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模拟电子技术基础第四版清华大学电子学教研组 编童诗白 华成英 主编自测题与习题解答目录第1章 常用半导体器件3第2章 基本放大电路14第3章 多级放大电路31第4章 集成运算放大电路41第5章 放大电路的频率响应50第6章 放大电路中的反馈60第7章 信号的运算和处理74第8章 波形的发生和信号的转换90第9章 功率放大电路114第10章 直流电源126第1章 常用半导体器件自测题一、判断下列说法是否正确，用“”和“”表示判断结果填入空内。(1)在N 型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P 型半导体。( ) (2)因为N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。( ) (3)PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。( ) (4)处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。( )(5)结型场效应管外加的栅一源电压应使栅一源间的耗尽层承受反向电压，才能保证其大的特点。( ) (6)若耗尽型N 沟道MOS 管的 大于零，则其输入电阻会明显变小。( ) 二、选择正确答案填入空内。(l) PN 结加正向电压时，空间电荷区将 A 。 A.变窄 B.基本不变 C.变宽(2)稳压管的稳压区是其工作在 C 。A.正向导通 B.反向截止 C.反向击穿(3)当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为 B 。A.前者反偏、后者也反偏 B.前者正偏、后者反偏 C.前者正偏、后者也正偏(4) UGS=0V时，能够工作在恒流区的场效应管有 A 、C 。A.结型管 B.增强型MOS 管 C.耗尽型MOS 管 三、写出图Tl.3 所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压UD=0.7V。 图T1.3 解：UO1=1.3V, UO2=0V, UO3=-1.3V, UO4=2V, UO5=1.3V, UO6=-2V。四、已知稳压管的稳压值UZ=6V，稳定电流的最小值IZmin=5mA。求图Tl.4 所示电路中UO1和UO2各为多少伏。 (a) (b)图T1.4 解：左图中稳压管工作在击穿状态，故UO1=6V。右图中稳压管没有击穿，故UO2=5V。五、电路如图T1.5所示，VCC=15V，b=100，UBE=0.7V。试问： (1)Rb=50kW时，Uo=? (2)若T临界饱和，则Rb=?解：(1)， ,。 图T1.5 (2)， 六、测得某放大电路中三个MOS 管的三个电极的电位如表Tl.6 所示，它们的开启电压也在表中。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。 表T1.6 管号UGS(th)/VUS/VUG/VUD/V工作状态T14-513恒流区T2-43310截止区T3-4605可变电阻区解：因为三只管子均有开启电压，所以它们均为增强型MOS 管。根据表中所示各极电位可判断出它们各自的工作状态，如表Tl.6最后一栏所示。习题1.1选择合适答案填入空内。(l)在本征半导体中加入( A )元素可形成N 型半导体，加入( C )元素可形成P 型半导体。 A.五价 B.四价 C.三价(2)当温度升高时，二极管的反向饱和电流将(A) 。 A.增大 B.不变 C.减小(3)工作在放大区的某三极管，如果当IB 从12 uA 增大到22 uA 时，IC 从lmA 变为2mA ，那么它的约为( C ) 。 A.83 B.91 C.100 (4)当场效应管的漏极直流电流ID从2mA变为4mA时,它的低频跨导gm将( A ) 。A.增大； B.