模电-童诗白(第四版)课后题全解

模拟电子技术（第四版）童诗白课后习题答案半导体基础知识自测题一、（1）√（2）×（3）√（4）×（5）√（6）×二、（1）A（2）C（3）C（4）B（5）AC三、UO1≈1.3VUO2＝0UO3≈－1.3VUO4≈2VUO5≈2.3VUO6≈－2V四、UO1＝6VUO2＝5V五、根据PCM＝200mW可得：UCE＝40V时IC＝5mA，UCE＝30V时IC≈6.67mA，UCE＝20V时IC＝10mA，UCE＝10V时IC＝20mA，将改点连接成曲线，即为临界过损耗线。图略。六、1、UO＝UCE＝2V。2、临界饱和时UCES＝UBE＝0.7V，所以七、T1：恒流区；T2：夹断区；T3：可变电阻区。习题1.1（1）AC（2）A（3）C（4）A1.2不能。因为二极管的正向电流与其端电压成指数关系，当端电压为1.3V时管子会因电流过大而烧坏。1.3ui和uo的波形如图所示。1.4ui和uo的波形如图所示。1.5uo的波形如图所示。1.6ID＝（V－UD）/R＝2.6mA，rD≈UT/ID＝10Ω，Id＝Ui/rD≈1mA。1.7（1）两只稳压管串联时可得1.4V、6.7V、8.7V和14V等四种稳压值。（2）两只稳压管并联时可得0.7V和6V等两种稳压值。1.8IZM＝PZM/UZ＝25mA，R＝UZ/IDZ＝0.24～1.2kΩ。1.9（1）当UI＝10V时，若UO＝UZ＝6V，则稳压管的电流为4mA，小于其最小稳定电流，所以稳压管未击穿。故当UI＝15V时，由于上述同样的原因，UO＝5V。当UI＝35V时，UO＝UZ＝5V。（2）29mA＞IZM＝25mA，稳压管将因功耗过大而损坏。1.10（1）S闭合。（2）1.11波形如图所示。1.1260℃时ICBO≈32μA。1.13选用β＝100、ICBO＝10μA的管子，其温度稳定性好。1.141.15晶体管三个极分别为上、中、下管脚，答案如表管号T1T2T3T4T5T6上ecebcb中bbbeee下ceccbc管型PNPNPNNPNPNPPNPNPN材料SiSiSiGeGeGe1.16当VBB＝0时，T截止，uO＝12V。当VBB＝1V时，T处于放大状态。因为当VBB＝3V时，T处于饱和状态。因为1.17取UCES＝UBE，若管子饱和，则1.18当uI＝0时，晶体管截止，稳压管击穿，uO＝－UZ＝－5V。当uI＝－5V时，晶体管饱和，uO＝0.1V。因为1.19（a）可能（b）可能（c）不能（d）不能，T会损坏。（e）可能1.20根据方程逐点求出确定的uGS下的iD，可近似画出转移特性和输出特性。在输出特性中，将各条曲线上uGD＝UGS（off）的点连接起来，便为予夹断线。1.211.22过uDS为某一确定值（如15V）作垂线，读出它与各条输出特性的交点的iD值；建立iD＝f（uGS）坐标系，根据前面所得坐标值描点连线，便可得转移特性。1.23uI＝4V时T夹断，uI＝8V时T工作在恒流区，uI＝12V时T工作在可变电阻区。1.24（a）可能（b）不能（c）不能（d）可能第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β=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.2VB.3VC.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。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β=80,=1kΩ,,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β=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β=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β=100，=1.4kΩ。(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β=100，=100Ω。