电工学习题课

电子技术发展---伴随着基本器件的发展而发展习题课分立元件：集成电路：二极管、稳压二极管、三极管、场效晶体管集成运算放大器、集成稳压电源、门电路、触发器基本器件的两个发展阶段第14、15章半导体分立元件二极管主要参数伏安特性基本结构二极管电路分析：将二极管断开，分析二极管两端电位的高低或所加电压UD的正负。若V阳V阴或UD为正(正向偏置)，二极管导通若V阳V阴或UD为负(反向偏置)，二极管截止多个二极管共阳极接法谁低谁导通，共阴极接法谁高谁导通。光电器件稳压二极管主要参数伏安特性基本结构发光二极管光电二极管光电晶体管例1:电路如图所示，已知E1=5V，E2=2V，ui=10sinωtV，二极管的正向压降可忽略不计，试画出uo的波形。解：5V-2VRD1E1uouiD2E210Vuituo分析二极管D1、D2两端的开路电压。例2:求：UAB两个二极管的阳极接在一起UD1=∵UD2UD1∴D2优先导通，D1截止。若忽略管压降，二极管可看作短路，UAB=10V，UD2=25V-15VBD215V10V2kAD1UAB+–解：三极管主要参数伏安特性基本结构三极管放大电路固定偏置放大电路分压式偏置放大电路射极输出器差分放大电路，抑制零点漂移。互补对称功率放大电路，输出足够大的功率。多级放大电路静态：放大电路无信号输入（ui=0）时的工作状态。分析方法：估算法、图解法。——静态工作点Q：IB、IC、UCE。静态分析：确定放大电路的静态值。（1）放大电路的静态分析三极管放大电路分析：所用电路：放大电路的直流通路。（2）放大电路的动态分析动态：放大电路有信号输入（ui0）时的工作状态。分析方法：微变等效电路法，图解法。所用电路：放大电路的交流通路。动态分析:计算电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro等。所用电路：放大电路的交流通路。++++++++++++(d)(c)()b()a+-uoui+-ui+-12V12V+uo-12Vuo+-+-uiuo+-ui+-12V例2：下列各电路中能实现交流电压放大的是图()b+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE例1：在图示放大电路中，已知UCC=12V,RC=4k,RB=300k,RL=4k，晶体管β=37.5，试求:(1)静态工作点IB、IC及UCE；(2)画出微变等效电路；(3)输入电阻ri、ro及Au。已知：UCC=12V，RC=4k，RB=300k，=37.5，RL=4k。例：静态分析，动态分析。解：(1)静态分析注意：电路中IB和IC的数量级不同A40A1004.0A1030012RUI33BCCBmA5.1mA04.05.37IIBCV6V45.112RIUUCCCCCE+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB采用估算法，画直流通路解：(2)动态分析放大电路的交流通路:+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiERCRBRLicRSes+–ui+–uo+–uce+–ibiiube–+解：(2)动态分析画微变等效电路RCRLRSRBrbe+++–––RLsEiIcIbIiUoUbIβ1.电压放大倍数：可求得晶体管的输入电阻)mA(5.1)mV(261200rbek867.0故电压放大倍数为5.86867.025.37rRAbe'Lu其中k2R//RRLC'L解：(2)动态分析画微变等效电路RCRLRSRBrbe+++–––RLsEiIcIbIiUoUbIβiiiIUriibeBII)r//R(beBr//Rber2.输入电阻：0.867kΩ3.输出电阻：CoRr4kΩRB1RCC1C2RB2CERERL++++UCCuiuo++––RSeS+–例1：在图示放大电路中，已知UCC=12V,RC=4k,RE=4k,RB1=30k,RB2=20k,RL=6k，晶体管β=50，试求:(1)静态工作点IB、IC及UCE；(2)画出微变等效电路；(3)输入电阻ri、ro及Au。1.静态工作点的计算（估算法）B2BCCB1B2R2012VU==4.8VR+R30+20BBECEEV-UII=R4.8-0.7==1mA4KΩCBI1mAI==0.02mAβ50CECCCCEEU=U-IR-IR=4V(1)画直流通路(2)确定静态值C2+RLuo+–RB1RCRB2CEREI1I2IB++UCCICVBui+–RSeS+–+C1ui+–RSeS+–例1：在图示放大电路中，已知UCC=12V,RC=4k,RE=4k,RB1=30k,RB2=20k,RL=6k，晶体管β=50，试求:解：解：(2)动态分析画微变等效电路1.电压放大倍数：可求得晶体管的输入电阻beE26(mV)26mVr=200+β+1=200+(1+50)=1.53KΩI(mA)1mA故电压放大倍数为'LubeR2.4A=-β=-50=-78.43r1.53其中'LCLR=R//R=2.4kΩRCRLRSRB2rbe+++–––RLsEiIcIbIiUoUbIβRB1解：(2)动态分析画微变等效电路RCRLRSRB2rbe+++–––RLsEiIcIbIiUoUbIβRB1iB1B2beber=R//R//rr=1.53KΩ2.输入电阻：3.输出电阻：oCrR=2.4KΩ例2:在图示放大电路中，已知UCC=12V,RC=6k,RE1=300,RE2=2.7k,RB1=60k,RB2=20k,RL=6k，晶体管β=50，UBE=0.6V,试求:(1)静态工作点IB、IC及UCE；(2)画出微变等效电路；(3)输入电阻ri、ro及Au。