模拟电子技术基础
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2023年3月3日发(作者：纠风)..
《模拟电子技术基础》典型习题解答
..
第一章半导体器件的基础知识
1.1电路如图P1.1所示，已知u
i
＝5sinωt(V)，二极管导通电压U
D
＝0.7V。试画出u
i
与u
O
的波形，并标出幅值。
图P1.1解图P1.1
解：波形如解图P1.1所示。
1.2电路如图P1.2（a）所示，其输入电压u
I1
和u
I2
的波形如图（b）所示，二极管导通
电压U
D
＝0.7V。试画出输出电压u
O
的波形，并标出幅值。
图P1.2
解：u
O
的波形如解图P1.2所示。
解图P1.2
..
1.3已知稳压管的稳定电压U
Z
＝6V，稳定电流的最小值I
Zmin
＝5mA，最大功耗P
ZM
＝150mW。
试求图P1.3所示电路中电阻R的取值范围。
图P1.3
解：稳压管的最大稳定电流
I
ZM
＝P
ZM
/U
Z
＝25mA
电阻R的电流为I
ZM
～I
Zmin
，所以其取值范围为
k8.136.0
Z
ZI～
I
UU
R
1.4已知图P1.4所示电路中稳压管的稳定电压U
Z
＝6V，最小稳定电流I
Zmin
＝5mA，最大
稳定电流I
Zmax
＝25mA。
（1）别计算U
I
为10V、15V、35V三种情况下输出电压U
O
的值；
（2）若U
I
＝35V时负载开路，则会出现什么现象?为什么？
图P1.4
解：（1）当U
I
＝10V时，若U
O
＝U
Z
＝6V，则稳压管的电流小于其最小稳定电流，所
以稳压管未击穿。故
V33.3
I
L
L
O
U
RR
R
U
当U
I
＝15V时，若U
O
＝U
Z
＝6V，则稳压管的电流小于其最小稳定电流，所以稳压管
未击穿。故
L
OI
L
5V
R
UU
RR
当U
I
＝35V时，稳压管中的电流大于最小稳定电流I
Zmin
，所以U
O
＝U
Z
＝6V。
（2）
RUUI)(
ZID
Z29mA＞IZM
＝25mA，稳压管将因功耗过大而损坏。
1.5电路如图P1.5（a）、（b）所示，稳压管的稳定电压U
Z
＝3V，R的取值合适，u
I
的波
形如图（c）所示。试分别画出u
O1
和u
O2
的波形。
..
图P1.5
解图P1.5
解：波形如解图P1.5所示
1.6测得放大电路中六只晶体管的直流电位如图P1.6所示。在圆圈中画出管子，并分
别说明它们是硅管还是锗管。
图P1.6
解：晶体管三个极分别为上、中、下管脚，答案如解表P1.6所示。
..
解表P1.6
管号T
1
T
2
T
3
T
4
T
5
T
6
上ecebcb
中bbbeee
下ceccbc
管型PNPNPNNPNPNPPNPNPN
材料SiSiSiGeGeGe
1.7电路如图P1.7所示，试问β大于多少时晶体管饱和？
图P1.7
解：取U
CES
＝U
BE
，若管子饱和，则
Cb
C
BECC
b
BECC
RR
R
UV
R
UV
所以，
100
C
b
R
R
时，管子饱和。
1.8分别判断图P1.8所示的各电路中晶体管是否有可能工作在放大状态。
图P1.8
..
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
..
第二章基本放大电路
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。
图P2.1
解：（a）将－V
CC
改为＋V
CC
。
（b）在＋V
CC
与基极之间加R
b
。
（c）将V
BB
反接，且在输入端串联一个电阻。
（d）在V
BB
支路加R
b
，在－V
CC
与集电极之间加R
c
。
2.2电路如图P2.2（a）所示，图（b）是晶体管的输出特性，静态时U
BEQ
＝0.7V。
利用图解法分别求出R
L
＝∞和R
L
＝3kΩ时的静态工作点和最大不失真输出电压U
om
（有
效值）。
图P2.2
解：空载时：I
BQ
＝20μA，I
CQ
＝2mA，U
CEQ
＝6V；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：I
BQ
＝20μA，I
CQ
＝2mA，U
CEQ
＝3V；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P2.2所示。
解图P2.2
2.3电路如图P2.3所示，晶体管的＝80，'bb
r
=100Ω。分别计算R
L
＝∞和R
L
＝3k
Ω时的Q点、u
A
、R
i
和R
o
。
图P2.3
解：在空载和带负载情况下，电路的静态电流、r
be
均相等，它们分别为
k3.1
mV26
)1(
mA76.1
Aμ22
EQ
bb'be
BQCQ
BEQ
b
BEQCC
BQ
I
rr
II
R
U
R
UV
I
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
k5
93
k3.1
308
V2.6
co
bes
be
bebebi
be
c
cCQCCCEQ
RR
A
rR
r
A
rrRR
r
R
A
RIVU
uus
u
∥
R
L
＝5kΩ时，静态管压降、电压放大倍数分别为
..
47
115
V3.2)(
bes
be
be
'
L
LcCQ
Lc
L
CEQ
uus
u
A
rR
r
A
r
R
A
RRI
RR
R
U
∥
k5
k3.1
co
bebebi
RR
rrRR∥
2.4电路如图P2.4所示，晶体管的＝100，'bb
r
=100Ω。
（1）求电路的Q点、u
A
、R
i
和R
o
；
（2）若电容C
e
开路，则将引起电路的哪些动态参数发生变化？如何变化？
图P2.4
解：（1）静态分析：
V7.5)(
Aμ10
1
mA1
V2
efcEQCEQ
EQ
BQ
ef
BEQBQ
EQ
CC
b2b1
b1
BQ
RRRIVU
I
I
RR
UU
I
V
RR
R
U
CC
动态分析：
k5
k7.3])1([
7.7
)1(
)(
k73.2
mV26
)1(
co
fbeb2b1i
fbe
Lc
EQ
bb'be
RR
RrRRR
Rr
RR
A
I
rr
u
∥∥
∥
（3）R
i
增大，R
i
≈4.1kΩ；u
A
减小，ef
'
L
RR
R
A
u
≈－1.92。
..
