模电作业汇总.docx
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模电作业汇总
1.1.如图P1-6所示电路,设稳压二极管导通电压UD=0.7V,D1稳压值UZ1=6.3V,D2稳压值UZ2=3.3V,试计算:
1.当输入电压Ui=12V时,输出Uo的值。
2.当输入电压Ui=6V时,输出Uo的值。
3.当输入电压Ui=3V时,输出Uo的值。
解:
(a)1.D2反向导通,D1正向导通,Uo=UZ2+UD=4V
2.Uo=UZ2+UD=4V
3.Ui=3V时,D2反向不导通,Uo=3V
(b)1.D1、D2均反向导通,Uo=UZ2+UZ1=9.6V
2.反向不导通,Uo=6V
3.Uo=3V
(c)1.D1、D2均正向导通,Uo=UD+UD=1.4V
2.Uo=UD+UD=1.4V
3.Uo=UD+UD=1.4V
(d)1.D2反向导通,D1不导通,Uo=3.3V
2.D2反向导通,D1不导通,Uo=3.3V
3.D1、D2均不导通,Uo=3V
1.2.
如图P1-7(a)所示电路,设稳压二极管导通电压UD=0.7V,稳压值UZ=3.3V,输入电压波形如图P1-7(b)所示,试画出输出uo的波形。
解:
1.3.
根据图P1-8各电路中所测的电压值判断三极管的工作状态(放大、饱和、截止和损坏)。
解:
(a)发射极正偏压,集电极反偏压,IC不为零,是放大状态;
(b)发射极正偏压,集电极正偏压0.4V,为饱和状态;
(c)发射极正偏压,集电极反偏压,IC为零,而IE和IB不为零,损坏状态;
(d)发射极正偏压,集电极反偏压,但IC和IB为零,损坏状态;
(e)发射极无偏压,集电极反偏压,为截止状态;
(f)发射极正偏压,集电极反偏压,为放大状态。
2.11基本阻容耦合放大电路及三极管输出特性曲线如图P2-2所示,三极管发射极的导通电压UD=0.7V、β=100,VCC=12V,Rb=282k,RC=RL=1.5k,各电容值足够大,试计算工作点、画出直、交流负载线。
解:
IBQ=(VCC-UBE)/RB=(12-0.7)/282k=40uA
ICQ=β*IBQ=4mA
UCEQ=VCC-ICQ*RC=12–4*1.5=6V
直流负载线:
UCE=VCC-IC*RC
交流负载RL=RC‖RL=1.5/2=750Ω
交流负载线:
uCE=UCEQ+ICQ*RL-iC*RL
如图,斜率大的为交流负载线。
2.14设在图P2-5(a)所示电路中,三极管的输出特性曲线如P2-5(b)所示,RS=500,Rb1=9.3k,Rb2=2.7k,rbb=100,VCC=12V,RE1=100,RE=400,RC=1.5k;三极管的导通电压UD=0.7V、=100。
试
1.计算静态工作点、画出直、交流负载线。
2.画出该电路的h参数等效电路
3.计算电压放大倍数Au、源电压放大倍数AS、输入电阻Ri、输出电阻Ro
解:
1.UBQ=VCC*Rb2/(Rb1+Rb2)=12*2.7/(9.3+2.7)=2.7V
UEQ=UBQ-UBEQ=2V
ICQ≈IEQ=UEQ/(RE1+RE2)=2/(100+400)=4mA
IBQ=ICQ/β=40uA
UCEQ=VCC-ICQ*RC-UEQ=12-4*1.5-2=4V
直流负载线:
UCE=VCC-IC*(RE1+RE2+RC)
交流负载RL=RC+RE1=1.5+0.1=1.6kΩ
交流负载线:
uCE=UCEQ+ICQ*RL-iC*RL
如图,斜率大的为交流负载线。
2.h参数等效电路
3.Rb=Rb1||Rb2=9.3||2.72.09k
rbe=rbb+26/IBQ=100+26/0.04=750
Ri=Rb||{rbe+(1+β)RE1}=2.09||{0.75+101*0.1}=1.75k
Ro=RC=1.5k
Au=uo/ui=-βRC/[rbe+(1+β)RE1]=-100*1.5/10.85-13.8
ui=uS*Ri/(Rs+Ri)
AS=uo/uS=uo/ui*ui/uS=Au*Ri/(Rs+Ri)=-13.8*1.75/(0.5+1.75)=-10.75
2.17
图P2-8所示的阻容耦合共集放大电路中,VCC=12V,RS=1k,Rb=530k,RE=RL=6k;三极管的导通电压UD=0.7V,rbb=400,=99。
试
1.计算静态工作点
2.画出该电路的h参数等效电路
3.计算电压放大倍数Au、源电压放大倍数AS、输入电阻Ri、输出电阻Ro
解:
1.VCC=IBQ*RB+UBEQ+(1+β)*IBQ*RE
IBQ=(Vcc-UBEQ)/{RB+(1+β)RE}=(12-0.7)/(100*6+530)=10uA
IEQ=IBQ*(β+1)≈1mA
UCEQ=VCC-IEQ*RE=12-1*6=6V
2.h参数等效电路
3.rbe=rbb+26/IBQ=400+26/0.01=3k
Ri=rbe+(1+β)*(RL‖RE)=3+100*(6‖6)=303kΩ
Ri=Rb||Ri=530||303kΩ≈193kΩ
Au=uo/ui=(1+β)*(RL‖RE)/Ri=100*3/303=0.99
As=uo/uS=uo/ui*ui/uS=Au*Ri/(RS+Ri)=0.99*193/(1+193)=0.985
Ro=RE||(rbe+Rb‖RS)/(1+β)=6||(3+530‖1)/101≈40Ω
4.1.
