，反饋連接如圖4.11(2)所示。(3)要求在接上外加負載RL以后，電壓放大倍數基本不變；應采用交流電壓負反饋，反饋連接如圖4.1

28、1(3) (4)所示。(4)要求在接上外加負載RL以后，電壓放大倍數基本不變；應采用交流電壓負反饋，反饋連接如圖4.11(3) (4)所示。圖P4. 11（3）（4）+VCCT1+voRC1+RE1T2-viRB1CRC2RE2RE3RC3T3RFRLCfC1圖P4. 11（2）+VCCT1+voRC1+RE1T2-viRB1CRC2RE2RE3RC3T3RFCf圖P4. 11（1）+VCCT1+voRC1+RE1T2-viRB1CRC2RE2RE3RC3T3RF4.12負反饋放大電路如圖P4.12所示，設這些電路滿足深度負反饋條件，試運用近似計算法計算它們的電壓放大倍數。解： (1)圖a放大

29、電路是電流并聯負反饋，反饋由R5、R3組成，交流等效電路如圖a所示。圖P4. 12（a）+VCCT1+-voR1+T2-vsC1R2R3R4C2R5C3Rs圖P4. 12（a）T1+-voR1+T2-vsR3R5Rsic2ie2ib0vbe0iifR2由“虛短”和“虛斷”畫出輸入回路和反饋回路的交流等效電路如下所示和列出下式R3R5ie2if+-vsRsi觀察輸入回路得(并把上式代入得)由輸出回路得由反饋回路知這是一個并聯電路，ie2與if是總電流與支路電流的關系，顯然if與所設的方法相反，根據分流原理有聯立以上三式把利用閉環電壓放大倍數的定義得(1)圖b放大電路是電壓并聯負反饋，反饋由R7組

30、成，與反饋有關的交流等效電路如圖b所示，其中使用了“虛短”和“虛斷”概念。Ic圖P4. 12（b）+VCCT1+-voR1+T2-vsC1R2R3R4C2R5C3RsR6R7T2Ib0Ii+R6T1vbe0RsvoIe10R3+R1-vs-IfR7圖P4. 12（b）因為“虛斷”，有Ib 0，所以Ie1 0，得Ii If+-vsRsIiR7R6T2IfIcvo+-因為“虛短”，有Vbe 0，所以T1的b極交流電位Vb =0，得輸入回路、輸出回路和反饋回路的等效電路如右圖所示。觀察輸入回路得(并把上式代入得)由輸出回路得由輸出和反饋回路知這是一個并聯電路，IC與If是總電流與支路電流的關系，所以

31、有利用閉環放大倍數的定義得4.13電路如圖P4.13所示，A是放大倍數為1隔離器（緩沖器）。指出電路中級間交流反饋通路，并說明是什么類型的交流負反饋；試運用近似計算法計算中頻時的電壓放大倍數；試簡述該電路要使負反饋效果顯著，對R1有何要求。+-A voR15.1kvIvsR2R4R3R51k19k2.2k+VCC-VEE+-+-+-圖P4.13T1T2解：(1) 級間交流反饋通路由R5、R3組成，本電路的反饋類型是交直流電壓串聯負反饋。(2)試運用近似計算法計算中頻時的電壓放大倍數；畫出與反饋有關的交流等效電路如圖4.13a所示。如果是深度負反饋，可利用“虛短”和“虛斷”概念。由“虛短”概念可

32、得vI vf圖P4.13aie1=0voR1vIvsR519k+-+-+-T1vf+-由“虛斷”概念可得ie10以及解上三式并利用閉環電壓放大倍數的定義得(3)試簡述該電路要使負反饋效果顯著，對R1有何要求。如圖P4.13b所示，Rif是閉環電路的輸入電阻，由圖知，若R1小的話，vI就可以大一些，引入的負反饋深度也可以深一些，負反饋效果也比較顯著。圖P4.13bR1vIvsRif+-+-因為Avf=vo/vi和Avfs=vo/vs其中把上式代入Avf式得把Avfs代入上式得由式可知，負反饋深必然是Avf小，亦即R1必須要小。4.14電路如圖P4.14所示。要使電路中引入的反饋為負反饋，開關S應