2.5设图P2.5所示电路所加输入电压为正弦波。试问：
（1）1u
A
=o1
U
/i
U
≈?2u
A
=o2
U
/i
U
≈?
（2）画出输入电压和输出电压u
i
、u
o1
、u
o2
的波形。
图P2.5
解：（1）因为通常β＞＞1，所以电压放大倍数分别应为
1
)1(
)1(
1
)1(
e
e
2
e
c
ebe
c
1
Rr
R
A
R
R
Rr
R
A
be
u
u
－
（2）两个电压放大倍数说明u
o1
≈－u
i
，u
o2
≈u
i
。波形如解图P1.5所示。
解图P1.5
2.6电路如图P2.6所示，晶体管的＝80，r
be
=1kΩ。
（1）求出Q点；
（2）分别求出R
L
＝∞和R
L
＝3kΩ时电路的u
A
、R
i
、R
o
。
..
图P2.6
解：（1）求解Q点：
V17.7
mA61.2)1(
Aμ3.32
)1(
eEQCCCEQ
BQEQ
eb
BEQCC
BQ
RIVU
II
RR
UV
I
（2）求解输入电阻和电压放大倍数：
R
L
＝∞时
996.0
)1(
)1(
k110])1([
ebe
e
ebebi
Rr
R
A
RrRR
u
∥
R
L
＝3kΩ时
992.0
))(1(
))(1(
k76)])(1([
Lebe
Le
Lebebi
RRr
RR
A
RRrRR
u∥
∥
∥∥
37
1
bebs
eo
rRR
RR
∥
∥
2.7电路如图P2.7所示，晶体管的＝60，'bb
r
=100Ω。
（1）求解Q点、u
A
、R
i
和R
o
；（2）设s
U
＝10mV（有效值），问i
U
＝？o
U
＝？
若C
3
开路，则i
U
＝？o
U
＝？
图P2.7
..
解：（1）Q点：
V56.4)(
mA86.1
Aμ31
)1(
ecEQCCCEQ
BQCQ
eb
BEQCC
BQ
RRIVU
II
RR
UV
I
u
A
、R
i
和R
o
的分析：
k3
95
)(
952
952
mV26
)1(
co
be
Lc
bebi
EQ
bb'be
RR
r
RR
A
rRR
I
rr
u
∥
∥
（2）设s
U
＝10mV（有效值），则
mV304
mV2.3
io
s
is
i
i
UAU
U
RR
R
U
u
若C
3
开路，则
mV4.14
mV6.9
5.1
k3.51])1([
io
is
i
i
e
Lc
ebebi
UAU
U
RR
R
U
R
RR
A
RrRR
u
s
u
∥
∥
2.8已知图P2.8（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u
A
。
图P2.8
解：（1）求Q点：
根据电路图可知，U
GSQ
＝V
GG
＝3V。
从转移特性查得，当U
GSQ
＝3V时的漏极电流
I
DQ
＝1mA
..
因此管压降U
DSQ
＝V
DD
－I
DQ
R
D
＝5V。
（2）求电压放大倍数：
20
VmA2
2
Dm
DODQ
GS(th)
m
RgA
II
U
g
u
2.9图P2.9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）
图P2.9
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）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。
2.10设图P2.10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u
A
、R
i
和R
o
的表达式。
图P2.10
..
解：（1）图示各电路的交流等效电路如解图P2.10所示。
（2）各电路u
A
、R
i
和R
o
的表达式分别为
图（a）
2
2be2
3o
be11i
32be2
32
be11
32be221
1
)1(
)1(])1([
Rr
RR
rRR
Rr
R
rR
RrR
A
u
∥
∥
图（b）
4o
be2321be11i
be2
42
be2321be1
be2321
)])(1([
)(
))(1(
))(1(
RR
rRRrRR
r
R
rRRr
rRR
A
u
∥∥∥
∥∥
∥∥
图（c）
3o
be11i
d2be2
32
be11
d2be221]
)1(
[
])1([
RR
rRR
rr
R
rR
rrR
A
u
∥
图（d）
8o
213i
2be
82
be2764m
)()]([
RR
RRRR
r
R
rRRRgA
u
∥
∥∥∥
解图P2.10
..
2.11已知某基本共射电路的波特图如图P2.11所示，试写出u
A
的表达式。
图P2.11
解:
)
10
j1)(
10
j1(
3.2j
)
10
j1)(
j
10
1(
32
55
ff
f
A
f
f
A
uu
或
2.12已知某共射放大电路的波特图如图P5.3所示，试写出u
A
的表达式。
图P2.12
解：观察波特图可知，中频电压增益为40dB，即中频放大倍数为－100；下限截止
频率为1Hz和10Hz，上限截止频率为250kHz。故电路u
A
的表达式为
)
105.2
j1)(
10
j1)(j1(
10
)
105.2
j1)(
j
10
1)(
j
1
1(
100
5
2
5
ff
f
f
A
f
ff
A
u
u
或
..