(1)求电路的Q点、、和；(2)若改用β=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)β=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β=80，=1kΩ。(1)求出Q点；(2)分别求出RL=∞和RL=3kΩ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P2.12RL=3kΩ时；输出电阻：2.13电路如图P2.13所示，晶体管的β=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。(b)(c)(d)解图P2.142.15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1kΩ至2kΩ，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10MΩ，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100kΩ~200kΩ，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10MΩ，输出电阻小于100Ω，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Ro＜100，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T3·3所示，所有晶体管均为硅管，β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T3·3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。(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Ⅰ，图(b)虚线框内为电路Ⅱ。由电路Ⅰ、Ⅱ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β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β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β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β均为140，均为4kΩ。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β1和β2，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β1~β5,b-e间动态电阻分别为rbe1~rbe5，写出Au、Ri和Ro的表达式。图P3.10图P3.11解：Au、Ri和Ro的表达式分析如下：∴;;3.11电路如图P3.11所示。已知电压放大倍数为-100，输入电压uI为正弦波，T2和T3管的饱和压降UCES=1V。试问：(1)在不失真的情况下，输入电压最大有效值Uimax为多少伏？(2)若Ui=10mV（有效值），则Uo＝？若此时R3开路，则Uo＝？若R3短路，则Uo＝？解：(1)最大不失真输出电压有效值为:故在不失真的情况下，输入电压最大有效值：(2)Ui=10mV，则Uo＝1V（有效值）。若R3开路，则Tl和T3组成复合管，等效,T3可能饱和，使得（直流）;若R3短路，则（直流）。第四章习题解答4-1如题4-1图所示MOSFET转移特性曲线，说明各属于何种沟道？若是增强型，开启电压等于多少？若是耗尽型，夹断电压等于多少？答：（a）P-EMOSFET，开启电压（b）P-DMOSFET，夹断电压（或统称为开启电压（c）P-EMOSFET，开启电压（d）N-DMOSFET，夹断电压（或也称为开启电压4-24个FET的转移特性分别如题4-2图(a)、(b)、(c)、(d)所示。