不变； C.减小1.2电路如图P1.2 所示，已知(V)，试画出与的波形。设二极管导通电压可忽略不计。 图P1.2 解图P1.2 解：与的波形如解图Pl.2所示。1.3电路如图P1.3所示，已知(V)，二极管导通电压UD=0.7V。试画出与的波形图，并标出幅值。 图P1.3 解图P1.3 解：波形如解图Pl.3所示。1.4电路如图P1.4所示, 二极管导通电压UD=0.7V,常温下，电容C对交流信号可视为短路；为正弦波，有效值为10mV。试问二极管中流过的交流电流的有效值为多少？解：二极管的直流电流 其动态电阻: 图P1.4故动态电流的有效值：1.5现有两只稳压管，稳压值分别是6V和8V，正向导通电压为0.7V。试问：(1)若将它们串联相接，则可得到几种稳压值？各为多少？(2)若将它们并联相接，则又可得到几种稳压值？各为多少？解：(1)串联相接可得4种：1.4V；14V；6.7V；8.7V。 (2)并联相接可得2种：0.7V；6V。1.6 已知图Pl.6 所示电路中稳压管的稳定电压，最小稳定电流，最大稳定电流。(1)分别计算为10V 、15V 、35V 三种情况下输出电压的值；(2)若时负载开路，则会出现什么现象？ 为什么？解：(1)只有当加在稳压管两端的电压大于其稳压值时，输出电压才为6V。时，；图Pl.6时，；时，。0.1(2)当负载开路时，故稳压管将被烧毁。1.7 在图Pl.7 所示电路中，发光二极管导通电压UD =1.5V ，正向电流在515mA 时才能正常工作。试问：(1)开关S 在什么位置时发光二极管才能发光？(2)R的取值范围是多少？解：(1)S闭合。 (2) R的范围为: 图P1.7 1.8现测得放大电路中两只管子两个电极的电流如图P1.8所示。分别求另一电极的电流，标出其方向，并在圆圈中画出管子，且分别求出它们的电流放大系数。 (a) (b) (a) (b) 图Pl.8 解图Pl.8 解：答案如解图Pl.8所示。放大倍数分别为和1.9测得放大电路中六只晶体管的直流电位如图P1.9所示。在圆圈中画出管子，并说明它们是硅管还是锗管。 图P1.9解:如解图1.9。 解图1.91.10电路如图P1.10所示，晶体管导通时，=50。试分析为0V、1V、3V三种情况下T 的工作状态及输出电压的值。解： (1)当时，T 截止，。(2)当时，因为 图P1.10所以T处于放大状态。(3)当时，因为， 所以T处于饱和状态。1.11电路如图Pl.11所示,晶体管的=50 ,，饱和管压降；稳压管的稳定电压, 正向导通电压。试问：当时？；当时？解：当时，晶体管截止，稳压管击穿，。当时，晶体管饱和，。因为： 图P1.11，1.12分别判断图Pl.12 所示各电路中晶体管是否有可能工作在放大状态。(a) (b) (c) (d) (e)图P1.12解：(a)可能；(b)可能；(c)不能；(d)不能，T 的发射结会因电流过大而损坏。(e)可能。1.13已知放大电路中一只N沟道场效应管三个极 、 、 的电位分别为4V 、8V 、12V ，管子工作在恒流区。试判断它可能是哪种管子（结型管、MOS 管、增强型、耗尽型），并说明 、 、 与G 、S 、D 的对应关系。 解：管子可能是增强型管、耗尽型管和结型管，三个极 、 、 与G 、S 、D 的对应关系如解图Pl.13 所示。 解图Pl.131.14已知场效应管的输出特性曲线如图Pl.14所示，画出它在恒流区的转移特性曲线。 图Pl.14 (a) (b)解图Pl.14解：在场效应管的恒流区作横坐标的垂线(如解图Pl.14 (a)所示),读出其与各条曲线交点的纵坐标值及值，建立坐标系，描点，连线，即可得到转移特性曲线，如解图Pl.14 (b)所示。1.15电路如图P1.15所示，T的输出特性如图Pl.14所示,分析当=4V、8V 、12V 三种情况下场效应管分别工作在什么区域。解：根据图P1.14 所示T的输出特性可知，其开启电压为5V ，根据图Pl.15所示电路可知。当=4V时，小于开启电压，故T 截止。