2.13已知某电路的幅频特性如图P2.13所示，试问：
（1）该电路的耦合方式；
（2）该电路由几级放大电路组成；
（3）当f＝104Hz时，附加相移为多少？当f＝105时，附加相移又约为多少？
图P2.13
解:（1）因为下限截止频率为0，所以电路为直接耦合电路；
（2）因为在高频段幅频特性为－60dB/十倍频，所以电路为三级放大电路；
（3）当f＝104Hz时，φ'＝－135o；当f＝105Hz时，φ'≈－270o。
2.14已知某电路电压放大倍数
)
10
j1)(
10
j1(
j10
5
ff
f
A
u
试求解：（1）mu
A
＝？f
L
＝？f
H
＝?
（2）画出波特图。
解：（1）变换电压放大倍数的表达式，求出mu
A
、f
L
、f
H
。
5
mLH
5
100j
10
10010Hz10Hz
(1j)(1j)
1010
uu
f
AAff
ff
（2）波特图如解图P2.14所示。
解图P2.14
..
2.15已知两级共射放大电路的电压放大倍数
105.2
j1
10
j1
5
j1
j200
54
fff
f
A
u
（1）mu
A
＝？f
L
＝？f
H
＝?
（2）画出波特图。
解：（1）变换电压放大倍数的表达式，求出mu
A
、f
L
、f
H
。
Hz10
Hz5
10
)
105.2
j1)(
10
j1)(
5
j1(
5
j10
4
H
L
3
m
54
3
f
f
A
fff
f
A
u
u
（2）波特图如解图P2.15所示。
解图P2.15
2.16已知一个两级放大电路各级电压放大倍数分别为
5
2
o
2
5
o1
1
10
j1
50
j1
j2
10
j1
4
j1
j25
ff
f
U
U
A
ff
f
U
U
A
i
u
i
u
..
（1）写出该放大电路的表达式；
（2）求出该电路的f
L
和f
H
各约为多少；
（3）画出该电路的波特图。
解：（1）电压放大电路的表达式
2
5
2
21
)
10
j1)(
50
j1)(
4
j1(
50
fff
f
AAA
uuu
（2）f
L
和f
H
分别为：
kHz3.64
1021.1
11
Hz50
H
5
H
L
f
f
f
，
（3）根据电压放大倍数的表达式可知，中频电压放大倍数为104，增益为80dB。
波特图如解图P2.16所示。
解图P2.16
2.17电路如图P2.17所示，T
1
和T
2
管的饱和管压降│U
CES
│＝3V，U
CC
＝15V，R
L
＝8Ω。
选择正确答案填入空内。
图P2.17
（1）电路中D
1
和D
2
管的作用是消除。
A．饱和失真B．截止失真C．交越失真
（2）静态时，晶体管发射极电位U
EQ
。
A．＞0VB．＝0VC．＜0V
（3）最大输出功率P
OM
。
A．≈28WB．＝18WC．＝9W
..
（4）当输入为正弦波时，若R
1
虚焊，即开路，则输出电压。
A．为正弦波B．仅有正半波C．仅有负半波
（5）若D
1
虚焊，则T
1
管。
A．可能因功耗过大烧坏B．始终饱和C．始终截止
解：（1）C（2）B（3）C（4）C（5）A
2.18在图P2.17电路中，已知U
CC
＝16V，R
L
＝4Ω，T
1
和T
2
管的饱和管压降│U
CES
│＝2V，
输入电压足够大。试问：
（1）最大输出功率P
om
和效率η各为多少？
（2）晶体管的最大功耗P
Tmax
为多少？
（3）为了使输出功率达到P
om
，输入电压的有效值约为多少？
解：（1）最大输出功率和效率分别为
%8.69
4
π
W5.24
2
)(
CC
CESCC
L
2
CESCC
om
V
UV
R
UV
P
（2）晶体管的最大功耗
W4.6
2
2.0
2.0
L
2
CC
oMTmax
R
V
PP
（3）输出功率为P
om
时的输入电压有效值
V9.9
2
CESCC
omi
UV
UU
..
第三章负反馈放大电路
3.1判断图P6.4所示各电路中是否引入了反馈，是直流反馈还是交流反馈，是正反馈
还是负反馈。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。
图P3.1
解：图（a）所示电路中引入了直流负反馈。
图（b）所示电路中引入了交、直流正反馈。
图（c）所示电路中引入了直流负反馈
..
图（d）、（e）、（f）、（g）、（h）所示各电路中均引入了交、直流负反馈。
3.2电路如图3.2所示，要求同题3.1。
图P3.2
解：图（a）所示电路中引入了交、直流负反馈
图（b）所示电路中引入了交、直流负反馈
图（c）所示电路中通过R
s
引入直流负反馈，通过R
s
、R
1
、R
2
并联引入交流负
反馈，通过C
2
、R
g
引入交流正反馈。
图（d）、（e）、（f）所示各电路中均引入了交、直流负反馈。
图（g）所示电路中通过R
3
和R
7
引入直流负反馈，通过R
4
引入交、直流负反
..
馈。
3.3分别判断图3.1（d）～（h）所示各电路中引入了哪种组态的交流负反馈，并计算
它们的反馈系数。
解：各电路中引入交流负反馈的组态及反馈系数分别如下：
（d）电流并联负反馈
1
of
IIF
（e）电压串联负反馈31
1
ofRR
R
UUF
（f）电压串联负反馈
1
of
UUF
（g）电压串联负反馈21
1
ofRR
R
UUF
（h）电压串联负反馈31
1
ofRR
R
UUF
3.4分别判断图P3.2（a）（b）（e）（f）（g）所示各电路中引入了哪种组态的交流负反
馈，并计算它们的反馈系数。
解：各电路中引入交流负反馈的组态及反馈系数分别如下：
（a）电压并联负反馈fo
f
1FIUR
（b）电压并联负反馈4of
1RUIF
（e）电流并联负反馈21
2
ofRR
R
IIF
（f）电压串联负反馈41
1
ofRR
R
UUF
（g）电流串联负反馈942
92
ofRRR
RR
IUF
3.5估算图3.1（d）～（h）所示各电路在深度负反馈条件下电压放大倍数。
解：各电路在深度负反馈条件下的电压放大倍数如下：
..