设漏极电流iD的实际方向为正，试问它们各属于哪些类型的FET？分别指出iD的实际方向是流进还是流出？答：（a）P-JFET，的实际方向为从漏极流出。（b）N-DMOSFET，的实际方向为从漏极流进。（c）P-DMOSFET，的实际方向为从漏极流出。（d）N-EMOSFET，的实际方向为从漏极流进。4-3已知N沟道EMOSFET的μnCox=100μA/V2，VGS(th)=0.8V，W/L=10，求下列情况下的漏极电流：（a）VGS=5V，VDS=1V；（b）VGS=2V，VDS=1.2V；（c）VGS=5V，VDS=0.2V；（d）VGS=VDS=5V。解：已知N-EMOSFET的（a）当时，MOSFET处于非饱和状态（b）当时，，MOSFET处于临界饱和（c）当时，，MOSFET处于非饱和状态（d）当时，，MOSFET处于饱和状态4-4N沟道EMOSFET的VGS(th)=1V，μnCox（W/L）=0.05mA/V2，VGS=3V。求VDS分别为1V和4V时的ID。解：（1）当时，由于即，N-EMOSFET工作于非饱和区（2）当时，由于，N-EMOSFET工作于饱和区4-5EMOSFET的VA=50V，求EMOSFET工作在1mA和10mA时的输出电阻为多少？每种情况下，当VDS变化10%（即ΔVDS/VDS=10%）时，漏极电流变化（ΔID/ID）为多少？解：（1）当，时当，时（2）当变化10%时，即由于（对二种情况都一样）或者：由于4-6一个增强型PMOSFET的μpCox（W/L）=80μA/V2，VGS(th)=－1.5V，λ=－0.02V-1，栅极接地，源极接+5V，求下列情况下的漏极电流。(a)VD=+4V；(b)VD=+1.5V；(c)VD=0V；(d)VD=－5V；解：根据题意，P-EMOSFET导通（a）当时，由于此时P-EMOSFET处于非饱和状态（b）当时，此时P-EMOSFET处于临界饱和状态（c）当时，，即，P-EMOSFET处于饱和状态（d）当时，，即，P-EMOSFET处于饱和状态4-7已知耗尽型NMOSFET的μnCox（W/L）=2mA/V2，VGS(th)=－3V，其栅极和源极接地，求它的工作区域和漏极电流（忽略沟道长度调制效应）。(a)VD=0.1V；(b)VD=1V；(c)VD=3V；(d)VD=5V；解：根据题意，则，（a）当时，＜N-DMOSFET工作于非饱和区（或三极管区）（b）当时，＜N-DMOSFET工作于非饱和区（c）当时，N-DMOSFET工作于临界饱和状态，由于忽略沟道长度调制效应，则（d）当时，＞N-DMOSFET工作于饱和区，由于忽略沟道长度调制效应，则4-8设计题4-8图所示电路，使漏极电流ID=1mA，VD=0V，MOSFET的VGS(th)=2V，μnCox=20μA/V2，W/L=40。解：由于则又由于＞，MOSFET处于饱和工作区且，则代入数据得：得因为＜不符合题意，舍去又则得4-9题4-9图所示电路，已知μnCox（W/L）=200μA/V2，ＶGS(th)=2V，ＶA＝20V。求漏极电压。解：已知，，（a）由于＞，MOSFET导通，假设MOSFET工作于饱和区，则由于，说明MOSFET确实工作在饱和区，假设成立。（b）由于，MOSFET导通，假设MOSFET工作于饱和区。则即由于＞，说明MOSFET确实工作在饱和区，假设成立。（c）由于，MOSFET导通。假设MOSFET工作于饱和区。则即由于，说明MOSFEE确实工作在饱和区，假设成立。4-10在题4-10图所示电路中，假设两管μn，Cox相同，VGS(th)=0.75V，ID2=1mA，若忽略沟道长度调制效应，并设T1管的沟道宽长比（W/l）是T2管的5倍。试问流过电阻R的电流IR值。解：根据题意，T1、T2两管的、Cox相同，，忽略沟道长度调制效应，由于工作于饱和区，设T2也工作于饱和区，则则4-11在题4-11图所示电路中，已知P沟道增强型MOSFET的，VGS(th)=－1V，并忽略沟道长度调制效应。