康光华电子技术基础模拟部分第五版习题选解Word文档下载推荐.docx
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。
同理可得
1.5.1
电压增益
电流增益
功率增益
1.5.2
设负载开路时输出电压为
,负载电阻
时输出电压为
,根据题意
而
则
1.5.3
设
为负载电阻断开时的输出电压,即
;
负载电阻
时,输出电压
根据
,则输出电阻为
1.5.4
根据题意可得输出电阻
由于放大电路开路输出电压为
,电流信号源电流
,于是可得
1.5.5
由于高输入电阻放大电路对信号源衰减小,所以输入级(第一级)宜采用高输入电阻型放大电路;
低输出电阻放大电路带负载能力强,所以输出级(第三级)宜采用低输出电阻型放大电路;
中间级(第二级)用高增益型。
于是三种放大电路模型互联组成的放大电路如图解1.5.5所示。
图解1.5.5
在该放大电路中,输入信号源为
、内阻
的电压源;
前级放大电路的受控源及输出电阻是后级放大电路的信号源和内阻,而后级放大电路的输入电阻则是前级放大电路的负载电阻。
设三个放大电路模型的输入电压分别为
,于是
放大电路输出功率:
1.5.6
根据电路可得
1.5.7
设输入电压为
中频区输出电压为
,电压增益为
上限频率点输出电压为
,增益
依题意
又因为
所以
在相同输入电压条件下,上限频率点的输出电压约下降到中频区的0.708。
2.3.1设图题2.3.1中的运放为理想器件,试求出a、b、c、d中电路输出电压v0的值。
图题2.3.1
利用虚短和虚断的概念:
图(a)可知
式中
,则
图(b)可知
,
图(c)可知
图(d)可知
2.4.1一高输入电阻的桥式放大电路如图题2.4.1所示,试写出
的表达式(
)。
因A1、A2为电压跟随器,有
为差分式运算电路A3的输入信号电压,即有
图题2.4.1
2.4.2图题2.4.2为一增益线性调节运放电路,试求出该电路的电压增益
的表达式。
图题2.4.2
解A1、A2是电压跟随器,有
利用虚短和虚断概念,有
将上述方程组联立求解,得
故
2.4.5同相输人加法电路如图题2.4.5a、b所示。
(1)求输出电压v0表达式。
当R1=R2=R3=R4时,v0=?
(2)求图b中输出电压的表达式,当R1=R2=R3时,v0=?
(1)输出电压为
,式中
即
若R1=R2=R3=R4,则
图题2.4.5a
(2)输出电压为
若R1=R2=R3,则
图题2.4.5b
2.4.6加减运算电路如图题2.4.6所示,求输出电压vO的表达式。
方法一:
应用虚短概念和叠加定理。
令
,则
再令
将
与
叠加得输出电压为
方法二:
利用虚断列节点方程
,联立求解上述方程,结果与方法一同。
图题2.4.6
2.4.7电路如图题2.4.7所示,设运放是理想的,试求vO1、vO2及vO的值。
图题2.4.7
解A1、A2组成电压跟随电路
A3组成加减电路。
利用叠加原理。
当V3=0,反相加法时,A3的输出电压为
当vO1=0,vO2=0,V3=+3V时,A3的输出电压为
即
2.4.8积分电路如图题2.4.8a所示,设运放是理想的,已知初始态时
,试回答下列问题:
(1)当R=100kΩ,C=2μF时,若突然加入
的阶跃电压,求1s后输出电压
的值;
(2)当R=100kΩ,C=0.47μF,输入电压波形如图题2.4.8b所示,试画出
的波形,并标出
的幅值和回零时间。
图题2.4.8
(1)当输入电压为
的阶跃电压,t=1s时,输出电压
波形如图解2.4.8a所示,其
的幅值为
(2)R=100kΩ,C=0.47μF时,如图题2.4.8b所示,
波形如图解2.4.8a所示,当t1=60ms时,其
而当t1=120ms时,其
图解2.4.8
2.4.9电路如图题2.4.9所示,A1、A2为理想运放,电容器C的初始电压
(1)写出
和
之间的关系式;
(2)当电路中电阻R1=R2=R3=R4=R5=R6=R时,求输出电压
图题2.4.9
解:
(1)A1组成差分式运算电路,A2组成积分电路。
A1的输出电压为
A2的输出电压为
(2)当R1=R2=R3=R4=R5=R6=R时,
2.4.11微分电路如图题2.4.11a所示,输入电压
如图题2.4.11b所示,设电路R=10kΩ,C=100μF,设运放是理想的,试画出输出电压
的幅值。
图题2.4.11
当
,故
其输出的电压
的波形如图解2.4.11所示。
图解2.4.11
2.4.14电路如图题2.4.14a所示。
设运放是理想的,电容器C上的初始电压为零
幅值为
,周期T=2s的矩形波。
(1)求出
的表达式;
(2)当输入电压
如图题2.4.14b所示时,画出
的波形。
图题2.4.14
(a)电路(b)输入电压
的波形图
的表达式
由图可看出,A1、A2、A3分别组成反相比例运算电路、反相积分电路和反相求和电路,因此有
将给定的参数代人上式得,
(2)画出
波形
当t=0时,
,则有
当t=1s时,,,
当t=2s时,
由+3V变到-3V,输出电压为
由以上结果可以画出
波形,如图解2.4.14所示。
图解2.4.14
3.2.1在室温(300K)情况下,若二极管的反向饱和电流为1nA,问它的正向电流为0.5mA时应加多大的电压?