1
3
f
o
i
o
f
1
2
f
o
i
o
f
f
o
i
o
f
1
3
f
o
i
o
f
1
L
1f
Lo
1i
Lo
i
o
f
1(h)
1(g)
1(f)
1(e)
(d)
R
R
U
U
U
U
A
R
R
U
U
U
U
A
U
U
U
U
A
R
R
U
U
U
U
A
R
R
RI
RI
RI
RI
U
U
A
u
u
u
u
u
3.6估算图3.2（e）（f）（g）所示各电路在深度负反馈条件下电压放大倍数。
解：各电路在深度负反馈条件下的电压放大倍数如下：
92
L87942
f
L87o
i
o
f
1
4
f
o
i
o
f
s
'
L
2
1
sf
L4o
i
o
sf
))((
)(
(g)
1(f)
)1(
)(
(e)
RR
RRRRRR
U
RRRI
U
U
A
R
R
U
U
U
U
A
R
R
R
R
RI
RRI
U
U
A
u
u
u
∥∥
∥∥
∥
..
第四章直接耦合放大电路
4.1图P4.1所示电路参数理想对称，β
1
＝β
2
＝β，r
be1
＝r
be2
＝r
be
。
（1）写出R
W
的滑动端在中点时A
d
的表达式；
（2）写出R
W
的滑动端在最右端时A
d
的表达式，比较两个结果有什么不同。
图P4.1
解：（1）R
W
的滑动端在中点时A
d
的表达式为
be
W
c
I
O
d
)
2
(
r
R
R
u
u
A
（2）R
W
的滑动端在最右端时
I
be
W
c
C2C1O
I
be
c
C2I
be
Wc
C1
)
2
(
22
)(
u
r
R
R
uuu
u
r
R
uu
r
RR
u
所以A
d
的表达式为
be
W
c
I
O
d
)
2
(
r
R
R
u
u
A
比较结果可知，两种情况下的A
d
完全相等；但第二种情况下的C21C
uu＞
。
4.2图P4.2所示电路参数理想对称，晶体管的β均为50，'bb
r
=100Ω，U
BEQ
≈0.7。试计
算R
W
滑动端在中点时T
1
管和T
2
管的发射极静态电流I
EQ
，以及动态参数A
d
和R
i
。
图P4.2
..
解：RW
滑动端在中点时T
1
管和T
2
管的发射极静态电流分析如下：
mA517.0
2
2
2
2
e
W
BEQEE
EQ
EEeEQ
W
EQBEQ
R
R
UV
I
VRI
R
IU
＋
A
d
和R
i
分析如下：
k5.20)1(2
97
2
)1(
k18.5
mV26
)1(
Wbei
W
be
c
d
EQ
bb'be
RrR
R
r
R
A
I
rr
4.3电路如图P4.3所示，T
1
管和T
2
管的β均为40，r
be
均为3kΩ。试问：若输入直流
信号u
I1
=20mv，u
I2
=10mv，则电路的共模输入电压u
IC
=？差模输入电压u
Id
=？输出动态电
压△u
O
=?
图P4.3
解：电路的共模输入电压u
IC
、差模输入电压u
Id
、差模放大倍数A
d
和动态电压△u
O
分别为
V67.0
67
2
mV10
mV15
2
IddO
be
c
d
I2I1Id
I2I1
IC
uAu
r
R
A
uuu
uu
u
由于电路的共模放大倍数为零，故△u
O
仅由差模输入电压和差模放大倍数决定。
4.4电路如图P4.4所示，晶体管的β=50，'bb
r
=100Ω。
（1）计算静态时T
1
管和T
2
管的集电极电流和集电极电位；
（2）用直流表测得u
O
=2V，u
I
=？若u
I
=10mv，则u
O
=？
..
图P4.4
解：（1）用戴维宁定理计算出左边电路的等效电阻和电源为
V5,k67.6
CC
Lc
L
'
CCLc
'
L
V
RR
R
VRRR∥
静态时T
1
管和T
2
管的集电极电流和集电极电位分别为
V15
V23.3
mA265.0
2
CCCQ2
'
LCQ
'
CCCQ1
e
BEQEE
EQCQCQ2CQ1
VU
RIVU
R
UV
IIII
（2）先求出输出电压变化量，再求解差模放大倍数，最后求出输入电压，如下：
△u
O
＝u
O
－U
CQ1
≈－1.23V
mV6.37
7.32
)(2
k1.5
mA26
)1(
d
O
I
beb
'
L
d
EQ
'bbbe
A
u
u
rR
R
A
I
rr
若u
I
=10mv，则
V9.2
V327.0
O1CQO
IdO
uUu
uAu
4.5电路如图P4.5所示，T
1
～T
5
的电流放大系数分别为β
1
～β
5
，b-e间动态电阻分别
为r
be1
～r
be5
，写出u
A
、R
i
和R
o
的表达式。
..
图P4.5
解:u
A
、R
i
和R
o
的表达式分析如下：
5
6be5
7o
be2be1i
321
I
O
75be5
75
I3
O3
3
54be4
75be564
I2
O2
2
be1
54be421
I
1O
1
1
)1(
)1(
)1(
])1([
2
])1([
Rr
RR
rrR
AAA
u
u
A
Rr
R
u
u
A
Rr
RrR
u
u
A
r
RrR
u
u
A
uuuu
u
u
u
∥
∥
∥
..
