模拟电子技术习题及答案10Word文档下载推荐.doc

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2

1

3

6891012

4

题图10.3.1

10.4在题图10.4所示电路中，已知场效应管的VP=－5V，问在下列三种情况下，管子分别工作在哪个状态？

（1）vGS=－8V，vDS=4V　

（2）vGS=－3V，vDS=4V　（3）vGS=－3V，vDS=1V

题图10.4

Rd

Rg

+

_

VGS

T

VDS

VGG

VDD

N沟道耗尽型（VP<

0）场效应管工作状态的判断：

截止区：

vGS<

VP 恒流区：

vGS>

VP,vGS–vDS<

VP 可变电阻区：

VP,vGS–vDS>

P沟道耗尽型（VP>

本题中为N沟道耗尽型（VP<

0）场效应管。

所以

（1）截止

（2）恒流区 （3）可变电阻区

10.5分别判断题图10.5所示各电路中的场效应管是否有可能工作在恒流区。

题图10.5

（a）可能（b）不能（c）不能（d）可能

10.6测得某放大电路中三个MOS管的三个电极的电位及其开启电压如题表10.6所示。

试分析各管的工作状态（截止区、恒流区、可变电阻区），并填入表内。

题表10.6

管号

VT/V

VS/V

VG/V

VD/V

工作状态

T1

－4

T2

12

T3

6

N沟道增强型（VT>

VT 恒流区：

VT,vGS–vDS<

VT 可变电阻区：

VT,vGS–vDS>

VT

P沟道增强型（VT<

T1：

NMOS，恒流区；

T2：

PMOS，截止区；

T3：

PMOS，可变电阻区。

10.7已知某结型场效应管的IDSS＝2mA，VP＝－4V，试画出它的转移特性曲线和输出特性曲线，并近似画出预夹断轨迹。

N沟道结型（耗尽型）场效应管的转移特性曲线方程为：

（VP<

0，VP<

0，vDS>

vGS-VP）

预夹断轨迹方程：

vDS=vGS-VP=vGS+4

特性曲线如题图10.7.1所示。

题图10.7.1N沟道JFET的特性曲线

（a）输出特性（b）转移特性

10

20

可变电阻区-4<

vGS-vDS

预夹断轨迹-4=vGS-vDS

5

15

饱和区-4>

vGS-vDS

vGS3=-3V

vGS=VP

vGS2=-2V

vGS1=-1V

vGS0=0V

截止区

-4-3-2-1

IDSS

10.8场效应管电路和它的输出特性如题图10.8所示，分析当vI＝4V、8V、12V三种情况下场效应管分别工作在什么区域。

vi

vo

3.3kΩ

Vcc=12V

题图10.8

由电路可知，场效应管是N沟道增强型，vGS=vI。

由转移特性看出，VT≈6V。

当vI＝4V时，场效应管在截止区。

当vI＝8V时，由输出特性看出，ID≈0.6mA。

因此，vDS=12-3.3×

0.6=10V，场效应管工作在恒流区。

当vI＝12V时，由输出特性看出，ID≈4mA。

因此，vDS=0>

12-3.3×

4=-1.2V，场效应管工作在可变电阻区。

10.9电路如题图10.9所示，设FET的参数为：

IDSS=3mA，VP=－3V。

当RD分别为下列两个数值时，判断FET是处在饱和区还是非饱和区，并求饱和区中的电流ID。

（1）RD=3.9kΩ

（2）RD=10kΩ

题图10.9

C2

+VDD

C1

iD

（＋15V）

静态时，vGS=0，ID=IDSS=3mA。

（1）RD=3.9kΩ，vDS=VDD-RdID=3.3V，FET工作在恒流区；

（2）RD=10kΩ，vDS=0V>

VDD-RdID=-15V，FET工作在可变电阻区。

10.10场效应管电路、场效应管的转移特性和输出特性分别如题图10.10所示。

（1）利用图解法求解Q点；

（2）利用等效电路法求解Av、Ri和Ro。

题图10.10