当=8V时，设T 工作在恒流区，根据输出 特性可知，管压降， 因此，小于开启电压，说明假设成立，即T工作在恒流区。 图Pl.15当=12V时，由于，必然使T工作在可变电阻区。l.16分别判断图Pl.16 所示各电路中的场效应管是否有可能工作在恒流区。 (a) (b) (c) (d) 图P1.16 解：(a)可能,(b)不能,(c)不能,(d)可能。补充1.电路如补图P1(a)、(b)所示，稳压管的稳定电压, R 的取值合适，的波形如图(c)所示。试分别画出和的波形。(a) (b) (c) 补图P1 解：波形如下图所示 补充2.在温度20oC时某晶体管的试问温度是60oC时的？解:。补充3.有两只晶体管，一只的=200 , ；另一只的=100 , ，其它参数大致相同。你认为应选用哪只管子？为什么？解：选用=100 , 的管子，因其适中,较小，因而温度稳定性较另一只管子好。补充4.电路如补图P4所示，试问大于多少时晶体管饱和？解：取，若管子饱和，则, 即所以,时,管子饱和。 补图P4第2章 基本放大电路自测题一在括号内用“”和“”表明下列说法是否正确。1.只有电路既放大电流又放大电压,才称其有放大作用。()2.可以说任何放大电路都有功率放大作用。()3.放大电路中输出的电流和电压都是有源元件提供的。()4.电路中各电量的交流成分是交流信号源提供的。()5.放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作。()6.由于放大的对象是变化量，所以当输入直流信号时，任何放大电路的输出都毫无变化。()7.只要是共射放大电路，输出电压的底部失真都是饱和失真。()二试分析图T2.2各电路是否能放大正弦交流信号，简述理由。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i)图T2.2解：图(a)不能。VBB将输入信号短路。图(b)可以。图(c)不能。输入信号与基极偏置是并联关系而非串联关系。图(d)不能。晶体管基极回路因无限流电阻而烧毁。图(e)不能。输入信号被电容C2短路。图(f)不能。输出始终为零。图(g)可能。图(h)不合理。因为G-S间电压将大于零。图(i)不能。因为T截止。三在图T2.3 所示电路中，已知, 晶体管=100，。填空：要求先填文字表达式后填得数。(1)当时，测得，若要基极电流, 则和之和=( )( 565 )；而若测得，则=( )( 3 )。 (2)若测得输入电压有效值时，输出电压有效值，则电压放大倍数( )( -120 )。若负载电阻值与相等，则带上 图T2.3负载后输出电压有效值( )=( 0.3 )V。四、已知图T2.3 所示电路中，静态管压降并在输出端加负载电阻，其阻值为3。选择一个合适的答案填入空内。(1)该电路的最大不失真输出电压有效值( A )；A.2V B.3V C.6V (2)当时，若在不失真的条件下，减小Rw ，则输出电压的幅值将( C )； A.减小 B.不变 C.增大(3)在时，将Rw 调到输出电压最大且刚好不失真，若此时增大输入电压，则输出电压波形将( B )； A.顶部失真 B.底部失真 C.为正弦波(4)若发现电路出现饱和失真，则为消除失真，可将( B )。A.Rw 减小 B.减小 C. 减小五、现有直接耦合基本放大电路如下：A.共射电路 B.共集电路 C.共基电路D.共源电路 E.共漏电路它们的电路分别如图2.2.1 、2.5.1(a)、2.5.4 (a)、2.6.2 和2.6. 9(a)所示；设图中，且、均相等。选择正确答案填入空内，只需填A 、B 、 (l)输入电阻最小的电路是( C )，最大的是( D、E )；(2)输出电阻最小的电路是( B )；(3)有电压放大作用的电路是( A、C、D )； (4)有电流放大作用的电路是( A、B、D、E )；(5)高频特性最好的电路是( C )；(6)输入电压与输出电压同相的电路是( B、C、E )；反相的电路是( A、D )。 六、未画完的场效应管放大电路如图T2.6所示，试将合适的场效应管接入电路，使之能够正常放大。