（1）试证：对于任意RS值，场效应管都工作在饱和区。（2）当RS为12.5kΩ时，试求电压VO值。解：已知P-EMOSFET的忽略沟道长度调制效应（1）证：由于＜在任意RS值时均成立因此，对于任意Rs值，P-EMOSFET均工作在饱和区。（2）当时，4-12已知N沟道增强型MOSFET的μn=1000cm2/V·s，Cox=3×10-8F/cm2，W/L=1/1.47，|VA|=200V，VDS=10V，工作在饱和区，试求：（1）漏极电流IDQ分别为1mA、10mA时相应的跨导gm，输出电阻rds。（2）当VDS增加10%时，IDQ相应为何值。（3）画出小信号电路模型。解：根据题意，，N-EMOSFET工作在饱和区（1）当漏极电流为时跨导输出电阻当漏极电流为时跨导输出电阻（2）当增加10%时由于则如果原来为1mA，增加10%时，如果原来为，增加10%时，（3）小信号电路模型为4-13在题4-13图所示电路中，已知增强型MOSFET的μpCoxW/(2L)=80μA/V2，VGS(th)=－1.5V，沟道长度调制效应忽略不计，试求IDQ、VGSQ、VDSQ、gm、rds值。解：已知P-EMOSFET的忽略沟道长度调制效应，则则解方程得：由于时不符合题意，舍去。4-14双电源供电的N沟道增强型MOSFET电路如题4-14图所示，已知VGS(th)=2V，μnCox=200μA/V2，W=40μm，L=10μm。设λ=0,要求ID=0.4mA，VD=1V，试确定RD、RS值。解：由于，，，，则又由于＞，MOSFET处于饱和工作区且，，则代入数据得：因为＜不符合题意，舍去又，则得4-15一N沟道EMOSFET组成的电路如题4-15图所示，要求场效应管工作于饱和区，ID=1mA，VDSQ=6V，已知管子参数为μnCoxW/(2L)=0.25mA/V2，VGS(th)=2V，设λ=0，试设计该电路。解：根据题意，N-EMOSFET工作于饱和区，，则代入数据：由于＜不符合题意，舍去又由于，则在本题中取标称电阻值，，则可取，4-16设计题4-16图所示电路，要求P沟道EMOS管工作在饱和区，且ID=0.5mA，VD=3V，已知μpCoxW/(2L)=0.5mA/V2，VGS(th)=－1V，λ=0。解：根据题意，P-EMOSFET工作于饱和区（＜0，＜0），，，，，则代入数据得：由于不符合题意，舍去由于要求P-EMOSFET工作于饱和区，即要求即在本题中取，则由于又由于，则4-17基本镜像电流源电路如题4-17图所示，对于以下情况，求出电流比I0/IREF：(a)L1=L2，W2=3W1；(b)L1=L2，W2=10W1；(c)L1=L2，W2=W1/2；(d)W1=W2，L1=2L2；(e)W1=W2，L1=10L2；(f)W1=W2，L1=L2//2；(g)W2=3W1，L1=3L2。解：根据基本镜像电流源的关系式（式3-3-4）（a）（b）（c）（d）（e）（f）（g）4-18题4-18图所示为P沟道JFET构成的电流源电路，设 IDSS=4mA，VGS（off）=3V，要求ID=2mA，试确定RS的值。解：根据题意，P-JFET的，，要求，则根据P-JFET在饱和工作时的特性代入数据得：解方程得：，由于＞，不符合题意，舍去又由于4-19一个N沟道EMOSFET的μnCox=20μA/V2，VGS(th)=1V，L=10μm，在ID=0.5mA时的gm=1mA/V，求这时的W值和VGS值。解：根据题意，N-EMOSFET的，，，在时的（1）根据式（3-1-11）得：得：（2）根据得由于＜不合题意，舍去4-20题4-20图所示共源放大电路，RG1=300kΩ，RG2=100kΩ，RG3=1MΩ，RD=2kΩ，RS1=1kΩ，RS2=1kΩ，IDSS=5mA，VGS（off）=－4V，VDD=12V。求直流工作点VGSQ、VDSQ和IDQ，中频段电压放大倍数Av，输入电阻Ri和输出电阻Ro。解：根据题意，，，，，，，，，则（ID的单位用mA）假设N-JFET工作于饱和区，则解方程得：，由于＞不符合题意，舍去小信号模型参数为可画出电路的交流小信号等效电路为：4-21如题4-21图所示电路，写出电压增益Av和Ri、Ro的表达式。