试求输出电压u0的可调范围是多少与输入电压ui之间关系的表达式

直流调速系统 直流电动机具有良恏的起、制动性能宜于在大范围内平滑调速,在许多需要调速和快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用 由于直流拖动控制系統在理论上和实践上都比较成熟,而且从控制的角度来看它又是交流拖动控制系统的基础。因此为了保持由浅入深的教学顺序,应该艏先很好地掌握直流拖动控制系统 根据直流电机转速方程 由式可以看出,有三种方法调节电动机的转速: (1)调节电枢供电电压 U; (2)減弱励磁磁通 ?; (3)改变电枢回路电阻 R (1)调压调速 工作条件: 保持励磁 ? = ?N ; 保持电阻 R = Ra 调节过程: 改变电压 UN ? U? U? ?n ?, n0 ? 调速特性: 转速下降机械特性曲线平行下移。 (2)调阻调速 工作条件: 保持励磁 ? = ?N ; 保持电压 U =UN ; 调节过程: 增加电阻 Ra ? R? R ? ?n ?n0不变; 调速特性: 转速下降,机械特性曲线变軟 (3)调磁调速 工作条件: 保持电压 U =UN ; 保持电阻 R = R a ; 调节过程: 减小励磁 ?N ? ?? ? ? ? n ?, n0 ? 调速特性: 转速上升机械特性曲线变软。 三种调速方法的性能与比较 对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说以调节电枢供电电压的方式为最好。改变电阻只能有级调速;减弱磁通虽然能夠平滑调速但调速范围不大,往往只是配合调压方案在基速(即电机额定转速)以上作小范围的弱磁升速。 因此自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主。 第2章 转速反馈控制的直流调速系统 本章提要 2.1 直流调速系统用的可控直流电源 2.2转速反馈控制的直流调速系统 2.3比唎积分控制规律和无静差调速系统 2.4 直流调速系统的数字控制 2.5 直流调速系统的仿真 2.1 直流调速系统用的可控直流电源 旋转变流机组(G-M系统)——用交流电动机和直流发电机组成机组以获得可调的直流电压。 静止式可控整流器(V-M系统) ——用静止式的可控整流器以获得可调的矗流电压。 直流斩波器或脉宽调制变换器(直流PWM调速系统)——用恒定直流电源或不控整流电源供电利用电力电子开关器件斩波或进行脈宽调制,以产生可变的平均电压 2.1.1 旋转变流机组(G-M系统) G-M系统特性 2.1.2 静止式可控整流器 2、 触发脉冲相位控制 在如图可控整流电路中,调节觸发装置 GT 输出脉冲的相位即可很方便地改变可控整流器 VT 输出瞬时电压 ud 的波形,以及输出平均电压 Ud 的数值 等效电路分析 如果把整流装置內阻移到装置外边,看成是其负载电路电阻的一部分那么,整流电压便可以用其理想空载瞬时值 ud0 和平均值 Ud0 来表示相当于用图示的等效電路代替实际的整流电路。 瞬时电压平衡方程 用触发脉冲的相位角? 控制整流电压的平均值Ud0是晶闸管整流器的特点 Ud0与触发脉冲相位角 ? 的关系因整流电路的形式而异,对于一般的全控整流电路当电流波形连续时,Ud0 = f (?) 可用下式表示 表2-1 不同整流电路的整流电压值 整流与逆变状态 当 0 < ? < ?/2 時Ud0 > 0 ,晶闸管装置处于整流状态电功率从交流侧输送到直流侧; 当 ?/2 < ? < ?max 时, Ud0 < 0 装置处于有源逆变状态,电功率反向传送 为避免逆变颠覆,應设置最大的移相角限制相控整流器的电压控制曲线如下图 逆变颠覆限制 3、 电流脉动及其波形的连续与断续 ? 电流脉动产生的原因 ?整流电壓波形是脉动的。 在整流变压器二次侧额定相电压u2的瞬时值大于反电动势E时晶闸管才可能被触发导通。导通后如果u2降低到E以下靠电感莋用可以维持电流id继续流通。 ? 主电路储能电感的值是有限的 当V-M系统主电路有足够大的电感量,而且电动机的负载也足够大时整流电流便具有连续的脉动波形。当电感量较小或负载较轻时在某一相导通后电流升高的阶段里,电感中的储能较少;等到电流下降而下一相尚未被触发以前电流已经衰减到零,于是

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第 10 章 综合测试题及参考答案
10.1 综合測试题一

1、 (30 分每空 2 分) (1)硅半导体三极管三个电极相对于“地”的电压如图 10.1.1 所示,由此可判断该管的工 作状态为

(2) 10.1.2 所示为某 MOSFET 的轉移特性, 图 试判断该管属于何种导电沟道 是 增强型管还是耗尽型管? 并确定开启电压 VT 或夹断电压 VP 的值 (3)某放大电路在负载开路时嘚输出电压为 6V,当接入 2kΩ 负载电阻后输出电压降 为 4V,这表明该放大电路的输出电阻为 (4)设图 10.1.3 所示电路中硅稳压管 DZ1 和 DZ2 的稳定电压分别為 5V 和 8V,正向压降 均为 0.7V则电路的输出电压 VO= 。

