模拟电子技术基础学习指导
电路与系统教研室
前 言
本学习指导目的是强调教学中的重难点，通过对华成英、童诗白老师主编的<<模拟电子技术基础>>第五版中部分课后自测题和习题的详细解答，起到巩固知识点的作用。
由于时间关系，解答还不够全面，希望能够对模拟电子技术基础的学习起到一定促进作用，如有需要今后再增加补充，欢迎大家提宝贵意见！
因水平有限,本习题解答中难免有理解不妥和错误之处,欢迎指正！
E-mail：rwg1980@https://www.doczj.com/doc/d45303771.html,
2009.9
目录
第一章常用半导体器件 (1)
1.1、教学要求 (1)
1.2、重要知识点 (1)
1.3、典型习题 (3)
第二章基本放大电路 (6)
2.1、教学要求 (6)
2.2、重要知识点 (6)
2.3、典型习题 (8)
第三章多级放大电路 (13)
3.1、教学要求 (13)
3.2、重要知识点 (13)
3.3、典型习题 (15)
第四章集成运算放大器 (18)
4.1、教学要求 (18)
4.2、重要知识点 (18)
第六章放大电路中的反馈 (19)
6.1、教学要求 (19)
6.2、重要知识点 (19)
6.3、典型习题 (20)
第七章信号的运算和处理 (20)
7.1、教学要求 (20)
7.2、重要知识点 (20)
7.3、典型习题 (20)
第八章波形的发生和信号变换 (20)
8.1、教学要求 (20)
8.2、重要知识点 (20)
8.3、典型习题 (20)
第十章直流电源 (21)
10.1、教学要求 (21)
10.2、重要知识点 (21)
10.3、典型习题 (21)
说明 (21)
第一章常用半导体器件
1.1、教学要求
本章主要内容包括PN结的形成及特性；二极管的恒压降模型与微变等效模型；稳压二极管的应用；三极管内部载流子运动特点与输入输出特性曲线。
1、理解：本征半导体的产生两种载流子的本征激发及其复合现象；
空穴导电本质是价电子的移动；
杂质半导体的简化模型、PN结的形成过程；
PN结单向导电性和反向击穿区稳压现象；
三极管内部载流子运动。
2、掌握：利用PN结单向导电性分析二极管的工作状态；
二极管的恒压降模型与微变等效模型；
稳压管稳压电路的限流电阻，输入电压计算；
三极管共射放大电路的输入与输出特性曲线；
3、应用：利用三极管三种工作状态的条件和特点，分析三极管放大电路中
的直流电压与电流。
1.2、重要知识点
三极管共射放大电路的输入与输出特性曲线
B B
CC V C
三极管共射放大电路的输入输出特性曲线需结合内部载流子运动理解
※ 特别注意U CE 对集电结的影响：
? 当U BE > U ON ,be 结正偏；若U CE = 0,则CE 短路, bc 结也正偏。
此时三极管相当于两个二极管（PN 结）并联
虽然bc 结正偏，其宽度变窄，但集电区多子（自由电子）基本上无法扩散到基区，原因是be 结也正偏，发射极高掺杂，大量发射区多子（自由电子）扩散到基区，而bc 结正偏变窄，集电区吸收自由电子能力弱，加上基区掺杂浓度低，其多子空穴相对发射区扩散过来的自由电子数目少，复合慢。从而造成基区自由电子浓度大，甚至大于集电区自由电子浓度，所以集电区多子（自由电子）无法进行扩散运动，Ic 为0。bc 结相当于截止，只有be 结起作用，输入特性曲线就是一个二极管的UI 曲线。
特别注意：U CE = 0, Ic=0对应输出曲线的原点。在输出特性曲线中，原点处的I B 是任意的，此时I B =I E 其大小由u BE 决定（见输入特性曲线U CE =0的曲线）。
在输出特性曲线中的每一条线，I B 保持不变， U CE 增加（由输入特性可知，u BE 必须增加）集电结电场逐渐变强，I C 增加很快，当U CE 增加到一定值后，集电结反偏电场足够强，已把几乎所有电子收集到集电区，I C 不再增加。
三极管三个工作区的条件与特点 工作状态
条件 特点 I C = I B = 0； 截止区
U BE < U ON 实际电路进入截至区U CE 很大，接近V
CC be 结正偏 U BE > U ON I C =β I B 放大区
bc 结反偏 U CE > U BE 电流控制电流源 be 结正偏 U BE > U ON
随着I B 和U CE 的增加，I C 迅速增加 饱和区 bc 结正偏 U CE < U BE
实际放大电路进入饱和区U CE 很小
1.3、典型习题
例1：电路如图1所示，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 试求：
1）、U I 分别为10V 、15V 、35V 时U O =？
2）、若U I =35V 时负载开路，则会出现什么现象？为什么？
分析：本题考查稳压管的稳压条件。
1、I Z
2、I Z >I Zmax 则 D Z 过流过热烧毁；
3、I Zmin
解题思路：假设D Z 稳压，由于负载R L 固定，便可求出
I Z =I Zmax 时对应的输入电压U Imax
I Z =I Zmin 时对应的输入电压U Imin
当U I >U Imax D Z 过流过热烧毁；
当U I
U Imin
解：（1稳压，则
U +1× 5V 和 I O ＝U Z ＝6V
（2=29mA ＞I Zmax ＝25mA ，稳压管将因功耗过大而损坏。
例2：电路如图所示，T为硅管，β=50，U CES = 0.7V,
当V BB＝0V、1V、3V时，求T分别工作在何种状态及相应的U O=？
分析：本题考查共射放大电路中三极管工作状态的条件和特点。
若U BEU CES则假设成立，管子工作在放大区U O=U CE，如果U CE
解：
（1）：
BB ON B C O
0;0;0;12
CC
V U T I I V V
U
=<===
；
截止=
(2）：V BB＝1V; 假设 T 处于放大状态
BB BE
B
B
C B
O C c
10.7
60A
5
3A
1239
1V
=
CE CC
V U
I
R
I I m
U U V I R
μ
β
??