33、置于(a)還是置于(b)?這個負反饋屬于何種類型的負反饋？設電路滿足深度負反饋的條件，電壓放大倍數AVF大約是多少？解：(1)要使電路中引入的反饋為負反饋，開關S應置于(a)還是置于(b)?由瞬時極性法可判斷出開關S應打向(a)，才能產生負反饋。(2)這個負反饋屬于何種類型的負反饋？這個反饋屬于交、直流電壓串聯負反饋。-+A voR15.1kvISR2R4R3R5100k2k2k+VCC-VEE+-+-圖P4.14T1T2R6R8(a)(a)R7(3)設電路滿足深度負反饋的條件，電壓放大倍數AVF大約是多少？觀察電路知，反饋回路由R5、R8組成，反饋電壓vf由兩電阻分壓后由R5取出，如果是深度

34、負反饋，必有且由分壓原理可得利用閉環電壓放大倍數的定義得注；本電路中R6、R7的分壓作用是為了保證運放在輸入電壓vI=0時，輸出電壓vO也為0 。原理為：電源電壓經這兩個電阻分壓后使運放的V+ 端的直流電位與T1的集電極電位相同，靜態時，運放的凈輸入Vid=0，所以vO=0。4.15負反饋放大器如圖P4.15所示，假設運算放大器的差模輸入電阻為無窮大，輸出電阻為零。寫出電壓反饋系數FV的表達式；如果基本放大器的開環增益|AV|為103，閉環電壓增益|AVF|為102，計算反饋系數|FV|，求出R2/R1的值；如果開環放大倍數減小20%，那么閉環放大倍數將減少多少？解：(1) 寫出電壓反饋系數F

35、V的表達式；+-A R1R2RS+-圖P4.15VoVSRL+Vf-+-+-本電路的反饋類型為交直流電壓串聯負反饋。在深度負反饋的條件下，由“虛短”和“虛斷”的概念可得出反饋電壓Vf由R2、R1把輸出電壓VO分壓后在R1上產生并饋回輸入端。所以反饋系數 (1)(2) 如果基本放大器的開環增益|AV|為103，閉環電壓增益|AVF|為102，計算反饋系數|FV|，求出R2/R1的值；根據 得再由(1)式得(3) 如果開環放大倍數減小20%，那么閉環放大倍數將減少多少？把開環放大倍數減少的比率代入下式即可求出閉環放大倍數減少的比率。4.16負反饋放大器如圖P4.16所示。利用近似計算法計算|AVF

36、|；若基本放大器的開環電壓增益|AVo|為102，利用負反饋一般表達式計算|AVF|。vovID1圖P4.16+VCC-VEE+-A T1T2RLD2解：(1) 利用近似計算法計算|AVF|；本電路的反饋類型是交直流電壓串聯負反饋。由“虛斷”得v- = vov+ = vI由“虛短”得v+ = v- 由上三式得vo = vI 所以有所以本電路是緩沖器，沒有電壓放大，只有電流放大，作為末端功率輸出級。(2) 若基本放大器的開環電壓增益|AVo|為102，利用負反饋一般表達式計算|AVF|。由電路圖可得出vf = vo由反饋系數的定義得所以5.1用集成運放構成一正弦波相移器，如圖P5.1所示。設Z1

37、=R1=1.4k,正弦波頻率f=1kHz，。要求輸出超前輸入+45，試計算阻抗ZF中的電阻值和電抗元件值。-+A R1+-ZFRPViVo圖P5.1解：令和由題意可得因為yx0vivoR2XLZF45輸出輸入電壓和各阻抗相量圖顯然AVF=1，所以有ZF = R1 =1.4k由題意知ZF應呈感抗性質，設ZF由一個純電阻R2和一個純電感線圈XL串聯組成。根據輸入輸出電壓的相位及電阻和電感的性質畫出相量圖如右圖所示。由相量圖得R2=XL所以 解得 又因為XL=2fL所以電感元件的電感量為 -+A voR1vI1100k+-R2R3vI2vI3RFRP5.2已知加法器的運算關系為vo= - (5vI1

38、+10vI2+0.2vI3)，且反饋電阻RF=100k，畫出電路圖，并計算電路中各電阻的值。解：要實現題目所要求的加法運算關系，可使用基本加法電路，具體如右圖所示。根據加法運算的一般關系式可計算出電路中各電阻R1、R2、R3的值。加法運算電路的加法運算關系如下式所示由式得RP=R1/ R2/ R3/ RF=20/10/500/100=6.17k5.3同相加法電路如圖P5.3所示，試推導其輸出電壓與輸入電壓之間的函數關系式。解：由“虛斷”得兩個輸入端的兩個節點方程負反饋回路的方程 (0-vN) / R= (vN-vo ) /RF (1)因為“虛斷”，所以 iP=0所以有 iP = i1 + i2