(5)由三端集成稳压器 W7805 组成的电路如图 10.1.4 所示当 R2=5kΩ 时,电路的输出 电压 VO= (6)设计一个输出功率为 20W 的扩音机电路,若用乙类 OCL 互补对称功放电路则应 选 PCM 至少为 W 的功率管两个。 分) (2 (7)当电路的闭环增益为 40dB 时基本放大器的增益变囮 10%,反馈放大器的闭环增

(9)放大电路如图 10.1.6 所示若将一个 6800pF 的电容错接在 b、c 极之间,则其中频 电压增益的绝对值│Avm│将 fL 将 ,fH 将 2、 (12 分)放大电路如图 10.1.7 所示。设各电容均足够大三极管的参数β 1,β 2r be1, r be2rce2 已知,并且 VBE= 0.7V (1)指出 T1,T2 各起什么作用 (2)估算静态工作点电流 ICQ1。 (3)写出中频时电压放大倍数 Av输入电阻 Ri 和输出电阻 Ro 的表达式。 3、 分)判断图 10.1.8 所示电路中级间交流反馈的极性和组态如是负反馈,则計算在 (8 深度负反馈下的反馈系数和闭环电压增益 Avf=Vo/Vi设各三极管的参数β ,r be 为已知 电容为足够大。

(2)运算放大器 A 的共模输入电压 VIC 的值;共模输出电压 VOC 的值 5、 分)一种增益可调的差动放大电路如图 10.1.10 所示,设 A 为理想运放试推导其 (8 输入与输出之间的关系式。

6、 分)由理想运放组成的电路如图 10.1.11 所示设 vi=VMcosω t,β >>1试求输 (8 出电流 io 的关系式。

7、 (12 分)图 10.1.12 所示是用热敏电阻 Rt 作检测元件的测温电路设 Rt 每度变囮 1Ω , 在 0oC 时 Rt=1kΩ 三极管的β >>1,VBE=0.7V (1)试问电压计的表头每伏对应几度? (2)设集成运放的 A1A2 共模抑制比为无穷大,A3 的共模抑制比 KCMR=100dB试估 算由此引进的测量误差是多少度? 8、 (12 分)锯齿波发生器如图 10.1.13 所示设图中 A1,A2 为理想运放 (1)画出 vo1,vo2 的波形要求时间坐标对应,标奣电压幅值; (2)求锯齿波的周期 T(回程时间不计) ; (3)如何调节锯齿波频率

(3)可调节偏移支路 VT、R5 的参数,也可以调整 R2、R3 的大小

1、 (40 分,每空 2 分只填写答案的字母标号)选择填空 (1)共模抑制比 KCMR 是 之比(a.差模输入信号与共模输入信号;b.输出量中 差模成分与共模成汾;c.差模放大倍数与共模放大倍数(绝对值) ;d.交流放大倍数与直 流放大倍数(绝对值)。 ) KCMR 越大表明电路 (a.放大倍数越稳定;b.交流放夶倍数越大;c.抑制 温漂能力越强;d.输入信号中差模成分越大) 。 (2)在放大电路中为了稳定静态工作点,可以引入 ;若要稳定放大倍数应 入 ;某些场合为了提高放大倍数,可适当引入 ;希望展宽频带可以引 入 ; 如要改变输入或输出电阻, 可以引入 ; 为了抑制温漂 可鉯引入 。 (a.直流负反馈;b.交流负反馈;c.交流正反馈;d. 直流负反馈和交流负反馈) (3) 比例运算电路的输入电流基本上等于流过反馈电阻上嘚电流而 比 例运算电路的输入电流几乎等于零。 (a.同相;b.反相) 反相比例放大电路的输入电阻较 同相比例放大电路的输入电阻较 。

(a.高;b.低) 在进行反相比例放大时集成运放两个输入端的共模信号 VIC≈ ;若同相输入 端接 VI,则由集成运放组成的比例放大电路的共模信号 VIC≈ (4)一个实际的正弦波振荡电路绝大多数属于 (a.负反馈;b.正反馈)电路,它 主要由 (a.放大电路和反馈网络; b.放大电路、 反馈网络和稳频網络; 放大电路、 c. 反馈网络和选频网络)组成为了保证振荡幅值稳定且波形好,常常还需要 (a.屏蔽; b.延迟;c. 稳幅;d.微调)环节 5、多级放大电路放大倍数的波特图是 (a.各级波特图的叠加;b.各级波特图的乘 积;c.各级波特图中通频带最窄者) 。 具有相同参数的两级放大电路在組成它的各个单管的截止频率处幅值下降 (a.3dB;b. 6dB;c. 20dB) ,直接耦合式多级放大电路与阻容耦合式(或变压器耦合式) 多级放大电路相比低頻响应 (a.差;b.好;c.差不多) 。 2、 (60 分应有必要的运算过程)计算题 (1) (15 分)某差动放大电如图 10.2.1 所示,已知 RB = 300kΩ RC=10kΩ ,Rs=20kΩ Ro=10kΩ ,+VCC=+12V-VEE=-12V,設对管的β =50rbb′=300Ω

(2) (20 分)设图 10.2.2 中各运放均为理想运算放大器,试求各电路的输出电压

(3) 分)某负反馈放大电路,其 A=104反馈系数 kf =0.01,洳果由于参数变化(受 (5 环境温度影响)时 A 变化了± 10%(即 A 可能低到 9000 或高到 11000) 求 Af 的相对变化 量为多少? (4) (10 分)有一个由三级同样的放夶电路组成的多级放大电路为保证总的上限频率 为 0.5MHz,下限频率为 100Hz问每级单独的上限频率、下限频率应当是多少? (5) (10 分)有一个两級共射放大电路每一级的上限截止频率都是 2MHz,下限截止 频率都是 50Hz若将 f=1k Hz 的理想方波电压加到输入端上,求输出电压的上升时间和 倾斜率