第五章集成运算放大器及应用
5.1电路如图P5.1所示。试问：若以稳压管的稳定电压U
Z
作为输入电压，则当R
2
的滑
动端位置变化时，输出电压U
O
的调节范围为多少？
图P5.1
解：U
O
的调节范围约为
V6~V6~
1
321
21
321
Z
1
321
Z
21
321
R
RRR
RR
RRR
U
R
RRR
U
RR
RRR
即，
5.2电路如图P5.2所示，试求：（1）输入电阻；（2）比例系数。
图P5.2
解：由图可知R
i
＝50kΩ，u
M
＝－2u
I
。
342RRR
iii
即3
OM
4
M
2
M
R
uu
R
u
R
u
输出电压IMO
10452uuu
5.3试求图P5.3所示各电路输出电压与输入电压的运算关系式。
图P5.3
..
解：在图示各电路中，集成运放的同相输入端和反相输入端所接总电阻均相等。
各电路的运算关系式分析如下：
（a）
13I2I1I3
3
f
I2
2
f
I1
1
f
O
522uuuu
R
R
u
R
R
u
R
R
u
（b）
13I2I1I3
3
f
I2
2
f
I1
1
f
O
1010uuuu
R
R
u
R
R
u
R
R
u
（c）
)(8)(
I1I2I1I2
1
f
O
uuuu
R
R
u
（d）
I4
4
f
I3
3
f
I2
2
f
I1
1
f
O
u
R
R
u
R
R
u
R
R
u
R
R
u
1413I2I1
402020uuuu
5.4电路如图P5.4所示。
（1）写出u
O
与u
I1
、u
I2
的运算关系式；
（2）当R
W
的滑动端在最上端时，若u
I1
＝10mV，u
I2
＝20mV，则u
O
＝？
（3）若u
O
的最大幅值为±14V，输入电压最大值u
I1max
＝10mV，u
I2max
＝20mV，最小值均为0V，则为了保证集成运放工作在线性区，R
2
的最大值为多少？
图P5.4
解：（1）A
2
同相输入端电位
)(10)(
I1I2I1I2
f
N2P2
uuuu
R
R
uu
输出电压
))(1(10)1(
I1I2
1
2
P2
1
2
O
uu
R
R
u
R
R
u
或
)(10
I1I2
1
W
O
uu
R
R
u
（2）将u
I1
＝10mV，u
I2
＝20mV代入上式，得u
O
＝100mV
（3）根据题目所给参数，
)(
I1I2
uu
的最大值为20mV。若R
1
为最小值，则为保证集
成运放工作在线性区，
)(
I1I2
uu
＝20mV时集成运放的输出电压应为＋14V，写成表达
式为
1420
10
10)(10
min1
I1I2
min1
W
O
R
uu
R
R
u
..
故R
1min
≈143Ω
R
2max
＝R
W
－R
1min
≈（10－0.143）kΩ≈9.86kΩ
5.5分别求解图P5.5所示各电路的运算关系。
图P5.5
解：图（a）所示为反相求和运算电路；图（b）所示的A
1
组成同相比例运算电路，
A
2
组成加减运算电路；图（c）所示的A
1
、A
2
、A
3
均组成为电压跟随器电路，A
4
组成反相
求和运算电路。
（a）设R
3
、R
4
、R
5
的节点为M，则
))((
)(
2
I2
1
I1
5
43
4344MO
5
M
2
I2
1
I1
534
2
I2
1
I1
3M
R
u
R
u
R
RR
RRRiuu
R
u
R
u
R
u
iii
R
u
R
u
Ru
R
RRR
（b）先求解u
O1
，再求解u
O
。
))(1(
)1()1(
)1(
)1(
I1I2
4
5
I2
4
5
I1
1
3
4
5
I2
4
5
O1
4
5
O
I1
1
3
O1
uu
R
R
u
R
R
u
R
R
R
R
u
R
R
u
R
R
u
u
R
R
u
..
（c）A
1
、A
2
、A
3
的输出电压分别为u
I1
、u
I2
、u
I3
。由于在A
4
组成的反相求和运算电
路中反相输入端和同相输入端外接电阻阻值相等，所以
)(10)(
I3I2I1I3I2I1
1
4
O
uuuuuu
R
R
u
5.6在图P5.6（a）所示电路中，已知输入电压u
I
的波形如图（b）所示，当t＝0时
u
O
＝0。试画出输出电压u
O
的波形。
图P5.6
解：输出电压的表达式为
)(d
1
1OIO
2
1
tutu
RC
u
t
t
当u
I
为常量时
)()(100
)()(
1010
1
)()(
1
1O12I
1O12I
75
112IO
tuttu
tuttu
tuttu
RC
u
O
－
若t＝0时u
O
＝0，则t＝5ms时
u
O
＝－100×5×5×10－3V＝－2.5V。
当t＝15mS时
u
O
＝[－100×(－5)×10×10－3＋（－2.5）]V＝2.5V。
因此输出波形如解图P5.6所示。
解图P5.6
..
