模拟电路课后习题答案

2018-12-04 22:14

◆◆ 习题 3-2 若某一放大电路的电压放大倍数为100倍,则其对数电压增益是多少分贝?另一放大电路的对数电压增益为80dB,则其电压放大倍数是多少?

?|?100,则20lg|A?|?40;如20lg|A?|?80,则|A?|?10000。 解:如|Auuuu本题的意图是了解电压放大倍数与对数电压增益之间的关系。

◆◆ 习题 4-2 在图P4-1所示的电路中:

① 三极管的最大功耗等于多少?

② 流过三极管的最大集电极电流等于多少?

③ 三极管集电极和发射极之间承受的最大电压等于多少?

④ 为了在负载上得到最大输出功率Pom,输入端应加上的正弦电压有效值大约等于多少?

解:① PCM?0.2Pom?0.2?2.25W?0.45W

② ICM?VCCRL?68A?0.75A

③ U(BR)CEO?2VCC?2?6V?12V

④ 因为互补对称电路中无论哪个三极管导电,电路均工作在射极跟随器状态,

??1,而略小于1,故U?Ucem?VCC?6V?4.24V。 Aui222本题的意图是了解OCL互补对称电路中功率三极管极限参数的估算方法。

◆◆ 习题 4-3 在图P4-3所示互补对称电路中,已知VCC为6V,RL为8Ω,假设三极管的

饱和管压降UCES=1V,

① 估算电路的最大输出功率Pom;

② 估算电路中直流电源消耗的功率PV和效率η。 将本题的估算结果与习题4-1进行比较。 解:①

V(CCPom?22RL?Ucem)2?(3?1)2?82W?0.25W

如忽略UCES,则

Pom?VCC8RLVCC2?RL?222?68?86W?0.5625W

2② PV??2??8W?0.716W

??PomPV0.250.716?34.92%

如忽略UCES,则??PomPV?0.56250.716?78.56%

可见,在同样的VCC和RL之下,OCL电路的Pom比OTL电路大得多(大约为4倍)。同时OCL电路的PV也比OTL电路大得多(也大致为4倍)。最终,两种电路得效率基本相同。

此题的意图是理解OTL互补对称放大电路的Pom和PV的估算方法,并与OCL电路进行比较。

◆◆ 习题 4-4 在图P4-3所示的电路中:

① 估算三极管的最大功耗;

② 估算三极管的最大集电极电流;

③ 估算三极管集电极和发射极之间承受的最大电压;

④ 为了在负载上得到最大输出功率Pom,输入端应加上的正弦电压有效值等于多少? 解:① PCM?0.2Pom?0.2?0.5625W?0.1125W

② ICM?VCC2RL?62?8A?0.375A

③ U(BR)CEO?VCC?6V

④ 因为互补对称电路中无论哪个三极管导电,电路均工作在射极跟随器状态,

??1,而略小于1,故U?AuiUcem2VCC?2?262V?2.12V。 2本题的意图是了解OTL互补对称电路中功率三极管极限参数的估算方法。

◆◆ 习题 4-5 在图P4-1和图P4-3所示的两个互补对称电路中,已知RL=8Ω,假设三极管的饱和管压降UCES均为1V,如果要求得到最大输出功率Pom=3W,试分别估算两个电路的直流电源VCC分别应为多大。 解:

对于图P4-1的OCL电路

Pom?12UcemIcm?VCC?Ucem2RL2

?(VCC?UCES)2RL2

?2RLPom?UCES?(2?8?3?1)V?7.93V对于图P4-3的OTL电路

12Ucem2RL2V(CC?

Pom?UcemIcm?2?UCES)2RL2

?VCC?2(2RLPom?UCES)?2?(2?8?3?1)V?15.9V可见,在同样的Pom和RL时,OTL电路的VCC比OCL电路高得多。但前者只需要一个直流电源,而后者需要正、负两路直流电源。

本题的意图是对OTL和OCL两种电路进行比较,当要求同样的Pom时所需的VCC各为多少。

◆◆ 习题 4-6 分析图P4-6中的OTL电路原理,试回答:

① 静态时,电容C2两端的电压应该等于多少?调整哪个电阻才能达到上述要求? ② 设R1=1.2kΩ,三极管的β=50,PCM=200mW,若电阻R2或某一个二极管开路,三极管是否安全?