1、 (44 分,每空 2 分)填空 (1)双极型晶体管 iC 与 vBE 的关系式为

;相应的因果关系 vBE 与

iC 的关系式为 (2)结型和耗尽型 MOS 管的 iD 与 vGS 的关系式为 iD= ; (3) 晶體管和场效应管的跨导 gm 的定义分别为 gm(BJT) = ; m(FET) = g 。 在同样的电流条件下 晶体管的跨导比场效应管的跨导 。 因为晶体管的 iC 与 vBE 成 关系而场效应管的 iD 與 vGS 成 关系。 (4)运算放大器的主要指标有 Av、KCMR、Ri、VIO、IIO、IB、BWG、SR 等如果信号的频 率很宽或变化速度很快,在选择运算放大器的型号时应特别紸意运放的 、 两个指标。而当信号是频率较低、变化缓慢和十分微弱的电流时应特别 注意运放的 、 两个指标。 (5)由晶体管和 MOS 管组成的電流源电路分别如图 10.3.1(a)(b)所示试求 、 R2= ; “宽长比”之比 A= (W/L)2 =

(6) 功率放大电路如图 10.3.2 所示, T1 和 T2 的特性完全对称i 为正弦电压, CC=10V 设 v V RL=16Ω 。试唍成下列各题: ① 该电路属于 OTL 还是 OCL ② 负载上获得的最大输出功率 Pom= ; ③ 静态时, 电容 C2 两端的电压是多少 ; ④ 动态时, 若输出波形产生交樾失真 应调整哪一个电阻? 如何调 。

(7)整流滤波电路如图 10.3.3 所示设图中变压器副边电压的有效值 V2=10V,参数满 足 RLC>>(3~5)T/2输出电压嘚平均值 VO= ,接入滤波电容 C 后与未 接 C 时相比较输出直流电压是增大还是减小? 整流管的导通角是增大还 是减小 2、 (26 分)一个在有噪声和幹扰的背景下,利用相关检测原理来检测“压力”的框图如 图 10.3.4 所示试分析和回答如下问题:


激 励 源 压力 传感器 放大器

图 10.3.4 “压力”检测电蕗原理框图

(1) 分)若图 10.3.4 中压力传感器的激励源由正弦波振荡器和功率放大器组成,其电 (4 路如图 10.3.5 所示若振荡器的输出峰峰值 VPP=2V,那么要求功放输出 vo 的最大峰峰 值 VOPP=12V试确定电阻 R2 的大小。 (2) 分)若图 10.3.4 中压力放大器电路如图 10.3.6 所示试问: (6 ① A2 组成何种功能的电路?其增益 Av2= vo1

② A3 组荿何种功能的电路其最大增益和最小增益各为多少? Av3=

(3) 分)若图 10.3.4 中移相器电路如图 10.3.7 所示试推导其传输函数 A(jω)的表达 (8 式,并画出幅頻特性及相频特性曲线

(4) 分)图 10.3.4 中相关器电路如图 10.3.8(a)所示,这是一个相敏检波器或乘法 (8 器电路试分析: ① 当场效应管开关 T3 的 VG 为高电平时(T3 导通时) ,电路的增益 Av 为多少 ② 当场效应管 T3 截止时(VG<VGS(off)) ,电路的增益 Av 为多少 ③ 分别画出如图 10.3.8(b)(c)所示两种情况下的輸出波形,并定性标出输出波形的

3、 分)反馈放大器电路如图 10.3.9 所示 (8 (1)判断该电路属于何种反馈类型的电路? (2)估算闭环增益 Avf= vo vi =?

(3)輸入电阻 Ri=

(3)若容性负载 CL=100pF,试求因 CL 引入高频下降的上限频率 fH= C 5、 (12 分)一正弦波振荡电路如图 R 10.3.11 所示,设运放是理想器件 47kΩ 330pF 试问: ∞ a (1)为满足相位平衡,图中运放 A vo A b C R 的 a、b 两个输入端中哪个是同相端 330pF 47kΩ R1 哪个是反相端? 47kΩ (2)电路的振荡频率 f0

其幅频特性及相频特性如图 10.3.12 所示

5、 (1)a 是同相端,b 是反相端 (2)f0≈10kHz (3)R4 为隔离电阻用来减小二极管的负载效应;D 和 C1 组成整流滤波电路,将 vo 转换为直流电压作为场效應管的栅极控制电压。场效应管 T 工作在可变电阻区当 vo 幅值变化时,在 VGS 的控制下使漏源电阻 RGS 改变,从而达到稳幅和减小非线性失真的 目嘚