要求给出两种方案。解：根据电路接法，可分别采用耗尽型N沟道和P沟道MOS管，如解图T2.6 所示。 图T2.6 解图T2.6习题2.1 分别改正图P2.1 所示各电路中的错误，使它们有可能放大正弦波信号。要求保留电路原来的共射接法和耦合方式。 (a) (b) (c) (d)图P2.1解：(a)将-VCC改为+VCC。(b)在+VCC与基极之间加Rb。(c)将VBB反接，且在输入端串联一个电阻。(d)在VBB支路加Rb，在-VCC与集电极之间加Rc。2.2画出图P2.2所示各电路的直流通路和交流通路。设所有电容对交流信号均可视为短路。 (a) (b) (c) (d)图P2.2解：将电容开路、变压器线圈短路即为直流通路，图略。图P2.2所示各电路的交流通路如解图P2.2所示； (a) (b) (c) (d) 解图P2.22.3分别判断图P2.2(a)、 (b)所示两电路各属哪种放大电路，并写出的表达式。解：图 (a): ，。，图(b)：，。，。2.4 电路如图P2.4 (a)所示，图(b)是晶体管的输出特性，静态时。利用图解法分别求出和时的静态工作点和最大不失真输出电压（有效值）。 (a) (b)图P2.4 解：空载时：；最大不失真输出电压峰值约为5.3V ，有效值约为3.75V 。 带载时：；最大不失真输出电压峰值约为2.3V ，有效值约为1.63V 。如解图P2.4 所示。解图P2.4 图P2.52.5在图P2.5所示电路中,已知晶体管的=80, =1k,静态时,。判断下列结论是否正确，在括号内打“”和“”表示。(1) () (2) () (3) () (4) () (5) () (6) () (7) () (8) () (9) () (10) () (11) () (12) ()2.6电路如图P2.6所示，已知晶体管=120，UBE=0.7V，饱和管压降UCES=0.5V。在下列情况下，用直流电压表测量晶体管的集电极电位，应分别为多少？ (1)正常情况；(2)Rb1短路；(3)Rb1开路；(4)Rb2开路；(5)Rb2短路；(6)RC短路； 图P2.6 图P2.7 解:(1),，。 (2) Rb1短路,。 (3) Rb1开路,临界饱和基极电流，实际基极电流。由于,管子饱和,。(4) Rb2开路,无基极电流,。(5) Rb2短路，发射结将烧毁，可能为。 (6) RC短路, 。2.7电路如图P2.7所示，晶体管的=80 ，。分别计算和时的Q点、和。解：在空载和带负载情况下，电路的静态电流、均相等，它们分别为： 空载时，静态管压降、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻分别为： ； ； 时，静态管压降、电压放大倍数分别为： 。2.8若将图P2.7 所示电路中的NPN管换成PNP管，其它参数不变，则为使电路正常放大电源应作如何变化？ Q点、和变化吗？如变化，则如何变化？若输出电压波形底部失真，则说明电路产生了什么失真，如何消除？解：由正电源改为负电源；Q点、和不会变化；输出电压波形底部失真对应输入信号正半周失真，对PNP管而言，管子进入截止区，即产生了截止失真；减小Rb。2.9 已知图P2.9所示电路中，晶体管=100，=1.4k。(1)现已测得静态管压降UCEQ=6V，估算Rb；(2)若测得和的有效值分别为1mV和100mV，则负载电阻RL为多少？解：(1)，, 。(2)由,可得: 。 图P2.92.10在图P2.9所示电路中，设静态时，晶体管饱和管压降。试问：当负载电阻和时，电路的最大不失真输出电压各为多少伏？解：由于，所以。空载时，输入信号增大到一定幅值，电路首先出现饱和失真。故 时，当输入信号增大到一定幅值，电路首先出现截止失真。故 2.11 电路如图P2.11所示，晶体管=100，=100。(1)求电路的Q点、和；(2)若改用=200的晶体管，则Q点如何变化？(3)若电容Ce开路，则将引起电路的哪些动态参数发生变化？如何变化？