解:

① 静态时,电容C2两端的电压应等于VCC/2,即5V。应调整电阻R1达到此要求。 ② 若电阻R2或某一个二极管开路,则

IB1?IB2?VCC?2UR1?R3BE?10?2?0.71.2?1.2mA?3.58mA

IC1?IC2??IB1?50?3.58mA?179mA

PT1?PT2?IC1UCE1?(179?5)mW?895mW?PCM

因此,三极管将被烧毁。

本题的意图是理解OTL电路的工作原理,了解保证电路安全的重要措施。 ◆◆ 习题 4-7 分析图P4-7中的OCL电路原理,试回答:

① 静态时,负载RL中的电流应为多少?

② 若输出电压波形出现交越失真,应调整哪个电阻?如何调整? ③ 若二极管VD1或VD2的极性接反,将产生什么后果?

③ 若VD1、VD2、R2三个元件中任一个发生开路,将产生什么后果?

① 静态时,负载RL中的电流应为0,如不符合要求,应调整电阻R1; ② 若输出电压波形出现交越失真,应调整电阻R2,增大的R2阻值;

③ 若二极管VD1或VD2的极性接反,将使功率三极管电流急剧增大,可能烧毁三极管;

④ 若VD1、VD2、R2三个元件中任一个开路,同样可能使功率三极管电流急剧增大,烧毁三极管。

本题的意图是理解OCL电路的工作原理,了解交越失真的概念以及减小交越失真和保证电路安全的措施。

◆◆ 习题 4-8 试分析图P4-8中各复合管的接法是否正确。如果认为不正确,请扼要说明原因;如果接法正确,说明所组成的复合管的类型(NPN或PNP),指出相应的电极,并列出复合管的β和rbe的表达式。

(a) 接法不正确。因iC1和iB2的实际方向正好相反,无法形成统一的电流通路。从输入端看,在b1和e2之间无论加上何种极性的电压,VT1和VT2两者之中总有一个管子的发射结将被反向偏置。

(b) 接法不正确。因iC1和iB2的实际方向正好相反,无法形成统一的电流通路。

(c) 接法正确。复合管为PNP型。b1是复合管的b,e1(c2)是复合管的e,e2是复合管c,复合管的rbe和和β分别为 rbe?rbe1,?=?(1+?2)??1?2 1(d) 接法不正确。因iE1和iB2的实际方向正好相反,无法形成统一的电流通路。

本题的意图是了解复合管的正确接法和类型,以及复合管的β和rbe。

◆◆ 习题 5-1 图P5-1是集成运放BG303偏置电路的示意图,已知VCC=VEE=15V,偏置电阻R=1MΩ(需外接)。设各三极管的β均足够大,试估算基准电流IREF以及输入级放大管的电流IC1、IC2。

解:VT4、VT3、R组成镜像电流源,流过R的基准电流IREF为: IREF?VCC?VEE?URBE?15?15?0.71?A?29.3?A

IC3?IREF11?2?????IC3?IREF?29.3?A

?足够大?12IC3?29.32 VT1、VT2为差分对管,则有: IC1?IC2??A?14.7?A

本题的意图是理解镜像电流源的工作原理和估算方法。

◆◆ 习题 5-2 图P5-2是集成比较器BG307偏置电路的示意图。已知VEE=6V,R5=85Ω,R6=68Ω,R7=1.7kΩ。设三极管的β足够大,试问VT1、VT2的静态电流IC1、IC2为多大? 解:

VT5、VT6为核心组成比例电流源,其基准电流IR7为:

IR7?0?2UBE

?(?VEE)R6?R7R6R5R6R5?0?2?0.7?668?1700A?2.6mA

IC5?IC6?IR7?(6885?2.6)mA?2.08mA

VT1、VT2为差分对管,则有: IC1?IC2?

12IC5?12?2.08mA?1.04mA

本题的意图是理解比例电流源的工作原理和估算方法。


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