39、 + i3 = 0根據上式得同相輸入端的電路方程為 (vI1vp)/R1+(vI2-vp)/R2 +(vI3-vp)/R3=0 (2)由(1)得 由(2)得 由虛短得 vN = vp所以 vI1R1-+AvT2voRFRR2NPvT3R3ip=0iN=0iRiFi1i2i3圖P5.3解得 是一個同相比例加法器?；?.4按下列要求各設計一個運放電路(要求畫出電路圖，并計算出各元件值)。(1)vo= - 5v1，放大器的輸入電阻大于20k；(2) vo= - 100v1，輸入電阻等于200k，電路中各電阻值不得超過1M。-+A voR1vI1100k+-RFRP20k解：以上兩種運算均為比例運算，

40、可采用反相放大電路實現。(1)根據題目的要求及一般反相放大電路的電壓放大倍數的關系式(Avf=-RF/R1,顯然本題中的|Avf|=5)得（其中規定輸入電阻R120k）采用反饋電阻大于100k的反相放大器可實現題目要求的運算關系，電路如上圖所示。(2)假設仍使用與解決第一個問題時所使用的電路，計算RF的大小(本題要求AVF=-100)此時的反饋電阻RF1M=1000k，不合題意，應使用帶T型反饋網絡的反相放大電路，用T型網絡的電阻值替代RF，以減少電路中各電阻的阻值。帶T型網絡的反相放大器的電壓放大倍數公式如下式所示（詳見教科書電子線路第四版第五章P242梁明理主編）為方便設計起見，令RF1=

41、 RF2，與基本反相放大器比較，顯然有-+A voRF1470k+-R1RF3vIRF2RP10k470k200k取RF3=10 k代入上式可解出 RF1=437 k，取RF1=470 k。這樣可以令每個電阻均不超過1M但其放大倍數和輸入電阻均符合要求，把RF3=10 k和RF1=470 k代入T型網絡反相放大器的電壓放大倍數公式驗證基本符合要求。具體電路如右圖所示。5.5圖P5.5所示為一高輸入電阻反相放大器，稱為輸入電阻自舉擴展反相放大器，A1：為主放大器，A2：為輔助放大器。試推導放大器的輸入電阻表達式，并說明此電路提高輸入電阻的原理。解：由“虛短”和“虛斷”得vO-+A1 i1vIR2

42、RP1-+A2 RP2R2R2R1R1iIi圖P5.5vO2A1與A2均組成反相放大電路，所以有把代入得由上式可得本電路輸入電阻表達式為由上式可知，使用時，必須有RR1， 否則Ri會是“”值。當沒有接入輔助放大器A2（即R）時，由上式得Ri=R1，這就是典型反相放大電路的輸入電阻。當加入輔助放大器后，上式中的分母必小于1，RiR1，輸入電阻增大了。原理：在輸入電壓vI不變的條件下，由“虛短”得是常數，而i1=iI+i，當引入i后，必然導致iI減少，即輸入電阻增大了。5.7用集成運放組成的測量電壓、電流和電阻的三用表原理電路分別如圖P5.7的(a)、(b)、(c)所示。設電壓表滿量程為5V。(1

43、)設電壓量程分1V、5V兩檔，相應的R1應怎樣選擇？(2)設電流量程分500A、1mA兩檔，相應的RF各為多少？(3)若V=6V，R1分別為1k和10k，Vo均為5V，則相應的被測電阻RX為多少？解：本題電壓表滿量程為5V，其意為當輸入信號至某一檔的最大值時，運放的輸出必定是|VO | =5V，不可逾越，否則會燒毀電壓表，所以三個電路的最大輸出已被確定。(1) 本題題意為：使用量程為1V檔時，測試電壓不得超過1V，即VX不得超過1V，測試1V時R1的取值保證輸出電壓VO=-5V(電壓表滿量程輸出)；同理使用量程為5V檔時，測試電壓不得超過5V，測試5V電壓時R1的取值保證輸出電壓VO=-5V。

44、-+R1+-RFRPVo圖P5.7(a)測VXV 1MVX本電路是反相放大器，符合以下規律其中VO= - 5V，所以當VX=1V時，有R1=0.2VX=0.21=0.2M當VX=5V時，有R1=0.2VX=0.25=1M(2)本題題意為：使用量程為500A檔時，測試電流不得超過500A，測試最大電流時RF的取值保證輸出電壓VO=-5V(電壓表滿量程輸出)；同理使用量程為1mA檔時，測試電流不得超過1mA，測試1mA電流時RF的取值保證輸出電壓VO=-5V。（但電壓表上的刻度是按電流值標量的）-+RFVo圖P5.7(b)測IXV IX由“虛斷”和“虛短”得(0-VO )/RF=IX所以 RF=