解：根据原理电路可画出电路的交流小信号等效电路如下：图中作为N-JFET的输出端负载电阻，，，又则其中4-22在题4-22图所示电路中，N沟道EMOSFET的VGS(th)=0.9V，VA=50V，工作点为VD=2V，求电压增益VO/Vi为多少？当I增加到1mA时的VD和电压增益为多少？解：（1）根据题意，，，电路交流小信号等效电路如下（很大，电路中忽略）（2）当I增加到1mA时，漏极电流记作，栅源电压记作，则，则此时的电压增益4-23设计题4-23图所示电路。已知EMOSFET的VGS(th)=2V，μnCox（W/L）=2mA/V2，VDD=VSS=10V。要求在漏极得到2VP-P的电压，设计直流偏置电流为1mA时电路达到最大的电压增益（即最大的RD）。假定MOSFET的源极信号电压为零。解：根据题意，假定MOSFET的源极信号电压为零，则要求达到可能的最大值。（1）先求。根据得，即求得，由于＜不合题意，舍去。则（2）再求，要求在漏极得到的信号电压，即信号的幅值为1V。由于正常工作时，要求MOSFET处于饱和状态，则又由于则为了使电压增盖达到最大，则可取最大值（3）栅极电阻可取：4-24、填空题试从下述几方面比较场效应管和晶体三极管的异同。（1）场效应管的导电机理为，而晶体三极管为。比较两者受温度的影响优于。（2）场效应管属于式器件，其G、S间的阻抗要晶体三极管B、E间的阻抗，后者属于式器件。（3）晶体三极管3种工作区为、、，与此不同，场效应管常把工作区分为、、3种。（4）场效应管3个电极G、D、S类同于晶体三极管的、、电极，而N沟道、P沟道场效应管则分别类同于、两种类型的晶体三极管。答：填空题参考答案（1）一种载流子（即多子）参与导电，两种载流子（电子和空穴）参与导电。场效应管，晶体三极管。（2）电压控制，远大于，电流控制。（3）饱和区、放大区、截止区，可变电阻区、恒流区、击穿区。（4）B、C、E，NPN型、PNP型。第五章放大电路的频率响应自测题一、（1）A（2）BA（3）BA（4）CC二、（1）静态及动态分析估算：（2）估算：（3）（4），频率特性曲线略。三、（1）60103（2）1010（3）习题5.1（1）①①（2）①①①③5.25.35.4（1）直接耦合；（2）三级；（3）当f＝104Hz时，φ’＝－135o；当f＝105Hz时，φ’＝－270o。5.55.6（1）（2）图略。5.7图略。（1）（a）（2）（c）（3）（c）5.95.10（1）C1（Rs＋Ri）＝C2（Rc＋RL），C1:C2＝5:1。（2）5.11减小，因为在同样幅值的作用下，将减小，随之减小，必然减小。fL减小，因为少了一个影响低频特性的电容。fH减小，因为会因电压放大倍数数值的减小而减小。5.125.13（1）（2）图略。5.145.15图略。5.16（3）折线画法，低频段有两个拐点，f＜4Hz时幅频特性的斜率为40dB/十倍频，4Hz＜f＜50Hz时幅频特性的斜率为20dB/十倍频；高频段有一个拐点，f＞105Hz时幅频特性的斜率为－40dB/十倍频。图略。5.17（1）Ce（2）所在回路的τ大于所在回路的τ，第二级的上限频率低。5.18。在折线化幅频特性中，频率小于10Hz时斜率为＋40dB/十倍频，频率大于105Hz时斜率为－40dB/十倍频。在折线化相频特性中，f＝10Hz时相移为＋90o，f＝105Hz时相移为－90o。第六章放大电路中的反馈自测题一、（1）×（2）√（3）×（4）√二、（1）B（2）C（3）A（4）D三、（a）电流串联负反馈。（b）电压并联负反馈。（c）电压串联负反馈。（d）正反馈。四、（1）应引入电压串联负反馈。（2）五、因为f＝105Hz时，为使此时，则需习题6.1（1）BB（2）D（3）C（4）C（5）ABBAB（1）A（2）B（3）C（4）D（5）B（6）A（1）×（2）×（3）√（4）×6.4（a）直流负反馈（b）交、直流正反馈（c）直流负反馈（d）、（e）、（f）、（g）、（h）均引入交、直流负反馈6.5（a）交、直流负反馈（b）交、直流负反馈（c）RS引入交、直流负反馈，C2引入交流正反馈。