设二极管的指数模型为
,其中n=1,VT=26mV。
将已知参数代入二极管指数模型
得
3.4.2电路如图题3.4.2所示,电源vs为正弦波电压,试绘出负载RL两端的电压波形,设二极管是理想的。
图题3.4.2图解3.4.2
由于二极管是理想的,所以无正向导通压降。
根据二极管的单向导电性,vs>
0时,D2、D4导通,vL=vs;
vs<
0时,D1、D3导通,vL=-vs。
故vL波形如图解3.4.2所示。
3.4.3电路如图题3.4.3所示。
(1)利用硅二极管恒压降模型求电路的ID和Vo的值(VD=0.7V);
(2)在室温(300K)的情况下,利用二极管的小信号模型求vo的变化范围。
图题3.4.3图解3.4.3
(1)求二极管的电流和电压
(2)求vo的变化范围
图题3.4.3的小信号模型等效电路如图解3.4.3所示,温度T=300K。
当rd1=rd2=rd时,则
的变化范围为
,即1.406V~1.394V。
3.4.4在图题3.4.3的基础上,输出端外接一负载RL=1kΩ时,问输出电压的变化范围是多少?
题解3.4.4
外接RL后,图题3.4.3的恒压降等效电路及小信号模型等效电路分别如图解3.4.4a和b所示。
图解3.4.4a求得
图解3.4.4b求得
vo的变化范围是:
(Vo+△vo)~(Vo-△vo),即1.407V~1.393V
3.4.5二极管电路如图题3.4.5所示,试判断图中的二极管是导通还是截止,并求出AO两端电压VAO。
设二极管是理想的。
图题3.4.5
图a:
将D断开,以O点为电位参考点,D的阳极电位为–6V,阴极电位为–12V,故D处于正向偏置而导通,VAO=–6V。
图b:
D的阳极电位为–15V,阴极电位为–12V,D对被反向偏置而截止,VAO=–12V。
图c:
对D1有阳极电位为0V,阴极电位为–12V,故D1导通,此后使D2的阴极电位为0V,而其阳极为–15V,故D2反偏截止,VAO=0V。
图d:
对D1有阳极电位为12V,阴极电位为0V,对D2有阳极电位为12V,阴极电位为–6V.故D2更易导通,此后使VA=–6V;
D1反偏而截止,故VAO=–6V。
3.4.6试判断图题3.4.6中二极管是导通还是截止,为什么?
图题3.4.6
将D断开,以“地”为电位参考点,这时有
D被反偏而截止。
图b:
将D断开,以“地”为参考点,有
D被正偏而导通。
3.4.7二极管电路如图题3.4.7a所示,设输入电压vI(t)波形如图b所示,在0<t<5ms的时间间隔内,试绘出vo(t)的波形,设二极管是理想的。
图题3.4.7图解3.4.7
vI(t)<6V时,D截止,vo(t)=6V;
vI(t)≥6V时,D导通
vI(t)=10V时,vo(t)=8V。
vo(t)的波形如图解3.4.7所示。
3.4.8使用恒压降模型,重复题3.4.7。
题解3.4.8
图题3.4.7a电路的恒压降等效电路如图解3.4.8a所示。
vI(t)<
6.7V时,D截止;
vo(t)=6V;
vI(t)≥6.7V时,D导通,
vI(t)=10V时,vo(t)=7.65V。
vo波形如图解3.4.8b所示。
3.4.9电路如图题3.4.9所示,D1,D2为硅二极管,当vi=6sinωt(V)时,试用恒压降模型绘出输出电压vo的波形。
图题3.4.9图解3.4.9
解:
恒压降等效电路如图解3.4.9a
当0<|Vi|<0.7V时,D1、D2均截止,vo=vi;
当vi≥0.7V时;
D1导通,D2截止,vo=0.7V;
当vi≤0.7V时,D2导通,D1截止,vo=-0.7V。
vi与vo波形如图解3.4.9b所示。
3.5.1电路如图题3.5.1所示,所有稳压管均为硅管,且稳定电压Vz=8V,设vi=15sinωtV,试绘出vo1和vo2的波形。
图题3.5.1
图a电路,-0.7V<
vi<
Vz(=8V)时,Dz截止,vo1=vi;
vi≥Vz时,Dz反向击穿,vo1=Vz=8V;
vi≤-0.7V时,Dz正向导通,vo1=-0.7V。
vo1的波形如图解3.5.1a所示。
图b电路,(-Vz-0.7V)<
(Vz+0.7V)时,Dz1和Dz2总有一个是截止的,vo2=vi;
vi≥(Vz+0.7V)时,Dz1正向导通,Dz2
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- 光华 电子技术 基础 模拟 部分 第五 习题