45、-Vo / IX= 5 / IX其中 VO = -5V當IX =500A=0.5mA時RF = 5 / IX =5 / 0.5=10k當IX =1mA時-+R1+-RXVo圖P5.7(c)測RXV V6VRF = 5 / IX =5 / 1=5k(3)本問使用的電路仍是反相放大器，符合下式其中VO= - 5V，所以當R1 =1k時當R1 =10k時5.8差分輸入放大器如圖P5.8所示。設輸入電壓vI1為三角波，變化范圍為03V，vI2為在04V之間變化的方波。試畫出輸出電壓vO的波形，注明電壓變化范圍。圖P5.8-+RFvO20kRFR1R110kvI1vI2vI1/VttvI2/VvO/Vt

46、OOO3482-6圖5.8-1解：本題電路是一個差分放大電路，由題目所給條件得輸出電壓為輸出最大值為vOmax=2(4-0)V=8V輸出最小值為vOmin=2(0-3)V=-6V輸出電壓波形如圖5.8-1所示。-+vo1x圖P5.17vi1vi2ykxyvo5.17在圖P5.17所示電路中，設所用器件為理想特性，vi10。(1)分別寫出vo1和vo2的表達式；(2)指出該電路是何種運算電路。解：(1)由“虛短”得運放的輸入端有又因為x=vo，y=vi1所以乘法器的輸出為 =得(2)由結果可知，本電路可實現除法運算。5.18用乘法器可對兩個正弦波的相位差進行測量，見圖P5.18所示的電路。設v1

47、=V1msin(t+1)，v1=V2msin(t+2)，求vO的表達式和其中直流分量VO的表達式。(提示：sinA sinB=cos(A-B)- cos(A+B)/2)解：x圖P5.18v1v2yK=1voV直流電壓表其中直流成份由上式可知，通過直流成份的大小可以算出兩個正弦波的相位差。6. 3 RC文氏橋正弦波振蕩器的電路如圖P6.3所示，試指出哪個電路能產生自激振蕩，哪個不能，并說明理由。解：+VCCTRERBRCRRCC(a)+VCCTRERBRCZ1Z2+-+-反饋點比0低為“-”值反饋點比0高為“+”值+VCCTRERBRCZ1RB1RB2圖(a)的RC反饋網絡是負反饋網絡。所以不能

48、產生振蕩。+VCCTRERBRCRRCC(b)RB1RB2+-+Z2-圖(c)中電路與教材中所講述的文氏橋式RC振蕩電路是一樣的，RC網絡是正反饋網絡，從相位條件的角度來說是可能起振的。但由負反饋網絡R1、R2的數值可知，放大器的電壓放大倍數少于3，不符合振幅平衡條件。證明如下：同相放大器的電壓放大倍數為A=1+R1/R2=1+2/1.5=2.333，所以起振時根據(1)式有所以(6)為了穩定振幅，又使輸出波形不失真，反饋電阻R1應具有負溫度系數性質，如負溫度系數的熱敏電阻、晶體二極管、晶體三極管等，這些元件的阻值都隨溫度的升高與減少。6.6 LC正弦波振蕩電路如圖P6.6所示。試判斷它們是否

49、能振蕩，若不能振蕩，試修改電路。-+-+-解：RB1 (a)CELBRB2CLVCCRETRB1 (a)CELBRB2CLVCCRET反饋點比0低為“-”值，負反饋，不起振且b極直流電位為0。把次級線圈同名端調換并在b極加一電容器RB1 (b)CERB2CL1VCCRETL2CBRB1 (b)CERB2CL1VCCRETL2CB改正后的電路符合“射同基反”原則。本電路不符合“射同基反”原則，不起振。RB1 (C)CERB2LC1VCCRETC2CB把基極交流接地，發射極交流通路只通過電容CE接LC回路的電容分壓點，使之符合“射同基反”原則。本電路發射極交流通路既“射同”，又“射反”，不符合“射

50、同基反”原則，不起振。RB1 (C)CERB2LC1VCCRETC2CERB1 (d)RB2CL1VCCRETL2CBRB1 (d)RB2CL1VCCRETL2CB利用CE把T的CE極直流電位隔離，電路靜態工作點正常，可以起振。本電路的直流工作點不正確，T的CE極等電位，電路沒有放大作用，不起振。6.7 LC正弦波振蕩器如圖P6.7所示。試分別算出回路電容和頻率的變化范圍。解：這是一個變壓器反饋式振蕩電路，屬共基反饋放大器。LC諧振回路中的兩個C1、C2電容是串聯形式，所以按串聯方式計算總電容。RB1圖6.7C3RB27/270PFL13=180F+VCCRETCBC2C1300PF123回路