（d）、（e）、（f）均引入交、直流负反馈。（g）R3和R7引入直流负反馈，R4引入交、直流负反馈。6.6（d）电流并联负反馈（e）电压串联负反馈（f）电压串联负反馈（g）电压串联负反馈（h）电压串联负反馈6.7（a）电压并联负反馈（b）电压并联负反馈（e）电流并联负反馈（f）电压串联负反馈（g）电流串联负反馈6.86.96.10（d）输入电阻减小，输出电阻增大。（e）～（h）输入电阻增大，输出电阻减小。6.11（a）输入电阻减小，输出电阻增大。（b）输入电阻减小，输出电阻减小。（c）输入电阻增大，输出电阻增大。（e）输入电阻减小，输出电阻增大。（f）输入电阻增大，输出电阻减小。（g）输入电阻增大，输出电阻增大。6.12电压串联负反馈无穷大11111141416.13若uB1=uB2增大，则产生下列过程：uB1=uB2↑→uC1=uC2↓(uB4=uB5↓)→iE4=iE5↓→uR5↓(uB3↓)→iC3↓→uR1↓uC1=uC2↑←6.14（1）Af≈1/F＝500（2）Af相对变化率为A的相对变化率的，约为0.1％。6.156.16UO的调节范围约为反馈系数的上限值为－60dB，即的上限值为10－3。6.186.19（1）引入电流串联负反馈，通过电阻Rf将三极管的发射极与T2管的栅极连接起来。（2）Rf＝18.5kΩ6.20（1）一定会产生自激振荡。因为在f＝103Hz时附加相移为－45o，在f＝104Hz时附加相移约为－135o，在f＝105Hz时附加相移约为－225o，因此附加相移为－180o的频率在104Hz～105Hz之间，此时，故一定会产生自激振荡。（2）加消振电容，在晶体管T2的基极与地之间。（3）可在晶体管T2基极和集电极之间加消振电容。因为根据密勒定理，等效在基极与地之间的电容比实际电容大得多。6.21（a）C2到R3，提高输入电阻，改善跟随特性。（b）C2到R3，提高第二级跟随范围，增大放大倍数，使输出的正方向电压有可能高于电源电压。6.22（1）（2）（因为ro很小）（参阅P297～P298）6.23（a）反馈放大电路的基本放大电路如下图所示，因此整个电路的输入电阻约为（R＋Rf/Aod）。（b）反馈放大电路的基本放大电路如下图所示，因此第七章信号的运算和处理自测题一、（1）√（2）×（3）√（4）×二、（1）C（2）F（3）E（4）A（5）C（6）D三、（1）带阻（2）带通（3）低通（4）有源四、习题7.1（1）反相同相（2）同相反相（3）同相反相（4）同相反相7.2（1）同相比例（2）反相比例（3）微分（4）同相求和（5）反相求和（6）乘方7.3uO1＝(－Rf/R)uI＝－10uIuO2＝(1+Rf/R)uI＝11uIuI/V0.10.511.5uO1－1－5－10－14uO21.15.511147.4可采用反相比例运算电路，电路形式如图P7.3(a)所示。R＝20kΩ，Rf＝2MΩ。7.5由图可知Ri＝50kΩ，uM＝－2uI。7.6（1）uO＝－2uI＝－4V（2）uO＝－2uI＝－4V（3）电路无反馈，uO＝－14V。（4）uO＝－4uI＝－8V7.7（1）10.4（2）107.8（a）uO＝－2uI1－2uI2＋5uI3（b）uO＝－10uI1＋10uI2＋uI3（c）uO＝8（uI2－uI1）（d）uO＝－20uI1－20uI2＋40uI3＋uI47.9因为均有共模输入信号，所以均要求用具有高共模抑制比的集成运放。7.10（a）uIC＝uI3（b）（c）（d）7.11IL≈UZ/R2＝0.6mA7.12（1）uO2＝uP2＝10（uI2－uI1）uO＝10（1＋R2/R1）（uI2－uI1）或uO＝10（RW/R1）（uI2－uI1）（2）uO＝100mV（3）uO＝10（10/R1min）（uI2max－uI1min）V=14V，R1min≈71kΩR2max＝RW－R1min≈（10－0.071）kΩ≈9.93kΩ7.13（c）uO＝10（uI1＋uI2＋uI3）7.14当uI为常量时若t＝0时uO＝0，则t＝5ms时uO＝－100×5×5×10－3V＝－2.5V。