解：(1)静态分析： 图P2.11动态分析： (2) =200时，（不变）； （不变）；（减小）；（不变）。 (3) Ce开路时，（减小）； （增大）； （不变）。2.12 电路如图P2.12所示，晶体管的=80，=1k。(1)求出Q点； (2)分别求出RL=和RL=3k时电路的、和。解：(1)求解Q 点： (2)求解放大倍数和输入、输出电阻：RL=时； 图P2.12 RL=3k时；输出电阻：2.13 电路如图P2.13 所示，晶体管的=60 , 。(1)求解Q点、和(2)设Us = 10mV （有效值），问,若C3开路，则,解：(1) Q 点： 图P2.13 、和的分析：, , 。(2)设Us = 10mV （有效值），则 ； 若C3开路，则： ， ， 。2.14 改正图P2.14 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。(a) (b) (c) (d)图P2.14解：(a)源极加电阻RS ； (b)漏极加电阻RD；(c)输入端加耦合电容； (d)在Rg 支路加VGG， +VDD 改为VDD改正电路如解图P2.14所示。(a) (b) (c) (d)解图P2.14 2.15已知图P2.21 (a)所示电路中场效应管的转移特性和输出特性分别如图(b)、(c)所示。(1)利用图解法求解Q点；(2)利用等效电路法求解、和。 (a) (b) (c) 图P2.15解：(1)在转移特性中作直线，与转移特性的交点即为Q点；读出坐标值，得出。如解图P2.15(a)所示。 (a) (b) 解图P2.21在输出特性中作直流负载线，与的那条输出特性曲线的交点为Q 点，。如解图P2.21(b)所示。(2)首先画出交流等效电路（图略），然后进行动态分析。 ； ；2.16已知图P2.16(a)所示电路中场效应管的转移特性如图(b)所示。求解电路的Q 点和。 (a) (b)图P2.16 解：(1)求Q 点：根据电路图可知，。从转移特性查得，当时的漏极电流：因此管压降 。(2)求电压放大倍数：， 2.17电路如图P2.17 所示。（1）若输出电压波形底部失真，则可采取哪些措施？若输出电压波形顶部失真，则可采取哪些措施？（2）若想增大，则可采取哪些措施？解：（1）输出电压波形底部失真，类似于NPN型三极管的饱和失真，应降低Q，故可减小R2或增大R1、RS；若输出电压波形顶部失真，则与上述相反，故可增大R2或减小R1、RS。（2）若想增大，就要增大漏极静态电流以增大，故可增大R2或减小R1、RS。2.18图P2.18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 ) 。 (a) (b) (c) (d)(e) (f) (g)图P2.18 解：(a)不能。(b)不能。(c)构成NPN 型管，上端为集电极，中端为基极，下端为发射极。(d)不能。(e)不能。(f)构成PNP 型管，上端为发射极，中端为基极，下端为集电极。(g)构成NPN型管，上端为集电极，中端为基极，下端为发射极。 第3章 多级放大电路自测题一、现有基本放大电路：A.共射电路 B.共集电路 C.共基电路 D.共源电路 E.共漏电路根据要求选择合适电路组成两级放大电路。(1)要求输入电阻为1k至2k，电压放大倍数大于3000 ，第一级应采用( A )，第二级应采用( A )。(2)要求输入电阻大于10M，电压放大倍数大于300 ，第一级应采用( D )，第二级应采用( A )。(3)要求输入电阻为100k200k，电压放大倍数数值大于100 , 第一级应采用( B )，第二级应采用( A )。(4)要求电压放大倍数的数值大于10 ，输入电阻大于10M，输出电阻小于100，第一级应采用( D )，第二级应采用( B )。(5)设信号源为内阻很大的电压源，要求将输入电流转换成输出电压，且，输出电阻Ro100 ，第一级应采用采用( C )，第二级应( B )。二、选择合适答案填入空内。(1)直接耦合放大电路存在零点漂移的原因是( C、D )。 