RB1RCC1C2RB2CERE1RL++++UCCuiuo++––RE2RB1RCC1C2RB2CERE1RL++++UCCuiuo++––RE2解:(1)由直流通路求静态工作点。V3V12206020CCB2B1B2BURRRVmA8.0mA36.032E1EBEBECRRUVIIAμ16Aμ500.8CBβIIV8.4V38.068.012)(2E1EECCCCCERRIRIUU直流通路RB1RCRB2RE1+UCCRE2+–UCEIEIBICVBRB1RCRB2RE1+UCCRE2+–UCEIEIBICVB(2)由微变等效电路求Au、ri、ro。kΩ6CoRrkΩ86.1Ω8.02651200I26)1(200EberΩk15//2B1BBRRR其中1EbeBi)1(//RβrRrkΩ03.81EbeL)1(RβrRβAu69.8微变等效电路RRSSSErrbebeRRBBRRCCRRLLEEBBCC++--++--++--iUiIbIcIoUbIβeIRRE1E1BRIRRSSSErrbebeRRBBRRCCRRLLEEBBCC++--++--++--iUiIbIcIoUbIβeIRRE1E1BRI场效晶体管：主要参数伏安特性基本结构场效应管放大电路：自给偏压偏置放大电路源极输出器分压式偏置放大电路包括静态分析和动态分析。UGS、ID、UDSAu、ri、ro估算法和微变等效电路的方法例1:已知RG=10M，RG1=2M，RG2=47k，RD=30k，RS=2k，UDD=18V,UGS=-0.2V,gm=1.2mA/V。求(1)静态工作点;(2)电压放大倍数;(3)输入电阻和输出电阻。（1）静态计算解：uiC1C2RD+UDDRGRSCSuoRG2RG1+RD+UDDRGRSRG2RG1G2GDDG1G2RV=UR+R47kΩ=18=0.41V47+2000kΩDSDDSDDU=U-(R+R)I=18-32kΩ×0.3mA=8.4V(1)静态计算GGSDSV-UI=R0.41+0.2==0.3mA2kΩRD+UDDRGRSRG2RG1uiC1C2RD+UDDRGRSCSuoRG2RG1+画交流通路uiRDRGuoRG2RG1动态分析微变等效电路uouiRDRGRG1RG2gmugsugs+交流通路uiRDRGuoRG2RG1微变等效电路uouiRDRGRG1RG2gmugsugs+umDA=-gR=-1.230=-36(2)电压放大倍数：iGG1G2Gr=R+R//RR=10MΩoDr=R=30kΩ(3)输入电阻和输出电阻负反馈2)判别是否负反馈？4)判断是何种类型的交流负反馈？1)找出反馈网络（一般是电阻、电容）。3)是负反馈！判别是交流反馈还是直流反馈？（1）类型的判别虽然降低了电压放大倍数，但在很多方向改善了放大电路的工作性能：提高了放大倍数的稳定性；改善了波形失真；改变了放大电路的输入电阻和输出电阻；用多级放大器来弥补负反馈引起的放大倍数降低。（2）负反馈对放大电路工作性能的影响经验RB1RCC1C2RB2RERL+++UCCuiuo++––RSeS+–+UCCRCC1RF++––RS+–C2++RLeSuiuo输入端反馈电路与发射极相联，为串联反馈；反馈电路与基极相联，为并联反馈；输出端反馈电路从输出端所在极引出，为电压反馈反馈电路不从输出端所在极引出，为电流反馈运算放大器电路反馈类型的判别方法：1.反馈电路直接从输出端引出的，是电压反馈；从负载电阻RL的靠近“地”端引出的，是电流反馈；2.输入信号和反馈信号分别加在两个输入端（同相和反相）上的，是串联反馈；加在同一个输入端（同相或反相）上的，是并联反馈；uORFuIR2R1++––++–一、并联电压负反馈uOuIR2RL++–RR1二、串联电流负反馈RF例：判断下列电路的反馈类型ES~RB21C3RC2RLT2RB22RE2+UCCRSRB11C1C2RC1T1RB12RE1CE2RE3RFRE1、RE3本级交直流,电流串联负反馈RE2本级直流负反馈RF、RE1级间交流,电压串联负反馈++++－－运算放大器电路中的负反馈∞_++R3R2RFuoui1R1ui2R1、RF——对于ui1：并联电压负反馈对于ui2：串联电压负反馈判断运算放大器电路中的级间反馈级间：串联电压负反馈∞_++R2RF1uiR11∞_++RLR2RF2uoR12A1A2级间：串联电流负反馈判断运算放大器电路中的级间反馈∞_++R2RF1uiR11∞_++RLR2RF2uoR12A1A2R3第16章集成运算放大器（1）运放特点、电路、主要参数。（2）运放应用：线性应用，非线性应用线性应用：运放工作于线性区，需引入深度负反馈。1.虚短，虚断分析方法：2.线性电路的定理定律。反向比例运算电路，同向比例运算电路FO+1Ru=(1+)uR3.结论的直接应用工作于开环状态，工作于饱和区运放非线性应用应用电压比较器虚短不成立，虚断成立。例1:求负载电流iL与电压uS之间关系的表达式。∞-++R2uouSRLRFRiR2iLiFR1iR1解：由虚断和虚短的概念得SR2R11uiiR由KCL可得LR2FiiiLR2FiiiR22R2F0iRiR2R2F(1)RiRS2L1F(1)uRiRR所以[例2]试计算uo的大小。∞_++uoui1∞_++∞_++R1ui2R2R3R4uo1uo2A1i1ouu2i2ouu[例2]试计算uo的大小。∞_++uoui1R1ui2R2R3R4A1i1ouu2i2ouuuuoA434uRRR+ui1-R1R2R3R4+ui2-u+uAAu4321RR1R1R122i11iRuRu434oRRRu4232413121432i11i2RRRRRRRRRR)RR)(uRuR(