1、 (36 分,每空 2 分)填空题: (1)双极型晶体管(BJT)工作在放大区的偏置条件是 增强型 N 沟道 MOS 管工作在放大区的偏置条件是 。 (2) 射极跟随器具有 , 等三个特点 (3)差分放大器的基本功能是 。 (4)在信号源内阻小负载电阻大的场合,欲改善放大器的性能应采用 反馈。 (5)在阻容耦合放大器中若要降低下限频率,应将耦合电容的值 (6)为消除基本共发射极放大器产生的饱和失真,应将静态工作电流 (7)乙类推挽放大器的主要失真是 ,要消除此失真应改用 。 (8)理想运算放大器工作在线性放大区时具有 和 特性 (9)在集成运放内蔀电路中,恒流源主要用来 和 (10)桥式整流和半波整流电路相比,在变压器副边电压相同的条件下 电路 的输出电压平均值高了一倍;若输出电流相同,就每个整流二极管而言则 电 路的整流平均电流大了一倍;采用 电路,脉动系数可以下降很多 2、 (20 分)分析与计算 (1) (10 分)基本放大器电路如图 10.4.1 所示,C1C2,CE 均可视为中频交流短路已 知管子的β =100,r bb′=200Ω VBE=0.6V,RE=2.4kΩ I1≈I2= 10IBQ。

① 欲使静态工作点 ICQ=1mAVCEQ=6V,请确定 RB1 RB2 及 RC 的徝。 ② 设 RL=3.6kΩ 计算其中频电压增益。 (2) (10 分)电路如图 10.4.2 所示C1,C2CE 均可视为交流短路, ① 电路中有哪些级间反馈试判断级间反馈的类型和极性。并指出是交流反馈还是直 流反馈 ② 在深度负反馈的条件下,计算其闭环电压增益 Avf 的值 3、 (20 分)作图 (1) (10 分)电路及其输叺 vi1,vi2 的波形如图 10.4.3 所示两管参数相同,且 rbb′≈0β 很大, I0=1.2mA并假设 KCMR→∞,温度的电压当量 VT= 25mV请画出 vo 的波形(要 求标出关键点的坐标值) 。

(2) (10 分)电路及参数如图 10.4.4(a)所示设所有运放是理想的,DZ1, DZ2 组合后 的稳定电压为±6V电容 C 的初始电压为 0,输入 vI 的波形如图 10.4.4(b)所示请 畫出 vo1 及 vo 的波形(要求标出关键点的坐标值) 。

4、 (12 分) 放大器电路及参数如 图 10.4.5 所示设运放是理想的。 (1)试推导其频响表达式

(2)估算仩、下限频率 fH、 fL 图 10.4.5 运算放大器电路 及中频增益 Avm 各为多少 5、 (12 分)一正弦波振荡电路如图 10.4.6 所示,设运放是理想器件试问: (1) 为满足相位平衡, 图中运放 A 的 a、 两个输入端中哪个是同相端 b 哪个是反相端? (2)电路的振荡频率 f0 是多少 (3)为了达到稳幅的目的,Rt 应具有正温喥系数还是负温度系数若 R1 不慎断开,输 出电压 vo 的波形是怎样的 (4)在理想情况下,最大输出功率 Pom 是多少


1、 (1) (2) (3) (4) (5) (6) 发射结正偏,集电结反偏 VGS>VGS(th) VDS>VGS-VGS(th) 输入电阻高 输出电阻低 电流增益大 放大差模信号,抑制共模信号 电压串联负反馈 增大 减小

1、 (35 分每涳 1 分)填空 (1)三极管特性曲线的安全区由参数 、 、 (2) 在某放大器中, 加上电流并联负反馈后 对其工作性能的影响是 、 、 、 。

(3)在單管共射放大电路中输出电压与输入电压的极性 ;在单管共集放大电 路中,输出电压与输入电压的极性 ;在单管共基放大电路中输出電压与输入 电压的极性 。 (4)在差动放大电路中共模抑制比为 ,在理想情况下其值为 (5)若电源变压器次级电压的有效值为 V2,则单相半波整流电路的输出电压平均值 为 单相全波整流电路的输出电压平均值为 ,单相桥式整流电路的输 出电压平均值为 (6)在正弦波振荡電路中,RC 振荡器用在频率较 的场合LC 振荡器用在频 率较 的场合,而晶体振荡器用在要求频率 的场合 (7) OCL 功率放大电路的输出波形如图 10.5.1 所礻, 这说明电路中出现了 失真 为了改善输出波形,应如何做 . VCC

(8)在图 10.5.2 所示的放大电路中,如果分别改变下列参数则放大电路指标将洳何变 化?(填增大、.减小、不变或基本不变) ① 增大电容 C1则中频电压放大倍数│Avm│ ,下限频率 fL 上限频率 fH 。 ② 减小电阻 RC则中频电压放大倍数│Avm│ ,下限频率 fL 上限频率 fH 。 (9)在串联型石英晶体振荡电路中晶体等效为 ;而在并联型石英晶体振 荡电路中,晶体等效为 (10)某 MOS 场效应管的 IDSS 为 6mA,而 IDQ 自漏极流出大小为 8mA,由此可判断 该管为 沟道 型管 (11)电流源电路的特点是:输出电流 ,直流等效电阻 交流等效 电阻 。 2、 (65 分)分析计算题 (1) (15 分)电路如图 10.5.3 所示已知 β1=β2=50,rbe1=rbe2=1kΩ。 ① 画出微变等效电路; ②

④ 前级采用射极输出器有何好处

(2) (10 分)判断图 10.5.4 所示电路的反馈类型,写出闭环电压增益 Avf 的表达式 (3) (10 分)写出图 10.5.5 所示电路中 vo 与 vi 的关系式。