如图P4-1所示的结型场效应管电路中,Rg=1MΩ、RS=RSI=1kΩ、RD=5kΩ、RL=10kΩ、VDD=12V、UGS(off)=-4V、IDSO=3mA,试
1.分析静态工作特性
2.计算该电路的电压放大倍数、输入和输出电阻
解:
1.ID=IDSO(1-UGS/UGS(off))2
UGS=-ID*RS=-ID
.ID=3*(1-ID/4)2
ID1=4/3mA,ID2=12mA(舍去)
得IDQ=4/3mA
UGSQ=-IDQ*RS=-4/3V
UDSQ=VDD-IDQ(RD+RS)=12-8=4V
2.gm=-2IDSO(1-UGSQ/UGS(off))/UGS(off)=2*3(1-1/3)/4=1mA/V
Au=uo/ui=-gm(RD║RL)=-10/3=-3.33
Ri=Rg=1MΩ
Ro=RD=5kΩ
4.4.如图P4-2所示的结型场效应管电路中,Rg=1MΩ、RS=400Ω、VDD=12V、UGS(off)=-4V、IDSO=10mA,试
1.分析静态工作特性
2.计算该电路的电压放大倍数、输入和输出电阻
解:
1.ID=IDSO(1-UGS/UGS(off))2
UGS=-ID*RS=-0.2ID
.ID=10*(1-ID/10)2
ID1=3.82mA,ID2=26.2mA(舍去)
得IDQ=3.82mA
UGSQ=-IDQ*RS=-3.82*0.4=-1.53V
UDSQ=VDD-IDQ*RS=12-1.53=10.47V
2.gm=-2IDSO(1-UGSQ/UGS(off))/UGS(off)=2*10(1-1.53/4)/4=3.09mA/V
Au=uo/ui=-gm*UGS*RS/(UGS+gm*UGS*RS)=3.09*0.4/(1+3.09*0.4)=0.55
Ri=Rg=1MΩ
Ro=RS║1/gm=179Ω
4.5.在图P4-3所示的放大电路中,设Rg1=14kΩ、Rg2=10kΩ、Rg3=3MΩ、RS=1kΩ、RD=5kΩ、RL=10kΩ、VDD=12V、UGS(th)=2V、UGSX=6V、IDSX=4mA,各电容值足够大,试
1.分析静态工作特性
2.计算该电路的电压放大倍数、输入和输出电阻
解:
1.ID=IDSX{1-(UGSX-UGS)/(UGSX-UGS(th))}2
UGS=UG-ID*RS
UG=Rg2/(Rg1+Rg2)*VDD=10/(10+14)*12=5V
ID=4{1-(1+ID)/4}2
ID1=1mAID2=9mA(舍去)
得IDQ=1mA
UGSQ=UG-IDQ*RS=5-1=4V
UDSQ=VDD-IDQ(RD+RS)=12-6=6V
2.gm=2IDSX{1-(UGSX-UGSQ)/(UGSX-UGS(th))}/(UGSX-UGS(th))
=2*4{1-2/4}/4=1mA/V
Au=uo/ui=-gm(RD║RL)=-5║10=3.33
Ri=Rg3+Rg1║Rg2=3MΩ
Ro=RD=5kΩ
4.2.