（＋10V）

C3

Rs

1MΩ

2kΩ

5kΩ

（a）（b）（c）

0.0V

-2.0V

-2.5V

由电路得

分别在转移特性和输出特性上作出上述方程的直线，如题图10.10.1所示，因此

题图10.10.1

（a）（b）

00.0V

（2）利用等效电路法求解Av、Ri和Ro

电压增益

输入电阻

输出电阻

10.11电路如题图10.11所示，已知FET的工作点上的互导gm＝1ms。

（1）画出电路的小信号等效电路；

（2）求电压增益Av；

（3）求输人电阻Ri和输出电阻Ro。

+VDD=20V

RL

Rg2

Rg1

Rg3=2MΩ

Cs

题图10.11

300kΩ

10kΩ

100kΩ

0.02uF

4.7uF

（1）小信号等效电路如题图10.11.1所示。

题图10.11.1低频小信号等效电路

g

vgs

s

d

gmvgs

id

ii

10.12一个MOSFET的转移特性如题图10.12所示（其中漏极电流iD的方向是它的实际方向）。

（1）该FET是耗尽型还是增强型？

（2）是N沟道还是P沟道FET？

（3）从这个转移特性上可求出该FET的夹断电压VP还是开启电压VT？

求其值。

题图10.12

-iD/mA

－2

（1）增强型；

（2）P沟道；

（3）从这个转移特性上可求出该FET的开启电压VT，等于-4V。

10.13一个JFET的转移特性曲线如题图10.13所示。

（1）它是N沟道还是P沟道的JFET？

（2）它的夹断电压VP和饱和漏极电流IDSS各是多少？

题图10.13

－4－20

（1）N沟道耗尽型FET；

（2）它的夹断电压VP=-4V，饱和漏极电流IDSS=4mA。

10.14增强型FET能否用自给偏压的方法来设置静态工作点？

试说明理由。

不能。

以N沟道增强型FET为例，其开启电压大于0，而自给偏压只能产生小于0的偏压。

10.15电路如题图10.15所示。

设FET（T1）的参数为gm＝0.8mS，rd＝200kΩ；

三极管（T2）参数β＝40，rbe＝1kΩ。

（1）画出放大电路的小信号等效电路；

（2）计算放大电路的电压增益Av、输入电阻Ri和输出电阻Ro。

Rg3

vs

题图10.15

Re

rs

47kΩ

1uF

43kΩ

5.1MΩ

1kΩ

180Ω

200uF

（+18V）

（1）小信号等效电路如题图10.15.1所示。

题图10.15.1小信号等效电路

c

b

rbe

e

Ri

Ro

vo1=vi2

o

（2）计算放大电路的电压增益Av和输入电阻Ri。

在vs=0时，

10.16电路如题图10.16所示，设FET（T1）的互导为gm，rd很大；

BJT（T2）的电流放大系数为β，输入电阻为rbe。

（1）试说明T1、T2各属什么组态；

（2）画出电路的小信号等效电路；

（3）写出放大电路的电压增益Av、输入电阻Ri及输出电阻Ro的表达式。

Rc

题图10.16

Ce

（1）T1是共漏组态、T2是共射组态；

（2）小信号等效电路如题图10.16.1所示。

题图10.16.1小信号等效电路

10.17题图10.17所示电路为一带自举电路的高输入阻抗射极跟随器。

试定性说明：

（1）电压增益接近为1；

（2）通过C3引入自举可减少漏栅电容对输入阻抗的影响；

（3）通过C2引入自举大大提高了放大电路的输入电阻。

题图10.17

10MΩ

0.1uF

0.01uF

8.2KΩ

－VEE

（+15V）

略

10.18电路如题图10.18，已知Rg1=100kΩ，Rg2=300kΩ，Rg3=2MΩ，Rd=10kΩ，Rs1=10kΩ，Rs2=2kΩ，VDD=20V，gm=1ms。

（1）画出电路的小信号等效电路;

（2）求电压增益Av;

（3）求放大器的输入电阻Ri及输出电阻Ro。

Rs1

题图10.18

Rs2

（1）小信号等效电路如题图10.18.1;