(5) (15 分)一个由理想运算放大器组成的电路如图 10.5.7(a)所示已知在 t=0 时,

vc(0)=0Vvo4(0)=-6V,vi 的波形见图 10.5.7(b) 试回答下列问题: ① 指出分别由 A1,A2A3,A4 组成的各单元电路的名称 ② 画出相对于输入电压 vi 的 vo1,vo2vo3,vo4 的波形图(幅值和时间必须标注清楚)


1、 (1) ICM PCM V(BR)CEO (2) 使电流增益减小 稳定了电流增益 展宽了频带 输入电阻减小 使输出电阻增大 (3) 相反 相同 相同 (4) 差模放大倍数与共模放大倍数之比(绝对值) ∞ (5) 0.45V2 0.9V2 0.9V2 (6) 低 高 稳定度高 (7) 交越 适当增大功放管的静态│VBE│ (8) ① 不变 减小 不变 ② 减小 不变 增加 (9) 电阻

(11)恒定 小 大 2、 (1)① 微变等效电路如图 10.5.8 所示。

④ 前级采用射极输出器可提高放大电路的输入电阻从而使放大电路有良好的匹配信 号电压源的能力。 (2)图中的反馈类型为电流并联负反馈 Avf = R3 (R4+R5) R1R4 Rf R1 (1+ jω R1C1)Vi

1、 (44 分,每空 2 分)填空 (1)图 10.6.1 所示为某 MOS 管放大电路的外部电路由图即可判定该管为 型 MOS 管。 (2)某 PNP 管共发放大器在输入正弦信号时的输出电压 vo 波形如图 10.6.2 所示由此 可认定它出现了 失真。为消除此种失真应将静态工作点电流 ICQ 调 。

图 10.6.2 共发放大器的输出波形

故其中频电压增益为 dB,上限频率约为 Hz, 丅限频率约为 Hz (4) 电压并联负反馈适用于信号源内阻 的场合, 它可以稳定放大器的 增益 (5)在甲类、乙类和甲乙类功率放大器中,功放管导通角最小的是 类放大器若 已知某乙类放大器输出电压幅度与电源电压之比为 0.8,则知其效率约为 (6) 用图 10.6.3 所示的文氏电桥和放大器组成一个正弦波振荡电路, 则电路应如何连接 。 若要提高振荡频率 应调整哪些参数? 如何调 。 若振荡器输出波形失真应调整哪些参数? 如何调 。

(7)在 BJT 三种基本组态放大器中共 极放大器既有电压放大作用又有电流放 大作用;共 极放大器只有电流放大作用,而無电压放大作用;共 极放 大器高频响应最好 (8)图 10.6.4 所示稳压电路中,设 A 为理想运放 ① 为保证电路的正常稳压功能,集成运放输入端的極性为: ② 电阻 R 的作用是: ③ 输出电压 VO 的可调范围是: ④ T2 管的作用是:

2、 (56 分)分析计算题 (1) 分)求图 10.6.5(a)(b)所示电路的输入电阻 Ri(設三极管参数相同rbb′=300 (8 、 Ω ,β =49)

(2) (10 分)已知某负反馈放大电路开环频率特性如图 10.6.6 所示。 ① 写出基本放大器电压放大倍数 Av 的表达式 ② 若反馈系数 Fv=0.01,判断闭环后电路是否稳定工作如能稳定,请求出相位裕度; 如产生自激则求出在 45o 相位裕度下的 Fv=? (3) 分)图 10.6.7 中 A 为悝想运放输入电压 vi=√2 Visinω t(V) 1,C2C3 均为

交流耦合电容。试求:电路中 P 点和 Q 点的静态值和变化量的有效值

(4) 分)图 10.6.8 中各运放是理想的,晶体管 T1T2 的电流放大系数 α=Ic/Ie≈1,推 (6 导输出电压 vo 的近似表达式 (5) 分)图 10.6.9 所示电路中,开关 S 应置于 a 还是置于 b才能使引入的反馈为负 (8 反馈?这个负反馈属于何种组态如果满足深度负反馈条件,电压放大倍数 Avf=

图 10.6.7 理想运算放大器构成的电路

(6) (16 分) 电路如图 10.6.10 所示, 图Φ运放均为理想的 两个光耦合器特性完全一致。 ① 试推导由运放 A1、A2、A3 构成的仪器放大器的增益表达式并确定增益的调节范围 是多少; ② 说明 RW2 的作用;

③ 说明方框内电路实现的功能; ④ 试推导由 A5 构成的滤波器的传递函数,说明该滤波器的类型并计算其截止频率。


1、 (1)N 溝道耗尽型 (2)截止失真 大 (3)60 15.9kHz 15.9Hz (4)大 互阻 (5)乙类 63% (6)①―⑦②―⑤,③―⑧④―⑥ R 或 C 减小 R1 或 R2 减小 R1 或增大 R2 (7)发射 集电 基 (8)① a:- b:+ ② 与稳压管 DZ 组成比较器的基准电压源,起限流作用 ③ 6V~21V

② RW2 的主要作用是使 A3 运放组成的差动放大器中电阻匹配改善差动级的共 模抑制性能。理想情况下RW2 应调整为 20kΩ。 ③ 方框内的电路是一个隔离放大器。采用隔离放大器可以减少共模干扰便于 电平配置等。A4 组成的电路與由 A5 组成的电路没有电气上的联系实现了隔离放大。 ④ A5 的传递函数为 s 1+ R5 +R6 1+sR′C ω 0′ A(s) = ? =

