1、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山东大学物理与微电子学院2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1263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、) (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。( ) GSR(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。 ( ) GSU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，
3、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 4解：U O1=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
4、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，V CC=15V， =100， UBE=0.7V。试问：(1)Rb=50k时，Uo=?(2)若 T 临界饱和，则 Rb=?解：(1) ， 26BEbIA,.CBm。 图 T1.52OCcUVIR(2) ， .86BEScUA/28.6BSCIA 45.BEbSRkI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)/V
5、 US/V UG/V UD/V 工作状态T1 4 -5 1 3 恒流区5T2 -4 3 3 10 截止区T3 -4 6 0 5 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
6、时，I C 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。设二10siniutiuo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。iuo1.3 电路如图 P1.3 所示，已知 (V)，二极管导通电压 UD=0.7V。试tuisn5画出 与 的波形图，并标出幅值。iuo6图 P1.3 解图 P1.3 解：波形
7、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 CmVT26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iu电流的有效值为多少？解：二极管的直流电流()/2.6DIVURmA其动态电阻: 图 P1.4/10TrI故动态电流的有效值： /1diDr1.5 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；8.7
8、V。(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6ZU，最大稳定电流 。min5ZIAmax25ZIA(1)分别计算 为 10V 、15V 、35V 三种情况下输出电压 的值；IUO7(2)若 时负载开路，则会出现什么现象？ 为什么？35IUV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， ；VI10VURILO3.图 Pl.6时， ；UI155OIL时， ， 。VI31.7IZLRUVVUZO60.1(2)当负载开路时， ，故稳压管将被烧毁。mAIARI ZZIZ 2529ax1.7 在图 P
9、l.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:minmax()/23DVUIaxin70 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 。8(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1/01amA5/105bmA1.9 测得放大电路中六
10、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0.7BEUVBV0V、1V、3V 三种情况下 T 的工作状态及输出电压 的值。Ou解： (1)当 时，T 截止， 。0BV12O(2)当 时，因为160BEQQbUIAR93CQBImA图 P1.109OCcuVIR所以 T 处于放大状态。(3)当 时，因为 ，3B460BEQQbVUIAR， 所以 T 处于饱和状态。21.3CESCQBScImAIm?1.11 电路如图 Pl.11 所示,晶体
11、管的 =50 , ，饱和管压降0.2BEUV；稳压管的稳定电压 , 正向导通电压 。试问：当0.1CESUV5ZUV5D时 ？；当 时 ？IuOIuO解：当 时，晶体管截止，稳压管击穿，I。5OZUV当 时，晶体管饱和，5Iu。0.1O因为： 图 P1.11， ，48IBEBbuUAR24CBImA0ECCcUVIR1.12 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。10(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
12、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)11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
13、转GSu()DGSifu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 Iu、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 。GSIu当 =4V 时， 小于开启电压，故 T 截止。I当 =8V 时，设 T 工作在恒流区，根据输出 I特性可知 ，管压降 ，0.6DimA10DSduViR因此， ，小于开启电压，2GSu说明假设成立，即 T 工作在恒流区。 图 Pl.15当 =12V 时，由于 ，必然
14、使 T 工作在可变电阻区。I 1Dl.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 12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，3ZUV的波形如图(c)所示。试分别画出 和 的波形。Iu1Ou2(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 ？2,CBOIABOI解: 。4460203CBOI补充 3.有两只晶体管，一只的 =200 , ；另一只
15、的 =100 , 0CEOI，其它参数大致相同。你认为应选用哪只管子？为什么？1CEOIA解：选用 =100 , 的管子，因其 适中, 较小，因而温度稳定10CEOIACEOI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？13解：取 ，若管子饱和，CESBU则 , 即CBEbcVR bcR所以, 时,管子饱和。10c补图 P414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
16、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)15(g) (h) (i)图 T2.2解：图(a)不能。V BB 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
17、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：12CV10bRk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0iUV0.7BEQ2BQIAbW=( ) ( 565 ) ；而若测得 ，bR(/CBEIkk6CEUV则 =( )( 3 ) 。cQB(2)若测得输入电压有效值 时，5iUmV输出电压有效值 ，0.6o则电压放大倍数 ( )( -120 )。uA/oi若负载电阻 值与 相等，则带上 图
18、T2.3LRc16负载后输出电压有效值 ( )=( 0.3 )V。oULocR四、已知图 T2.3 所示电路中 ，静态管压降 并在输12,3CcVk6,CEQUV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。LRk(1)该电路的最大不失真输出电压有效值 ( A )；omUA.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 )；1iUmVA.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，i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
19、和失真，则为消除失真，可将( B )。A.Rw 减小 B. 减小 C. 减小cCV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 、 ebRCQID(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