≈==
==
==?=?×
发射结正偏，集电结反偏，T处于放大状态
(3）：V BB＝3V; 假设 T 处于放大状态
BB BE
B
B
C B
O C c
30.7
0.46A
5
23A
1223111V
CC
V U
I m
R
I I m
U V I R
β
??
≈==
==
=?=?×?
电路采用单一+12V供电，U O不可能为负电压，故T已处于饱和区，
C B O
U
I I U=0.7V
CES
。
=β≤
；；
不成立
法2：一旦U BE>U ON,T导通，只可能处于放大区或饱和区，先求出T处于临阶饱和时的集电极饱和电流I CS，后假设T处于放大区，再求出I C，若I C>I CS 则T处于饱和区，否则处于放大区。
T处于临界饱和状态时U CE=U BE=0.7V
CC CE
CS
C
120.7
11.3A
1
V U
I m
R K
??
===
V BB＝3V时
C B CS
23A>11.3
I I m I mA
β
===
故T已处于饱和区,
C B O
U
I I U=0.7V
CES
。
=β≤
；；
不成立
例3：电路如图所示，晶体管β=50，|U BE |= 0.7V , 饱和管压降|U CES |= 0.7V ,
稳压管的稳定电压Uz=5V ,正向导通电压U D =0.5V 。
试问：当u I ＝0V 、-2V 、-5V 时，相应的U O =？
分析：本题考查PNP 三极管直流工作状态分析。
由题条件，V CC 为负电压，故T 的集电极对地电压为负， D Z 反偏，处于反向截止或反向击穿稳压状态。题目没有给出D Z 的Izmin 和Izmax ，可以认为其限流电阻合适。
若去掉D Z 时， U EC =U E -U C = -U C >U Z ，则D Z 接入后击穿稳压，则U EC =U Z ，由于Uo 参考方向与U EC 相反，故此时Uo = -U EC = -U Z ；
否则D Z 工作在反向截止区，不稳压，D Z 相当于未接入电路，Uo = U C
解：（1）u I ＝0V 时，
BE ON B C 00U U I I <=；T ；截止=若断开D Z 则U C = V CC = -12V ，
因此D Z 接入其反偏电压U EC =U E -U C = -U C =12 >U Z =5V
击穿稳压，U EC =U Z =5V ，Uo = -U EC = -5V ；特别注意，此时I RC ≠I C
（2）u I ＝-2V 时，BE 结正偏导通，U B =-0.7V
B I B b
C B 0.7(2)0.13A 106.5A
U U I m R K
I I m β????===== 若不接入D Z
O C C c 12 6.51=
5.5V CC U U V I R ==+=?+×?