1、 (46 分每空 2 分)填空 (1) PNP 管接成如图 10.7.1 所示电路。 已知三極管发射结导通压降│VBE│= 0.2V β=100, 当 RB=300kΩ ,RC=4kΩ -VCC=-12V 时,三极管 T 的状态是 设三 极管的临界饱和压降│VCES│= 0.7V,改变电阻 RB 值RB= 时,三极管正好 处于临堺饱和状态

(3)vGS=0 时,能够工作在恒流区(饱和区)的场效应管有 和 (4)半导体三极管放大电路温度升高时,出现信号失真的原因是 高频 信号作用时,放大倍数下降的原因是 (5)由三端集成稳压器组成的电路如图 10.11.3 所示。当 R2 增大时则输出直流电压 VO 。若 IW=2mAR1=5Ω ,R2=5Ω 则 VO= V。 (6)在串联型石英晶体振荡电路中晶体等效为 ;而在并联型石英晶体振 荡电路中,晶体等效为 (7)具有放大环节的串联型稳压电路正瑺工作时,调整管应处于 工作状态若 要求输出电压为 18V,调整管压降为 6V整流电路采用电容滤波,则电源变压器次级 电压有效值应选 V (8)某放大电路空载输出电压为 4V,接入 3kΩ 负载电阻后输出电压变为 3V, 该放 大电路的输出电阻为 (9)设计一个输出功率为 20W 的扩音机电路,鼡乙类互补对称功率放大则功放管的 PCM 应满足 W。 (10)已知放大电路的输入信号电压为 1mV输出电压为 1V,引入负反馈后为达到同 样的输出,需加输入信号电压 10mV问:引入的反馈系数为 。电 路的反馈深度为 (11)正弦波振荡器产生振荡的条件是 ;负反馈放大器产 生自激振荡的条件是 。 (12)若将上限频率为 100kHz 的输入信号放大 100 倍用单级运放电路构成放大器,则 运放的增益带宽积应满足条件 (13)电流源作为放大电路嘚有源负载,主要是为了提高 因为电流源的 大。 2、 (15 分)电路如图 10.7.4 所示其中三极管 β=100,r bb′=300Ω VBEQ=0.7V。 (1)静态工作点 ICQ1VCEQ1,ICQ2VCEQ2 的值。

(2)中頻电压放大倍数 Av = vo/vi=? (3)电路下限截止频率 fL上限截止频率 fH。 (4)如果试图提高电路的下限截止频率而手头没有多余的元器件,对电路中的え器件 作怎样调整可以实现这个目的。

3、 (12 分)电路如图 10.7.5 所示D1,D2 是理想二极管DZ 是双向稳压管,其他参数如 图所示

(1)vo1,vo2 各输出什麼波形其各自的频率和峰峰值是多少? (2)为什么要使用稳压管 DZ 和电阻 RW否则会出现什么现象? (3) 二极管 D1D2 和电位器 RW 配合,起什么作鼡 (4)此时将电源电压由± 12V 变为± 15V,对电路性能会产生什么影响 4、 (12 分)电路如图 10.7.6 所示,运放为理想的运放 (1)为使电路正常工作,应将开关 SW 掷于何处 (2)当放置正确后,求解此时的闭环电压放大倍数 Av=vo/vi = ? (3)判断电路中存在的反馈极性

(4)解释三极管 T1,T2 的作用

(2)当输入差模信号 vid=vi1-vi2 为幅值等于 100mV 的正弦波,频率适中时计算输出 功率和效率。 (计算效率时电源消耗不包含差动放大部分) (3)说明 T3 嘚作用。 (4)说明 D1D2 的作用。

(4) 调整射极旁路电容 CE使其减小。 3、 (1)vo1 是方波vo2 是三角波。方波的幅值是± 5V三角波的峰峰值是 10V。 1 =10kHz 方波囷三角波的频率均为 f = RWC 1 (2)用于限制输出信号的幅值否则将会使三角波的峰峰值过高。 (3)用于调整信号的占空比 (4)电源电压的变化鈈会影响 vo1 及 vo2 的幅值及频率。 4、 (1) SW 应置于

(3) T3 为差分放大器提供恒流偏置 (4) D1,D2 组成 VBE 倍增电路用于消除功率输出级的交越失真。

1、 (12 汾)放大电路如图 10.8.1 所示试分析该电路。 (1)画出该电路的 H 参数等效电路 (2)写出 Av,Ri 和 Ro 的表达式

2、 (12 分)图 10.8.2 所示电路为全国电子设计夶赛中某小组设计的水温控制器中温度测 量部分线路。AD590 为两端温度传感器它具有测温范围宽(-55oC~+150oC),精度高 (±0.1)等特性,其电流与温喥的关系为 I = (1μ A /K)×T = (1μ A / oC)×(273+t) 零点电流为 273μ A (1)试推导输出电压 Vo 与温度 t 的关系式(设运放是理想的) ; (2)为使 0oC 时输出为零,100oC 时输出为-10V试选擇 R1 和 Rf,此时若温度每变 化 1oC Vo 变化多少? 3、 (10 分)分析图 10.8.3 集成运算放大器组成的电路试推导输出电压 vo 的表达式。

运算放大器电路 299

图 10.8.4 共集―囲射组合电路

(2)判别电路能否振荡需要什么附加条件,属于什么类型电路 6、 (12 分)图 10.8.6 所示为反馈电路。 (1)判别电路中的反馈类型 (2)试计算在深度负反馈条件下的源电压增益 Avsf=?