如图P4-1所示的结型场效应管电路中,Rg=1MΩ、RS=RSI=1kΩ、RD=5kΩ、RL=10kΩ、VDD=12V、UGS(off)=-4V、IDSO=3mA,试
1.分析静态工作特性
2.计算该电路的电压放大倍数、输入和输出电阻
解:
1.ID=IDSO(1-UGS/UGS(off))2
UGS=-ID*RS=-ID
.ID=3*(1-ID/4)2
ID1=4/3mA,ID2=12mA(舍去)
得IDQ=4/3mA
UGSQ=-IDQ*RS=-4/3V
UDSQ=VDD-IDQ(RD+RS)=12-8=4V
2.gm=-2IDSO(1-UGSQ/UGS(off))/UGS(off)=2*3(1-1/3)/4=1mA/V
Au=uo/ui=-gm(RD║RL)=-10/3=-3.33
Ri=Rg=1MΩ
Ro=RD=5kΩ
4.4.如图P4-2所示的结型场效应管电路中,Rg=1MΩ、RS=400Ω、VDD=12V、UGS(off)=-4V、IDSO=10mA,试
1.分析静态工作特性
2.计算该电路的电压放大倍数、输入和输出电阻
解:
1.ID=IDSO(1-UGS/UGS(off))2
UGS=-ID*RS=-0.2ID
.ID=10*(1-ID/10)2
ID1=3.82mA,ID2=26.2mA(舍去)
得IDQ=3.82mA
UGSQ=-IDQ*RS=-3.82*0.4=-1.53V
UDSQ=VDD-IDQ*RS=12-1.53=10.47V
2.gm=-2IDSO(1-UGSQ/UGS(off))/UGS(off)=2*10(1-1.53/4)/4=3.09mA/V
Au=uo/ui=-gm*UGS*RS/(UGS+gm*UGS*RS)=3.09*0.4/(1+3.09*0.4)=0.55
Ri=Rg=1MΩ
Ro=RS║1/gm=179Ω
4.5.在图P4-3所示的放大电路中,设Rg1=14kΩ、Rg2=10kΩ、Rg3=3MΩ、RS=1kΩ、RD=5kΩ、RL=10kΩ、VDD=12V、UGS(th)=2V、UGSX=6V、IDSX=4mA,各电容值足够大,试
1.分析静态工作特性
2.计算该电路的电压放大倍数、输入和输出电阻
解:
1.ID=IDSX{1-(UGSX-UGS)/(UGSX-UGS(th))}2
UGS=UG-ID*RS
UG=Rg2/(Rg1+Rg2)*VDD=10/(10+14)*12=5V
ID=4{1-(1+ID)/4}2
ID1=1mAID2=9mA(舍去)
得IDQ=1mA
UGSQ=UG-IDQ*RS=5-1=4V
UDSQ=VDD-IDQ(RD+RS)=12-6=6V
2.gm=2IDSX{1-(UGSX-UGSQ)/(UGSX-UGS(th))}/(UGSX-UGS(th))
=2*4{1-2/4}/4=1mA/V
Au=uo/ui=-gm(RD║RL)=-5║10=3.33
Ri=Rg3+Rg1║Rg2=3MΩ
Ro=RD=5kΩ
5.1.
试判断图P5-1中各电路所引入的反馈组态,设各电容对交流信号视为短路。
答:
(a)电压串连负反馈.(b)电流并联负反馈(c)电流串连负反馈
(d)电压并联负反馈(e)电流串连负反馈
5.12.集成放大电路所组成的电路如图P5-2所示,试判断图P5-2中各电路所引入的反馈组态。
答:
(a)电流串连负反馈
(b)电流并联负反馈
(c)电压并联负反馈
(d)电压串连正反馈
(e)电流串连负反馈
(f)电压并联负反馈
在图P5-4所示的集成放大电路中,R1=R2=10kΩ,R4=2kΩ,R5=1kΩ,R3=489kΩ,三极管T的放大倍数足够大,试
1.电路欲引入电流串联负反馈,电阻R3如何连接
2.计算该电路的反馈系数
3.计算该电路的电压放大倍数
解:
1.b接c,d接e
2.Fr=
3.Au=-
8.4采用运放设计一个电路,
满足运算uo=u1-u2+0.5u3。
解:
稳定性要求须满足:
R3//R4//R5=R1//R2-----①
则
与满足运算uo=u1-u2+0.5u3要求对比可得:
将此关系代人①式,可得:
8.4
试写出图P8-2所示电路的输出电压与输入的关系表达式。
解:
(a)第一个放大器的输出为-(R3/R1)*ui
第二个放大器的输出为-(R6/R4)*ui
uo=(R6/R4)*(R3/R1)*ui+(R3/R1)*ui
得:
uo=(R3/R1)*(1+R6/R4)*ui
(a)第一个放大器的输出为-(R3/R1)*u1
第二个放大器的输出为-R6(u1/R4+u2/R7)
得:
uo=(R3/R1)*(R6/R4)*u1-(R6/R7)*u2
8.5
在满足深负反馈条件下,试写出图P8-3所示电路的输出电压与输入的关系表达式,指出是何种运算。
解:
(a)u2=0时
u1=0时
得:
差动积分
(b)u2=0时
u1=0时
得:
差动微分
8.6满足深负反馈条件下,试写出图P8-7所示电路的输出电压与输入的关系表达式,指出是何种运算。
解1:
由A1组成的加减特性:
A2输出uo为
由傅氏变换可得
微分运算
uo=-RC*dui/dt微分
解2:
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