5.7试分别求解图P5.7所示各电路的运算关系。
图P5.7
解：利用节点电流法，可解出各电路的运算关系分别为：
（a）
2
OIIII
11
1
d1000d
R
uuutuut
RRC
（b）
I
I
3
I
2
1I
1O
2
d
d
10
d
d
u
t
u
u
C
C
t
u
RCu
（c）
tutu
RC
ud10d
1
I
3
IO
（d）
tuut
R
u
R
u
C
ud)5.0(100d)(
1
I2I1
2
I2
1
I1
O
5.8试求出图P5.8所示电路的运算关系。
图P5.8
解：设A
2
的输出为u
O2
。因为R
1
的电流等于C的电流，又因为A
2
组成以u
O
为输入的
同相比例运算电路，所以
..
tuu
uu
R
R
u
tutu
CR
u
d
2)1(
d2d
1
IO
OO
3
2
O2
II
1
O2
5.9为了使图P5.9所示电路实现除法运算，
（1）标出集成运放的同相输入端和反相输入端；
（2）求出u
O
和u
I1
、u
I2
的运算关系式。
图P5.9
解：（1）为了保证电路引入负反馈，A的上端为“－”，下端为“＋”。
（2）根据模拟乘法器输出电压和输入电压的关系和节点电流关系，可得
)1.0(
I2O
f
'
O
f
I1
I2O
'
O
uu
RR
R
u
RR
R
u
ukuu
所以
I2
1If
O
)(10
u
u
R
RR
u
5.10试分别求解图P5.10所示各电路的电压传输特性。
..
图P5.10
解：图（a）所示电路为单限比较器，u
O
＝±U
Z
＝±8V，U
T
＝－3V，其电压传输特性
如解图P5.10（a）所示。
图（b）所示电路为过零比较器，U
OL
＝－U
D
＝－0.2V，U
OL
＝＋U
Z
＝＋6V，U
T
＝0V。其
电压传输特性如解图P5.10（b）所示。
图（c）所示电路为反相输入的滞回比较器，u
O
＝±U
Z
＝±6V。令
INREF
21
2
O
21
1
P
uuU
RR
R
u
RR
R
u
求出阈值电压U
T1
＝0VU
T2
＝4V
其电压传输特性如解图P5.10（c）所示。
图（d）所示电路为同相输入的滞回比较器，u
O
＝±U
Z
＝±6V。令
V3
NO1
21
1
I
21
2
P
uu
RR
R
u
RR
R
u
得出阈值电压
V5.7
V5.1
T2
T1
U
U
其电压传输特性如解图P5.10（d）所示。
图（e）所示电路为窗口比较器，uO
＝±U
Z
＝±5V，±U
T
＝±3V，其电压传输特如解图
P5.10（e）所示。
..
解图P5.10
5.11已知三个电压比较器的电压传输特性分别如图P5.11（a）、（b）、（c）所示，它们
的输入电压波形均如图（d）所示，试画出u
O1
、u
O2
和u
O3
的波形。
图P5.11
解：根据三个电压比较器的电压传输特性画出在输入电压作用下它们的输出电压波
形，如解图P5.11所示。
..
解图P5.11
5.12设计三个电压比较器，它们的电压传输特性分别如图P5.11（a）、（b）、（c）所示。
要求合理选择电路中各电阻的阻值，限定最大值为50kΩ。
解：具有图P5.11（a）所示电压传输特性的电压比较器为同相输入的单限比较器。
输出电压u
O
＝±U
Z
＝±6V，阈值电压U
T
＝2V，电路如解图P5.12（a）所示。
具有图P5.11（b）所示电压传输特性的电压比较器为反相输入的滞回比较器。输出
电压u
O
＝±U
Z
＝±6V；阈值电压U
T1
＝0V，U
T2
＝2V，说明电路输入有U
REF
作用，根据
INREF
21
2
O
21
1
P
uuU
RR
R
u
RR
R
u
列方程，令R
2
＝50kΩ，可解出R
1
＝10kΩ，U
REF
＝1.2V。电路如解图P5.12（b）所示。
具有图P5.11（c）所示电压传输特性的电压比较器为窗口单限比较器。输出电压
U
OL
＝0V，U
OH
＝6V，阈值电压U
T1
＝0V，U
T1
＝2V。电路如解图P5.12（c）所示。
解图P5.12
..
5.13电路如图P5.13所示，试求解：（1）RW
的下限值；（2）振荡频率的调节范围。
图P5.13
解：（1）根据起振条件
22'
W
'
Wf
＞，＞RRRR
kΩ。
故R
W
的下限值为2kΩ。
（2）振荡频率的最大值和最小值分别为
Hz145
)(π2
1
kHz6.1
π2
1
21
min0
1
max0
CRR
f
CR
f
5.14在图P5.14所示电路中，已知R
1
＝10kΩ，R
2
＝20kΩ，C＝0.01μF，集成运放
的最大输出电压幅值为±12V，二极管的动态电阻可忽略不计。
（1）求出电路的振荡周期；
（2）画出u
O
和u
C
的波形。
图P5.14解图P5.14
解：（1）振荡周期
T≈（R
1
＋R
2
）Cln3≈3.3mS
（2）脉冲宽度
T
1
≈R
1
Cln3≈1.1mS
u
O
和u
C
的波形如解图5.14所示。
..
5.15波形发生电路如图P5.15所示，设振荡周期为T，在一个周期内u
O1
＝U
Z
的时间为
T
1
，则占空比为T
1
/T；在电路某一参数变化时，其余参数不变。选择①增大、②不变
或③减小填入空内：
图P5.15
当R1
增大时，u
O1
的占空比将，振荡频率将，u
O2
的幅值将；若R
W1
的滑
动端向上移动，则u
O1
的占空比将，振荡频率将，u
O2
的幅值将；若R
W2
的滑
动端向上移动，则u
O1
的占空比将，振荡频率将，u
O2
的幅值将。
解：设R
W1
、R
W2
在未调整前滑动端均处于中点，则应填入②，①，③；②，①，②；
③，②；②。
5.16在图P5.15所示电路中，已知R
W1
的滑动端在最上端，试分别定性画出R
W2
的滑动
端在最上端和在最下端时u
O1
和u
O2
的波形。
解：u
O1
和u
O2
的波形如解图5.16所示。
（a）R
W2
滑动端在最上端（b）R
W2
滑动端在最下端
解图5.16
..