7、 (12 分)两级差动放大电路如图 10.8.7 所示已知三极管的β =50,VBE=0.7V试求: (1)电路的直流工作點(ICQ1, VCEQ1 ICQ3, VCEQ3) (2)电路的输入电阻 Ri输出电阻 Ro 和电压放大倍数 Av。 8、 (10 分)图 10.8.8 电路中 A 为理想运放二极管为理想器件,运放的最大输出电压約 为±15V三极管的β

9、 (10 分)某功率放大器的简化电路如图 10.8.9 所示,已知 VCC=6VRL=4Ω 。 (1)说明电阻 R2R3 和 T3 管的作用。 (2)若 T4T5 管导通后,饱和压降為 0.5V试计算负载上所得到的最大输出功率以及 相应的输出级效率。

5、 (1)其交流等效电路如图 10.8.11 所示 (2)可以振荡。要求 f0<f01 组成电感三點式正弦波振荡器, 且要求石英晶体也是电感特性属 于并联型石英晶体振荡器电路。 6、 (1)电路由 R7 组成级间交流电流并联负反馈 (2)Avsf = Vo Vs ≈ -Ic2 (R3∥R6∥RL) IiRs ≈ R3∥R6∥RL R5 (1+ R7 R4 )

2、 分)已知某放大器的开环电路增益函数为 Av = (8 ,电压负反馈因数 (s+2×106)2 Fv=0.02求: (1)该放大器开环时的低频增益及 3dB 带宽。 (2)放夶器加负反馈后的低频增益及 3dB 带宽 3、 分)已知图 10.9.2 中 N 沟道结型场效应管的夹断电压 VGS(off)=-3.5V,IDSS=18mA (8 求 VGS 及 VDS,并判断场效应关工作在什么区域 4、 分) 10.9.3 所示 N 沟道结型场效应管构成的恒流源, (8 图 已知该管的 VGS(off)= -3.5V IDSS=2mA。rds=50kΩ。求: (1)恒流源的电流 (2)恒流源的输出阻抗(两个电源间) 。 5、 汾)理想运放电路如图 10.9.4 所示其中± CC=± (8 V 10V,分析该电路画出电压传输 特性 vo~vi,并标出关键值。

20kΩ 运算放大器电路

7、 (10 分)在图 10.9.6 所示回转器電路中设运放是理想的,R1=R2=1kΩ (1)说明 Z 为何种性质元件时电路可等效为模拟电感(输入阻抗 Zi) ; (2)计算此模拟电感为 1H 时元件 Z 的数值。 8、 (12 分)方波发生器如图 10.9.7 所示已知稳压管的 VZ=5.6V,二极管 D1~D4 的导通 - 压降均为 0.7VRf=2R1,RC=10 4s (1)试画出 v-和 vO 的波形(要求标明各自的幅值) ; (2)計算方波的频率。

9、 分)电路如图 10.9.8 所示A 为理想运算放大器,求 vo 与 vi 的关系式 (8 10、 (20 分)单电源供电的音频功率放大器电路如图 10.9.9 所示,试囙答: (1)T1~T6 构成何种组态电路 (2)D1~D3 的作用是什么? (3)R2、R3 和 R6、R7、R8 的作用是什么 (4)C1、C8 、CL 的作用是什么? (5)T7、T8 和 T9~T11

(6)分析电路Φ引入的级间反馈类型假设引入的是深度负反馈,则该电路的电压增益 是多少

10、 (1)T1~T6 构成具有恒流源负载(T5~T6)的复合管(T1~T4)差汾放大器。 (2)D1~D3 的作用是克服输出级的交越失真 (3)R2、R3 和 R6、R7 的作用是提供差分放大器的偏置电压;R6、R7、R8 和 C8 构成 反馈网络。 (4)C1 为输入端耦合电容其作用是“通交流,隔直流” L 为输出端耦合电容 ;C 并为 T9~T11 提供电源电压;C8 的作用是加强直流反馈,减弱交流反馈 (5)T7、T8 等效为 NPN 管;T9~T11 等效为 PNP 管。 (6)R6、R7 构成直流电压串联负反馈;R6、R7、R8 和 C8 构成交流电压串联负反馈 Avf =1+ R6 1+R7∥R8

2、 (10 分)试画出图 10.10.2 所示 MOS 放大电路的小信号等效电路,并写出电压增益表 达式

3、 分)在图 10.10.3 所示电路中,各晶体管特性相同β=200,│VBE(on)│= 0.7V试 (8 求各电阻上压降。 4、 分)图 10.10.4 所示为某反饋放大器的交流通路试判断反馈类型;若满足深度负 (8 反馈条件,试求源电压增益 Avsf=vo/vs

(1)试画出电路的小信号等效电路; (2)写出 Av、Ri、Ro 嘚表达式。 7、 (14 分)图 10.10.7 所示为一个用来测试晶体管电流放大倍数β 的原理电路图中 T 为被测晶体管,运放 A1~A3 均为理想运放 (1)写出 VO3 与 VI3 的關系式; (2)写出 VO 与 VI2、VO3(共同作用时)的关系式; (3)写出 VR1(电阻 R1 上的压降)与 VO

(4)在已知电路参数+VCC、RC、和 R1 的情况下,测定输出电压 VO 后便可求得β ,试 写出β 的表达式

8、 (12 分)试判断图 10.10.8 所示电路中哪些可能产生正弦波振荡,若能振荡写出振荡电 路类型若不能振荡写出反馈电路类型。

9、 (16 分)设图 10.10.9 所示电路中运放均具有理想特性试完成下列各问: (1)当开关 S 闭合时,计算 A、B、C、D、E、F 各点对地的电位及 vo 嘚值; (2)设 t=0 时开关 S 打开问经过多长时间才能使 Vo=0?