当t＝15mS时，uO＝[-100×(-5)×10×10－3＋（－2.5）]V＝2.5V。因此输出波形为7.15输出电压与输入电压的运算关系为uO＝100uI（t2－t1）＋uI－uC（t1），波形如图下所示。7.16（a）（b）（c）（d）7.17（1）uO1＝uO－uI，uC＝uO，（2）uO＝－10uIt1＝[－10×（－1）×t1]V＝6V，故t1＝0.6S。即经0.6秒输出电压达到6V。7.187.19（1）UA＝7V，UB＝4V，UC＝1V，UD＝－2V，uO＝2UD＝－4V。（2）uO＝2UD－uO37.207.21（1）上为“－”，下为“＋”（2），所以7.227.23方框图如图7.3.9所示，N＝5时为5次方电路；N＝0.2时为5次幂电路。7.24（1）带阻滤波器（2）带通滤波器（3）低通滤波器（4）低通滤波器7.25（a）高通滤波器（b）高通滤波器（c）带通滤波器（d）带阻滤波器7.26将两个滤波器串联，图略。7.277.28uO1：高通。uO2：带通。uO2：低通。7.29参阅P362～P363。7.307.31参阅7.5节。7.32略。第八章波形的发生和信号的转换自测题一、（1）√（2）×（3）×（4）×二、（a）加集电极电阻Rc及放大电路输入端的耦合电容。（b）变压器副边与放大电路之间加耦合电容，改同铭端。三、④、⑤与⑨相连，③与⑧相连，①与⑥相连，②与⑦相连。四、（1）正弦波振荡电路（2）同相输入过零比较器（3）反相输入积分运算电路（4）同相输入滞回比较器五、图（b）中±UT＝±0.5UZ。六、（1）A1：滞回比较器；A2：积分运算电路。（2）（3）（4）（5）减小R4、C、R1，增大R2。习题8.1（1）√（2）×（3）×（4）×（5）×（6）√8.2（1）×（2）√（3）√（4）×（5）√（6）×8.3（1）A（2）B（3）C8.4（1）BAC（2）BCA（3）B8.5（a）可能产生正弦波振荡。因为共射放大电路输出电压和输入电压反相（φA＝－180o），而三级移相电路为超前网络，最大相移为＋270o，因此存在使相移为＋180o（φF＝＋180o）的频率，即存在满足正弦波振荡相位条件的频率f0（此时φA＋φF＝0o）；且在f＝f0时有可能满足起振条件＞1，故可能产生正弦波振荡。（b）可能产生正弦波振荡。因为共射放大电路输出电压和输入电压反相（φA＝－180o），而三级移相电路为滞后网络，最大相移为－270o，因此存在使相移为－180o（φF＝＋180o）的频率，即存在满足正弦波振荡相位条件的频率f0（此时φA＋φF＝－360o）；且在f＝f0时有可能满足起振条件＞1，故可能产生正弦波振荡。8.6（1）不能，因为不存在满足相位条件的频率。（2）可能，因为存在满足相位条件的频率，且有可能满足幅值条件。8.7（1）根据起振条件。（2）求解振荡频率的范围。8.8（1）（2）8.9（1）上“－”下“＋”（2）输出严重失真，几乎为方波。（3）输出为零。输出为零。（5）输出严重失真，几乎为方波。8.10（1）在特定频率下，由A2组成的积分运算电路的输出电压超前输入电压90o，而由A1组成的电路的输出电压滞后输入电压90o，因而和互为依存条件，即存在f0满足相位条件。在参数选择合适时也满足幅值条件，故电路在两个集成运放的输出同时产生正弦和余弦信号。（2）解方程组：可得正实根，求出。（3）UO2max＝UZ＝6V对方程组中的第三式取模，并将代入可得，故。若uO1为正弦波，则uO2为余弦波。图略。8.11（a）原边线圈上端和副边线圈上端为同铭端。（b）原边线圈上端和副边线圈下端为同铭端。（c）原边线圈下端和副边线圈下端为同铭端。（d）原边线圈左端和副边线圈右端为同铭端。图略。8.12（a）可能（b）不能（c）不能（d）可能8.13（b）加耦合电容。（c）加耦合电容，改同铭端。8.14（a）选频网络：C和L；正反馈网络：C2和RW；负反馈网络：C和L。满足相位条件。（b）选频网络：C2和L；正反馈网络：C2和L；负反馈网络：R8。满足相位条件。