A电阻阻值有误差 B晶体管参数的分散性 C晶体管参数受温度影响 D电源电压不稳 (2)集成放大电路采用直接耦合方式的原因是( C )。 A便于设计 B放大交流信号 C不易制作大容量电容(3)选用差动放大电路的原因是( A )。 A克服温漂 B提高输入电阻 C稳定放大倍数(4)差动放大电路的差模信号是两个输入端信号的( A )，共模信号是两个输入端信号的( C )。 A.差 B.和 C.平均值(5)用恒流源取代长尾式差动放大电路中的发射极电阻，将使单端电路的( B )。 A差模放大倍数数值增大 B抑制共模信号能力增强 C差模输入电阻增大(6)互补输出级采用共集形式是为了使( C )。A.放大倍数的数值大 B.最大不失真输出电压大 C.带负载能力强三、电路如图T33所示，所有晶体管均为硅管，均为200，静态时。试求：(1)静态时Tl管和T2管的发射极电流。(2)若静态时，则应如何调节Rc2的值才能使？若静态V，则Rc2 =？，电压放大倍数为多少？ 解：(1)T3管的集电极电流静态时Tl管和T2管的发射极电流(2)若静态时，则应减小Rc2。当 时, T4管的集电极电流。Rc2的电流及其阻值分别为：，电压放大倍数求解过程如下： 图T33 习题3.1判断图P3.1所示各两级放大电路中T1和T2管分别组成哪种基本接法的放大电路。设图中所有电容对于交流信号均可视为短路。(a) (b) (c) (d) (e) (f)图P3.1 解：(a)共射，共基 (b)共射,共射 (c)共射,共射 (d)共集，共基 (e)共源，共集 (f)共基，共集3.2 设图P3.2所示各电路的静态工作点均合适，分别画出它们的交流等效电路，并写出、和的表达式。 (a) (b) (c) (d)图P3.2解：(1)图示各电路的交流等效电路如解图P3.2所示。 (2)各电路的、和的表达式分别为：(a)：； ； (b)： ； (c)： ； (d)：； (a) (b) (c) (d) 解图P3.23.3基本放大电路如图P3.3(a)、(b)所示，图(a)虚线框内为电路，图(b)虚线框内为电路。由电路、组成的多级放大电路如图(c)、(d)、(e)所示，它们均正常工作。试说明图(c)、(d)、(e)所示电路中(1)哪些电路的输入电阻较大；(2)哪些电路的输出电阻较小；(3)哪个电路的电压放大倍数最大。 (a) (b) (c) (d) (e)图P3.3解：(1)图(d)、(e)所示电路的输入电阻比较大； (2)图(c)、(e)所示电路的输出电阻比较小； (3)图(e)所示电路的电压放大倍数最大。3.4电路如图P3.l (a) (b)所示，晶体管的均为150 , 均为，Q点合适。求解、和。解：在图(a)所示电路中 ； 。在图(b)所示电路中 ； ； 3.5电路如图P3.l (c)、(e)所示，晶体管的均为200 , 均为。场效应管的gm为15mS ; Q 点合适。求解、和。解：在图(c)所示电路中 ； ； 在图(e)所示电路中； ； 3.6图P3.6所示电路参数理想对称，晶体管的均为100， 。试求Rw的滑动端在中点时T1管和T2管的发射极静态电流以及动态参数Ad和Ri。 图P3.6 图P3.7 解：Rw 滑动端在中点时T1管和T2管的发射极静态电流分析如下： 动态参数Ad和Ri分析如下： 3.7电路如图P3.7所示，T1和T2两管的均为140，均为4k。试问：若输入直流信号，则电路的共模输入电压差模输入电压输出动态电压解：电路的共模输入电压、差模输入电压、差模放大倍数和动态电压 分别为：； ； 3.8 电路如图P3.8所示，Tl和T2的低频跨导gm均为10mS。试求解差模放大倍数和输入电阻。 图P3.8 图P3.9 解：差模放大倍数和输入电阻分别为： ； 。3.9试写出图P3.9 所示电路Ad和Ri的近似表达式。设Tl和T2的电流放大系数分别为1和2，b-e 间动态电阻分别为和。解：Ad和Ri的近似表达式分别为 ； 3.10电路如图P3.10 所示，Tl T5的电流放大系数分别为15 , b-e间动态电阻分别为rbe1rbe5，写出Au、Ri和Ro的表达式。