题图10.18.1低频小信号等效电路

10.19源极输出器电路如题图10.19所示，已知FET工作点上的互导gm=0.9s，其它参数如图所示。

（2）求电压增益Av、输入电阻Ri、输出电阻Ro。

题图10.19

2MΩ

12kΩ

（+12V）

（1）小信号等效电路如题图10.19.1所示。

题图10.19.1小信号等效电路

（2）求电压增益Av、输入电阻Ri、输出电阻Ro

10.20改正题图10.20所示各电路中的错误，使它们有可能放大正弦波电压。

要求保留电路的共漏接法。

题图10.20

解：

图（a）源极加电阻RS。

图（b）漏极加电阻RD。

图（c）输入端加耦合电容。

图（d）在Rg支路加－VGG，＋VDD改为－VDD

改正电路如题图10.20.1所示。

题图10.20.1

10.21题图10.21中的哪些接法可以构成复合管？

标出它们等效管的类型（如NPN型、PNP型、N沟道结型……）及管脚（b、e、c、d、g、s）。

题图10.21

图（a）不能。

图（b）构成增强型NMOS管，上端为漏极，中端为栅极，下端为源极。

图（c）构成NPN型管，上端为集电极，中端为基极，下端为发射极。

图（d）不能

图（e）构成N沟道JFET，上端为漏极，中端为栅极，下端为源极。

图（f）PNP型管，上端为发射极，中端为基极，下端为集电极。

图（g）构成NPN型管，上端为集电极，中端为基极，下端为发射极。

10.22电路如题图图10.22所示，设全部场效应管的低频跨导为gm，T1和T2管d-s间的动态电阻分别为rds1和rds2。

试求解电压放大倍数Av的表达式。

题图10.22

由于T2和T3所组成的镜像电流源是以T1为放大管的共射放大电路的有源负载，T1、T2管d-s间动态电阻分别为rds1、rds2，所以电压放大倍数表达式为

10.23在题图10.23中，VDD=18V，VSS=-8V，RD1=RD2=RD=10kΩ，RL=10kΩ，FET的gm1=gm2=1.5ms，I0=2mA。

（1）求静态工作点ID1、VD1；

（2）当接入RL双输出，rds1=rds2>

>

RD,gm1=gm2时，试证明电路的电压增益：

题图10.23

RD2

RD1

-VSS

rO

vi1

vi2

Io

（1）静态工作点

（2）当接入RL双输端出，双端输出的差模增益为

10.24电路如题图10.24所示，T1与T2管特性相同，它们的低频跨导为gm；

T3与T4管特性对称；

T2与T4管d-s间动态电阻为rds2和rds4。

试求出两电路的差模电压放大倍数的表达式。

图（a）（b）的差模电压增益为：

10.25题图10.25是OAP541/2541的原理电路，电路与LM741型运放比较，试说明：

（1）电路的输入级、中间级和输出级由哪些元件组成？

（2）电流源I1、I6的作用。

（3）如何实现过流保护的。

（4）T13、T14复合后管子的类型。

I2

vi+

R5

I1

题图10.25集成功放OPA541/2541简化原理电路

+VCC

-VCC

T12

vi-

C

T5

T6

T7

D1

D2

T9

T10

T11

T13

T14

T15

T16

T17

R1

R2

R3

R4

R7

R8

R9

R

外接过流

检测电阻

R6

I3

I4

I5

I6

3/4

10/11

5/7

8

同相

T4

T8

反相

过流

检测

答：

差分输入级：

由结型场效应管T1、T2、T3、T4，双极型晶体管T5、T6、T7，电流源I1、I2、I3、I4，电阻R1、R2、R3、R4组成。

T1、T2组成共漏差分放大器，I1是其静态偏置电流源。

T3、T4组成共栅差分放大器，I2是其静态偏置电流源，双极型晶体管T5、T6、T7，电流源I3、I4，电阻R3、R4组成共栅差分放大器的有源负载，将双端输出转换为单端输出。

中间放大级：

由双极型晶体管T9、T10，电流源I5、I6组成。

的发射极和集电极输出2个倒相的电压信号，驱动推挽输出级。

推挽输出级：

由双极型晶体管T11、T12、T13、T14，电阻R6、R7、R8、R9组成。

T11、T12、R6、R7组成NPN复合管，T13、T14、R8、R9组成PNP复合管，构成推挽输出级。

频率补偿：

电容C做内部频率补偿（米勒补偿）。

过流保护电路：

外接电阻R和其余元件组成过流保护电路。

10.26题图10.26是OPA541组成的音频功率放大电路，最大输出电压的峰-峰值为VOPP=（2VCC-6）V，开环增益为97dB。

电源电压为±

35V，C1和C2对交流信号可视为短路。

试分析求解：

1.静态时VP、VN和VO各为多少？

2.电路引入的为何种反馈？

3.电路的闭环增益AV为多少？

4.设输入电压足够大，电路的最大输出功率Pom和效率η各为多少？

题10.26

C4

0.1Ω

10μF

510Ω

C5

+35V

C32

0.1μF

Rf

-35V

8Ω

OPA541

1.静态时，扬声器相当于短路。

所以，VP、VN和VO都为0V。

2.电路引入的为电压串联负反馈。

3.电路的闭环增益AV为

4.设输入电压足够大，电路的最大输出功率Pom和效率η分别为

10.27题图10.27为OPA2541组成的BTL音频功率放大电路，已知电源电压为±

20V，交流信号时C1和C2可视为短路。

1.熔断器FU的作用是什么？

2.若vi为足够大，则电路理想的最大输出功率Pom和效率η各为多少？

Rf1

题图10.27

-20V

Rf2

5.1kΩ

-

OPA2541