51、總電容為所以有頻率變化范圍 6.8 電路如圖P6.8 所示。應將石英晶體接在哪兩點它才有可能產生正弦波振蕩？CR1/R251pFvOT100pFRCEB交流等效電路圖P6.8R151pFR2C+VCCRET100pF0.1F0.1FRCEB接好石英晶體后，試畫出交流通路，并分析其振蕩原理。解：解本題時，應先畫出原電路的交流等效電路，如右上圖所示。由交流等效電路可知，本電路的發射極E所接的是兩個電容的分壓點，形成了“射同“連接。在電容三點式振蕩電路中，石英晶體是作為電感使用的，所以按“基反”原則連接石英晶體。電路的諧振頻率約為石英晶體的串聯諧振頻率。先由交流等效電路確定了石英晶體的連接點，再在原

52、圖上連接石英晶體。6.9在圖P6.9所示電路中，設集成運放A1、A2、A3均為理想運放，穩壓管正向導通電壓可忽略。A1、A2、A3各組成什么應用電路；（2）若輸入信號vi=5simtV,試分別繪出相應的vO1、vO2和vO的波形；vo1R20k圖P6.9-+A1 Cvi20k10k-+A2 10k-+A3 vo2vo6V（3）試簡述A1、A2和A3各工作在線性區還是非線性區？vit0vO1t05Vt0t0vO2vO-5V5V-5V6V-6V6V-6V解：（1）由圖很容易可看出，A1組成的是一個反相比例放大電路，由各電阻數據可知，電壓放大倍數為1，所以本電路對輸入信號只反相，不起放大作用。A2組

53、成的是一個反相的電壓過零比較器，當vO1 “0”時，輸出vO2 0的矩形脈沖波；當vO1 0的矩形脈沖波。A3組成的是一個電壓跟隨器，電路只對vO2進行AV=1的傳輸，目的是增強電路的帶負載能力。（2）由三個運放組成電路的性質可畫出各輸出端的波形如右圖所示。（3）由于A1是反相放大器，所以A1工作在線性區；A2是一個電壓比較器，因而是工作在非線性區；A3是一個電壓跟隨器，所以亦是工作在線性區。圖 7.1.2voRLvi+VCC-VEET1T2+-+7.2 乙類互補功率放大器如圖7.1.2所示，設VCC=|VEE|=9V，RL=8，晶體管飽和壓降VCE(sat)=1V，輸入交流信號足夠大，使集電

54、極電流、電壓動態范圍充分利用，試計算Pom、m和PT。解：本題按近似情形和實際情形計算。(1)近似情形（此時有VomVCC）(2)實際情形（此時要考慮管的飽和電壓降VCE（sat）7.3 甲乙類互補功率放大器如圖P7.3所示，設RL=8，VCC=12V，晶體管飽和壓降VCE(sat)=1V，電容C的容量足夠大。并假定工作點較低，計算電路參量時可視為乙類工作狀態。試計算Pom、m和PT。圖P7.3VORLVI+VCCT1T2+-+R2D1D2+R3CR1解：本題按近似情形和實際情形計算。(1)近似情形（此時有VomVCC）(2)實際情形（此時要考慮管的飽和電壓降VCE（sat）7.4 單相橋式整

55、流電容濾波電路如圖7.2.4所示，變壓器輸入交流電壓為220V，50Hz。要求輸出直流電壓VO=45V，直流電流IO=200mA，試選擇電路元件。VOv2Tr+-D1D2+CRLD3D4-+-v1IO解：首先算出電源所帶的負載RL選擇變壓器。變壓器次級電壓有效值V2和電流有效值I2為取取變壓器的功率為選取次級輸出電壓有效值為40V，輸出功率為16VA的變壓器。選整流二極管。二極管的反向電壓VRM和平均電流ID分別是選擇2CP1做為整流二極管，其最大整流電流為400mA，最高反向工作電壓為100V。選擇濾波電容器。電容量和耐壓(考慮電網10%的變化)分別是取220F、100V的電解電容器。8.4 根據反演規則，求出下列函數的反函數8.6 用代數法化簡下列各式：其中使用了AA=A；AA=0其中使用了1+A=1；A+A=1其中使用了1+A=1；A+AB=A+B使用了反演律其中使用了A+A=A8.8 用卡諾圖化簡下列各式：ABC0 1 000111101111