8、 , (a)(d)(e)(f)为振荡器; , (b)(c)为反馈电路 (a)串并联网络正弦波振荡器; (b)电流串联负反馈电路; (c)电压并联负反馈电路; (d)串联型晶体振荡器; (e)并联型晶体振荡器(晶体等效为电感,且振荡频率 ω0 低于 LC1 的串联谐振频率) ; (f)电容三点式振荡器 9、 (1)VA=2V,VB=1VVC=0V,

}

半导体器件及其基本电路 1.1 在晶体管放大电路中测得晶体管的各个电极的电位如图1.1所示,该晶体管的类型是 [ ] NPN型硅管 PNP型硅管 NPN型锗管 图1.1 2V 6V PNP型锗管 1.3V 1.2 某三极管各个电极的对地电位如圖1-2所示可判断其工作状态是[ ] 饱和 放大 截止 图1.2 已损坏 1.3 在如图1.3所示电路中,当电源V 5V时测得I 在杂质半导体中,多数载流子的浓度主要取决于 [ ] A.溫度 B.掺杂工艺 C.杂质浓度 D.晶体缺陷 1.6 对于同一个晶体管而言反向电流最小的是 [ ] A.ICBO B.ICES C.ICER D.ICEO 1.7二极管的主要特性是 [ ] A.放大特性 B.恒温特性 C.单向导电特性 D.恒流特性 1.8 溫度升高时,晶体管的反向饱和电流ICBO将 [ ] A.增大 B.减少 C.不变 D.不能确定 1.9 下列选项中不属三极管的参数是 [ ] A.电流放大系数β B.最大整流电流IF C.集电极最大尣许电流ICM D.集电极最大允许耗散功率PCM 1.10 温度升高时,三极管的β值将 A.增大 B.减少 C.不变 D.不能确定 1.11 在N型半导体中多数载流子是 [ ] A. 电子 B. 空穴 C.离子 D. 杂质 1.12 下媔哪一种情况二极管的单向导电性好 [ ] A.正向电阻小反向电阻大 B. 正向电阻大反向电阻小 C.正向电阻反向电阻都小 D. 正向电阻反向电阻都大 1.13 在如图1.13所礻电路中,设二极管的正向压降可以忽略不计反向饱和电流为0.1 mA, 反向击穿电压为25V且击穿后基本不随电流而变化,这时电路中的电流I等于 [ ] A. 0.1 mA B. 2.5mA C. 5mA D. 15 mA 图 1.13 1.14 茬P型半导体中多数载流子是 [ ] A. 电子 B. 空穴 C.离子 D. 杂质 1.15 下列对场效应管的描述中,不正确的是 [ ] A 场效应管具有输入电阻高热稳定性好等优点; B 场效应管的两种主要类型是MOSFET和JFET; C 场效应管工作时多子、少子均参与导电; D 场效应管可以构成共源、共栅、共漏这几种基本类型的放大器。 1.16 在放大电路中场效应管应工作在漏极特性的 [ ] A.可变电阻区 B.截止区 C.饱和区 D.击穿区 1.17 表征场效应管放大作用的重要参数是 [ ] A.电流放大系数β B.跨导gm ΔID/ΔUGS C.開启电压UT D.直流输入电阻RGS 1.18 下列选项中,不属场效应管直流参数的是 [ ] A.饱和漏极电流IDSS B.低频跨导gm C.开启电压UT D.夹断电压UP 1.19 双极型晶体三极管工作时参与导電的是 [ ] A 多子 B 少子 C 多子和少子 D 多子或少子 1.20 双极型晶体三极管在放大状态工作时的外部条件是 [ ] A 发射结正偏集电结正偏 B 发射结正偏,集电结反偏 C 发射结反偏集电结反偏 D 发射结反偏,集电结正偏 1.21 选择括号中的答案填空(只填答案a、b、c、……) 1、在杂质半导体中,多数载流子的濃度主要取决于 而少数载流子的浓度则与 有很大关系,(a.温度b.掺杂工艺,c.杂质浓度d.晶体缺陷) 2、当PN结外加正向电压时,扩散电流 漂迻电流耗尽层 。当PN结外加反向电压时扩散电流 漂移电流,耗尽层 a.大于,b.小于c.等于,d.变宽e.变宽f.不变 3、温度升高时,晶体管的电流放大系数β 反向饱和电流ICBO ,正向结电压UBE a.变大,d.变小c.不变 4、温度升高时,晶体管的共射输入特性曲线将 输出特性曲线将 ,而且输出特性曲线之间的间隔将 a.上移,b.下移c.左移,d.右移e.增大,f.减小g.不变 1.22 用大于号 、小于号 或等号 填空: 1、在本征半导体中,电子浓度 空穴濃度; 2、在P型半导体中电子浓度 空穴浓度; 3、在N型半导体中,电子浓度 空穴浓度 1.23 判断下列说法是否正确,并在相应的括号内画√或×。 1、P型半导体可通过在纯净半导体中掺入五价磷元素

}

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