8.158.168.17（1）A1工作在线性区（电路引入了负反馈）；A2工作在非线性区（电路仅引入了负反馈）。（2）uO1＝－iIR1＝－100iI8.188.19（1）T≈（R1＋R2）Cln3≈3.3mS（2）8.20三处错误：（1）集成运放“＋”“－”接反；（2）R、C位置接反；（3）输出限幅电路无限流电阻。8.21①，②，③；①，①，②；①，②；③。8.22RW2滑动端在最上端RW2滑动端在最下端8.23（1）在A1组成的滞回比较器中：在A2组成的积分运算电路中：求解T1：求解占空比：（2）波形：8.248.258.26（1）波形（2）求解振荡频率：首先求出电压比较器的阈值电压，然后根据振荡周期近似等于积分电路正向积分时间求出振荡周期，振荡频率是其倒数。8.27（1）T导通时，uN1＝uI/3。T截止时，（2）（3）（4）8.288.29参照图P8.26、P8.27。8.30参阅P451～P452。8.31参阅P448、P452～P454。功率放大电路自测题一、（1）A（2）B（3）C（4）BDE（5）C二、（1）消除交越失真。（2）最大输出功率和效率分别为（3）R1＝1kΩ，故R5至少应取10.3kΩ。习题9.1（1）×（2）√（3）×（4）××√（5）××√√（6）×√√9.2（1）C（2）B（3）C（4）C（5）A9.3（1）最大输出功率和效率分别为（2）最大功耗（3）输入电压9.4（1）UB1＝1.4VUB3＝－0.7VUB5＝－17.3V（2）（3）若静态时iB1＞iB2，则应增大R3。（4）采用如图所示两只二极管加一个小阻值电阻合适，也可只用三只二极管。9.5最大输出功率和效率分别为9.6应引入电压并联负反馈，由输出端经反馈电阻Rf接T5管基极，图略。Rf＝10kΩ。9.7功放管的最大集电极电流、最大管压降、最大功耗分别为9.8（1）最大不失真输出电压有效值（2）负载电流最大值（3）最大输出功率和效率分别为9.9当输出短路时，功放管的最大集电极电流和功耗分别为9.10（1）（2）引入电压串联负反馈。信号源两端接电路的两个输入端，且将接集成运放反相输入端一端接地；通过一个电阻Rf将集成运放的反相输入端和电路的输出端连接起来。图略。（3）根据9.11（1）射极电位UE＝VCC/2＝12V；应调节R3。（2）最大输出功率和效率分别为9.12（1）UA＝0.7VUB＝9.3VUC＝11.4VUD＝10V（2）最大输出功率和效率分别为9.13在图（a）所示电路中，在信号的正半周，经共射电路反相，输出级的输入为负半周，因而T2导通，电流从C4的正端经T2、地、扬声器至C4的负端；在信号的负半周，经共射电路反相，输出级的输入为正半周，因而T1导通，电流从＋VCC经T2、C4、扬声器至地。C2、R3起自举作用。在图（b）所示电路中，在信号的正半周，经共射电路反相，输出级的输入为负半周，因而T3导通，电流从＋VCC经扬声器、C2、T3至地；在信号的负半周，经共射电路反相，输出级的输入为正半周，因而T2导通，电流从C4的正端经扬声器、T2至C4的负端。C2、R2起自举作用。图（b）有误：T2管集电极应接＋VCC。9.14（1）（2）最大输出功率和效率分别为9.15（1）（2）最大输出功率和效率分别为（3）输入电压有效值9.16（1）UREF＝VCC/2＝7.5VuO1＝uO2＝7.5V（2）最大输出功率和效率分别为（3）输入电压有效值9.17同题9.16（1）、（2）。9.18（1）OTL电路应取VCC＝20V，BTL电路应取VCC＝13V。（2）OTL、OCL和BTL电路的最大输出功率分别为9.19（1）仅有负半周；（2）T1、T2将因功耗过大而损坏；（3）仅有正半周；（4）T2将因功耗过大而损坏；（5）uO＝VCC－UBE1≈14.3V（6）稍有交越失真。9.20（1）无输出；（2）功放管将因功耗过大而损坏；（3）uO＝VCC－UBE1－UBE2≈16.4V（4）正、负半周不对称，正半周幅值小；（5）稍有交越失真。（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）