第六章正弦波振荡电路
6.1试用相位平衡条件判别图6.1电路中，哪个有可能振荡，哪个不能振荡，并简述理
由。
图6.1
解：此类题分析的要点是首先确定振荡器类型(1)，一般从选频网络来看是RC，还
是LC振荡器(2)。若为RC振荡器，是RC串并联网络还是用单级的RC移相网络级联
组成，并要清楚这二种选频网络的频率特性(3)。若为LC振荡器，要判别是变压器耦合
型的还是三点式型的。特别要注意的是瞬时极性总是按同一方向的，故抽头与非参考接
地的那端子必为相同极性(4)。管子各级间电压极性的关系，由管子的组态决定。
..
图(a)所示电路，选频网络为RC串并联电路，其特征是：在RCf/1
0
时，其反馈
电压最大，即3/1Fu，而相移φ
F
=0。则T
1
，T
2
必须构成同相型放大器才行，T
1
，T
2
为单端输入单端输出的差分放大器，判别其相位关系，可以从T
1
的基极断开加一瞬时
极性为“＋”(相对于交流“地”)的信号，T
2
集电极C
2
输出电压的极性与T
1
基极输入
电压极性相同，也为＋，反馈到T
1
基极的极性也为(∵φ
F
=0)，引入的是正反馈，满
足产生正弦振荡的相位平衡条件，故有可能产生振荡，瞬时极性见图(a)。
图(b)电路，选频网络为三节滞后RC移相网络组成，其相移0<φ
F
<270°，而在270°
时反馈是0F，但在180°相移时可提供足够反馈量，只要满足起振条件(幅度平衡条
件)，T
1
，T
2
必须构成一个反相放大器才行，可以发现T
1
－T
2
为CC－CE级联，b
1
与
C
2
反相，φ
A
为180°，从相位平衡条件看，有可能产生振荡，瞬时极性见图(b)。
图(c)电路，其选频网络L
1
C接在集电极，由变压器耦合在L
2
产生反馈电压，接发
射极，T为CB组态，断开e极，在T，发射极加“＋”的信号，二极与之同相。根据
同名端，L
2
二端得到的反馈电压为，形成正反馈，电路有可能振荡。瞬时极性见图(c)。
图(d)电路：L
2
C选频网络接在基极；为了减少放大器R
i
，C
i
对LC回路的影响，取
抽头按如图(d)接法。L
2
左端为交流“地”，在基极加一瞬时＋的信号。C极反相为－，
由于L
1
的右端与L
2
的左端为异名端，而抽头与L
2
右端对应交流“地”相位同，所以抽
头处为，形成正反馈，可能振荡。
瞬时极性见图(d)
图(e)电路，显然是一种三点式电路，基极断开，加一瞬时“＋”的信号，集电极
对交流接“地”（即V
CC
对交流接“地”）为一，L
1
、L
2
分压，反馈电压取自L
2
两端，
亦应为“－”，引到基极，则为负反馈，故不可能产生正弦振荡。若以三点式代禯陆判
别准则，交流时应满足“射同基反”，本电路接了相同性质的电抗组件L
1
、L
2
而e极却
接了C，L
1
性质不同的电抗组件，故不能起振。
图(f)画出其交流通路，明显满足“射同基反”这个构成三点式LC振荡器的原则，
故可能振荡，实质上引回反馈取自C
1
二端的电压。
6.2文氏电桥正弦振荡器如例图6.2所示，已知R=10KΩ，R
W
=50KΩ，C=0.01μF。A
为性能理想的集成运放，求(1)标出运放A的同相、反相端符号；(2)计算振荡频率f
o
；
(3)分析二极管D
1
、D
2
作用。
..
图6.2
解：（1）RC串并联选频网络在反馈是最大时，相移为0，所以A必须是同相放大器，
故接RC并联支路一端应为，接R
W
为。
(2)HzRCf15922/1
0
(3)D
1
、D
2
为稳幅且易于起振。
在刚起振时，U
o
幅度小，流过二极管(不管U
o
是正还是负，总有一个二极管会导通)
的电流小，相应的动态电阻r
d
就大，与R
1
并联后等效电阻也较大，引入的负反馈弱，
使A组成的发达起的闭环增益A
uf
>3，相当于增幅箴石个；随着U
o
↑使二极管流过的I
d
↑，
r
d
↓。负反馈变强，使A
uf
=3，产生稳幅振荡。
例6.3由集成运放A组成的文氏桥式振荡器如例6.3(a)所示，已知R=10KΩ，R
1
=2KΩ，
C=0.01μF，热敏电阻R
2
的特性如例图6.3(b)所示，试求振荡电路的输出电压幅度U
om
。
图6.3(a)图6.3(b)
解：在满足稳幅振荡是应满足1/213RRAu，即R
2
=4K在图(b)中查得相应功耗
(有效值)
..