20、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。17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-V CC 改为+ VCC。(b)在+V CC 与基极之间加 Rb。(c)将 VB
21、B 反接，且在输入端串联一个电阻。18(d)在 VBB 支路加 Rb，在-V CC 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 P2.2192.3 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。uioQAR、 、 和解：图 (a): ， ，123()CBEQBQVUIRCBQI。()CEQcUV， ，23/ube
22、Ar 1/iber23/oR图(b)： ， ，22313()/()BQCBEQRIVUCQBI。41CEUI， ， 。4ubeAr1/beirR4oR2.4 电路如图 P2.4 (a)所示，图 (b)是晶体管的输出特性，静态时 。0.7BEQUV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L3Lk（有效值） 。omU(a) (b)图 P2.4 解：空载时： ；20,6BQCQCEQIAImUV20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： ；20,3BQCQCEQIAImUV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
23、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ber20iUmV, , 。判断下列结论是否正确，在括号内打“”0.7BEQUV4CEQ20BIA和“” 表示。(1) () (2) ()321uA 45.710.u(3) () (4) () 8054820A(5) () (6) ()iRk.3iRk(7) () (8) ()3i1i(9) () (10) ()5Ok2.5Ok(11) () (12) ()20SUmV 60SUmV2.6 电路如图 P2.6 所示，已知晶体管 =120，U BE=0.7V，饱和管压降UCE
24、S=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)R b1 开路；(4)R b2 开路；(5)R b2 短路；(6)R C 短路；21图 P2.6 图 P2.7 解:(1) , ，2174631CBEBbbVUI AR1.32CBImA 。8.cIV(2) Rb1 短路, , 。0BC5C(3) Rb1 开路,临界饱和基极电流 ，23.7CESBScUIAR实际基极电流 。2174CBEBbVUIA由于 ,管子饱和, 。SVCES5.0(4) Rb2 开路 ,无基极电流, 。1(5) Rb2 短路，发射结将烧毁， 可能为
25、。CU(6) RC 短路 , 。5CV2.7 电路如图 P2.7 所示，晶体管的 =80 ， 。分别计算 和10brLR时的 Q 点、 、 和 。3LRkuAiRo22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： ber2CBEQBQbsVUI AR1.76m 2().3beEQrkI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：； 6.2CEQCQcUVIRV308cubeRAr； /1.3ibebRrk9usubes5oc时，静态管压降、电压放大倍数分别为：3Lk(/)2.3LCEQCQcLcRUVIRV(/)15LubeAr 34.7beususrA。/
26、.3iRk5ocRk2.8 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？uAio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uiRo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。232.9 已知图 P2.9 所示电路中，晶体管 =100， =1.4k。ber(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
27、和 100mV，则负载电阻 RL 为多少？io解：(1) ， , mARVIcCEC2AICB20/ 。kIUBb56(2)由 ,(/)10ocLuibeAr可得: 。 图 P2.92.65LRk2.10 在图 P2.9 所示电路中，设静态时 ，晶体管饱和管压降2CQImA。试问：当负载电阻 和 时，电路的最大不失真输出0.6CESUVLR3Lk电压各为多少伏？解：由于 ，所以 。2CQImA6CEQCQcUVI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3.82ESom时，当输入信号增大到一定幅值，电路首先出现截止失真。故3LRk2.1CQLomIRUV2.11 电路如图 P2.
28、11 所示，晶体管 =100， =100。br(1)求电路的 Q 点、 、 和 ；uAiRo(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？24解：(1)静态分析：12bBQCRUVBEQEfeImA10BQI图 P2.11e(R)5.7CEEQcfUVIV动态分析： 261).3beEmrkI(/7.)cLubefArR12/(1)3.i befRk5ock(2) =200 时， （不变） ；12bBQCRUV（不变） ； （减小） ；EEQfeImA51EQBIA（不变） 。e(R)5.7CEQcfVIV(3)
29、Ce 开路时， （减小） ；(/1.921)cLcLubeefefRr（增大） ；12/(4.ib fRk（不变） 。5ock2.12 电路如图 P2.12 所示，晶体管的 =80， =1k。ber25(1)求出 Q 点； (2)分别求出 RL=和 RL=3k 时电路的 、 和 。uAiRo解：(1)求解 Q 点：32.(1)CBEQBbeVUI.6EQBImA7CEQeVRV(2)求解放大倍数和输入、输出电阻：RL=时；图 P2.12(1)0.96eubeAr/()1i eRkRL=3k 时； 1/0.92()Lubeer/(/76i Lk输出电阻： /31sbeoeRr2.13 电路如图
30、P2.13 所示，晶体管的 =60 , 。10br(1)求解 Q 点、 、 和uAiRo(2)设 Us = 10mV （有效值） ，问 ,?iUo若 C3 开路，则 ,?io解：(1) Q 点： 31()CBEQBbeVIAR图 P2.13.86Qm26()4.56CEQEQceUVIRV、 和 的分析：uAio, 2(1)95beEQmrI(/)95cLubeRAr, 。/ibeR3ock(2)设 Us = 10mV （有效值） ，则； 3.2ii ssmV 04ouiUAmV若 C3 开路，则：， /(1)5.ibeeRrRk/1.5cLueR， 。9.6ii ssUmV 4.ouiUAm
31、V2.14 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 P2.1427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V GG， +VDD 改为V DD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 。uAiRo(a)28(b) (c)图 P2.15解：(1)在
32、转移特性中作直线 ，与转移特性的交点即为 Q 点；读出GSDsuiR坐标值，得出 。如解图 P2.15(a)所示。1,2DQQImAUV(a) (b)解图 P2.21在输出特性中作直流负载线 ，与 的那条输()DSdsuViR2GSQUV出特性曲线的交点为 Q 点， 。如解图 P2.21(b)所示。3U(2)首先画出交流等效电路（图略） ，然后进行动态分析。()21/DSmUDSQGofigImVu； ；5dARigRM5odRk2.16 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。29求解电路的 Q 点和 。uA(a) (b)图 P2.16 解：(1)求 Q 点：根据
33、电路图可知， 。3GSUV从转移特性查得，当 时的漏极电流：Q1DQImA因此管压降 。5DSDdIRV(2)求电压放大倍数： ， ()22/mDQOGSthgImAU20umdAgR2.17 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u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、R S。（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uA mgR1、R S。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 ) 。30(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。