第七章直流稳压电源
7.1电路如图P7.1所示，变压器副边电压有效值为2U
2
。
（1）画出u
2
、u
D1
和u
O
的波形；
（2）求出输出电压平均值U
O（AV）
和输出电流平均值I
L（AV）
的表达式；
（3）二极管的平均电流I
D（AV）
和所承受的最大反向电压U
Rmax
的表达式。
图P7.1解图P7.1
解：（1）全波整流电路，波形如解图P7.1所示。
（2）输出电压平均值U
O（AV）
和输出电流平均值I
L（AV）
为
L
2
L(AV)2O(AV)
9.0
9.0
R
U
IUU
（3）二极管的平均电流I
D（AV）
和所承受的最大反向电压U
R
为
2R
L
2
D
22
45.0
UU
R
U
I
7.2电路图P7.2所示。
（1）分别标出u
O1
和u
O2
对地的极性；
（2）u
O1
、u
O2
分别是半波整流还是全波整流？
（3）当U
21
＝U
22
＝20V时，U
O1（AV）
和U
O2（AV）
各为多少？
（4）当U
21
＝18V，U
22
＝22V时，画出u
O1
、u
O2
的波形；求出U
O1（AV）
和U
O2（AV）
各为多少？
图P7.2
解：（1）均为上“＋”、下“－”。
（2）均为全波整流。
（3）U
O1（AV）
和U
O2（AV）
为
U
O1（AV）
＝－U
O2（AV）
≈0.9U
21
＝0.9U
22
＝18V
（4）u
O1
、u
O2
的波形如解图P7.2所示。它们的平均值为
U
O1（AV）
＝－U
O2（AV）
≈0.45U
21
＋0.45U
22
＝18V
..
解图P7.2
7.3电路如图P7.3所示，已知稳压管的稳定电压为6V，最小稳定电流为5mA，允许耗
散功率为240mW；输入电压为20～24V，R
1
＝360Ω。试问：
（1）为保证空载时稳压管能够安全工作，R
2
应选多大？
（2）当R
2
按上面原则选定后，负载电阻允许的变化范围是多少？
图P7.3
解：R
1
中的电流和稳压管中的最大电流为
mA40
mA50~39
ZM
max
1
ZI
1
Z
Z
R
U
P
I
R
UU
I
（1）为保证空载时稳压管能够安全工作
600
)(
maxmax1
2
ZR
Z
II
U
R
（2）负载电流的最大值
mA24
min2min1Lmax
ZRR
IIII－
负载电阻的变化范围
Lmin
Lmax
Lmin
250
R
I
U
RZ
7.4直流稳压电源如图P7.4所示。
（1）说明电路的整流电路、滤波电路、调整管、基准电压电路、比较放大电路、
采样电路等部分各由哪些元件组成。
（2）标出集成运放的同相输入端和反相输入端。
（3）写出输出电压的表达式。
..
图P7.4
解：（1）整流电路：D
1
～D
4
；滤波电路：C
1
；调整管：T
1
、T
2
；基准电压电路：
'
Z
'D、R
、
R、D
Z
；比较放大电路：A；取样电路：R
1
、R
2
、R
3
。
（2）为了使电路引入负反馈，集成运放的输入端上为“－”下为“＋”。
（3）输出电压的表达式为
Z
3
321
OZ
32
321U
R
RRR
UU
RR
RRR
7.5在图P7.5所示电路中，R
1
＝240Ω，R
2
＝3kΩ；W117输入端和输出端电压允许范围
为3～40V，输出端和调整端之间的电压U
R
为1.25V。试求解：
（1）输出电压的调节范围；
（2）输入电压允许的范围；
图P7.5
解：（1）输出电压的调节范围
V9.1625.1)1(
REF
1
2
O
～U
R
R
U
（2）输入电压取值范围
V25.41
V20
max12OminImax
min12maxOImin
UUU
UUU
7.6一串联稳压电路如图7.6所示，稳压二极管D
Z
的U
Z
=6V，负载R
L
=20Ω，
⑴试标出误差放大器A的同相，反相输入端符号。
⑵试求输出直流电压U
0
的调节范围。
⑶为确保调节管的U
CE
始终不小于3V，求输入电压。
(4)当U
i
，R
L
及取样电路R
1
，R
W
，R
2
一定时，U
O
为何值时管耗最大？P
CM
=？
..
图7.6
解：⑴由于运放引入负反馈，故A为反相放大器，因而A的上端（接R
W
）为反相输入
端，下端为同相端。
⑵R
W
动臂调最下端时，U
O
达到最大
而动臂最上端时，U
O
为最小
⑶当=15V,保证=3V
而取U
i
=15+3=18V
(4)
其中，
当U
i
，R
L
及取样电路R
1
，R
W
，R
2
一定时，P
C
将随U
O
的调变而变化。其变化率为
。
令dUodPc/=0当U
O
=0.5U
i
=9V时
P
C
到达极大值，由于U
O
可调的最小电压为10V，因此此时管耗最大
7.7直流稳压电路如图7.7所示，已知三端集成稳压器7805的静态电流I
Q
=8mA，晶体
管T的β=50，U
BE
=-0.7V输入电压U
i
=16V，求输出电压U
O
。
..
图7.7
解：集成稳压器7805输出电压U
Z
=5V，
R
1
两端电压
R
2
两端电压
7.8串联反馈型稳压电路如图7.8所示。
⑴标出运放A的同相端及反相端
⑵当稳压管D
Z
的U
Z
=6V，U
i
=10V时，计算输出电压Uo的调节范围
图7.8
解：⑴A为负反馈放大器，故为反相型。即A上面指向R
W2
的为反相输入端，下面接
R
W1
的为同相输入端。
⑵先看R
W1
调节Uo的范围
当R
W1
动臂调至最下端时，U
omin
=0
当R
W1
动臂调至最上端时，
故Uo的调节范围为0-—3V
..
再看R
W2
当R
W2
调至最下端时，Uo达最大
当R
W2
调至最上端时，Uo调至最小
当U
+min
=0时，显然U
Omin
=0
当U
+min
=3V时，U
omax
=2U
+
=2*3=6V.
故U
O
的调节范围为(0,6V)。