因此D Z 接入其反偏电压U EC =U E -U C = -U C =5.5 >U Z =5V
D Z 击穿稳压，U EC =U Z =5V ，Uo = -U EC = -5V ；
（3）u I ＝-5V 时，BE 结正偏导通，U B =-0.7V B I B b C B 0.7(5)0.43A 1021.5A
U U I m R K
I I m β????===== 若不接入D Z
O C C c 1221.51=9.5V CC U U V I R ==+=?+×
与单一负电源供电得不到正电压矛盾，说明T 已进入饱和区。
Uo= U C =-|U CES |= -0.7V
因此D Z 接入其反偏电压U EC =U E -U C = -U C =0.7
D Z 工作在反向截止区， Uo = U C =-|U CES |=-0.7V
第二章 基本放大电路
2.1、教学要求
本章主要内容包括放大器的性能指标；放大器的构成；放大器的直流与交流通路；放大器的图解法与等效电路法。
1、了解：放大器的通频带，非线性失真系数，最大输出功率与效率。
2、理解：放大的基本概念和本质；
放大器输入、输出电阻的概念及其实验求法；
三种基本组态的放大电路的特点。
3、掌握：放大器静态工作点的估算；
放大器的交、直流通路的画法；
图解法分析放大器失真及其消除方法；估算直接耦合放大器（带
载与空载）、阻容耦合放大器（带载与空载）的最大不失真输出电
压有效值。
3、应用：利用三极管的h 参数模型，定量计算三极管共射放大器的动态输
入电阻，输出电阻。
2.2、重要知识点
1、放大器中的直流电源为负载提供能量，同时为管子提供合适的偏置，使
得在输入信号的整个变化范围内，管子都处于放大状态。
2、放大器中的实际信号为交、直流共存，交流信号叠加在直流（静态）之
上，不便分析。但管子工作在放大区（线性区）时，可利用线性电路的叠加定理将交、直流信号分开分析，直流信号在直流通路中分析，交流信号在交流通路中分析。
3、图解法分析放大器最大不失真输出电压有效值Uom 估算
CC CC CEQ CES CEQ
A 、直接耦合放大电路空载时，交直流负载线重合，斜率为C
1R ?
om }CEQ CC CEQ CES U U U V U =??, B 、直接耦合放大电路带负载后，交直流负载线重合，但是Q 点相对不带负载时左移，且斜率变为C 11//L L R R R ?
=?′
om {}CEQ CC CEQ CES U U U V U ′′′=? ?
, CC
//)
C L R
C 、阻容耦合放大电路空载时，交直流负载线重合，斜率为C 1R ?
om }CEQ CC CEQ CES U U U V U =??, D 、阻容耦合放大电路带负载后，
Q 点不变，直流负载线斜率为C 1R ?
，但交流负载线斜率变为C 11//L L R R R ?
=?′ om {}C CE CQ S Q L E U U U I R ?′=, 4、等效电路法分析放大器动态参数步骤：
A 、先画直流通路，估算静态工作点，并根据be bb T U r r CQ
βI ′=+，求出be r ； B 、判断管子静态，合适，则画交流通路，并将BJT 用h 参数模型代替；
C 、根据交流等效电路，求解Ri 、Ro 、Au 。
* 注意：放大器输入电阻、输出电阻均指动态交流电阻
Ri 与信号源内阻无关，Ro 与负载R L 无关
2.3、典型习题
例1：电路和晶体管输出特性如图所示，静态时U BEQ =0.7V ，用图解法分别求出
空载和R L =3K 时静态工作点和最大不失真输出电压有效值Uom 。
分析：本题考察图解法分析直接耦合共射放大电路最大不失真输出电压有效值。无论带负载与否，输入回路不变，故静态基极电流I BQ 不变，管子又工作在放大区，从而I CQ = βI BQ 也不变，但是带上负载R L 后，由于R L 上也有直流电流，从而导致流过R C 的电流变大，U CEQ = V CC – I RC R C 减小。即带负载后，直接耦合放大电路的静态工作点，在输出特性曲线上向左移。
解：先求I BQ
BB BEQ
BQ B CQ BQ 10.720A 152A
V U I R K
I I m μβ??===== ①、当不带负载时，
CQ 12236CEQ CC C U V I R =?=?×=V
om }CEQ CC CEQ CES U U U V U =
??,
om 60.7126}U =??=, CQ 62 1.53CC ②、当带上负载时，L CEQ
I V V R ′=?=?×=U ′′ 由戴维南定理有
6// 1.5L CC L L C L C V R V R R R K R R ====+
CC V
′om {}CEQ CC CEQ CES U U U V U ′′′=
? ?
, om 0.7363{}U ?= =?,
4m
2m CES
例2：如图电路中，设静态时I CQ =2mA ,晶体管饱和管压降U CES =0.6V ,分别求空载
和带3K 负载时电路的最大不失真输出电压有效值Uom 各为多少？
+
-u o
CE i C
2m
分析：本题考察图解法分析阻容耦合共射放大电路最大不失真输出电压有效值。由于耦合电容在直流中相当于开路，使得无论带负载与否，
故静态工作点（I BQ 、I CQ 、U BEQ 、U CEQ ）不变，直流负载线斜率为-1/R C ；只是不带负载时，交直流负载线重合，斜率均为-
1/R C ，带负载后，交流负载线斜率为
-1/R’L 。
解：先求解静态（I CQ 已知，只需求出U CEQ 即可）
CQ 12236CEQ CC C U V I R =?=?×=V
①、不带负载时，om }CEQ CC CEQ CES U U U V U =??, om 60.7126}U =
??=, ②、带上负载时，om {}C CE CQ S Q L E U U U I R ?′= , om 0.72 1.56{}U =× ?=,
例3：如图电路中，晶体管的β=80，r bb' =100?，U BEQ＝0.7V, 分别求空载和带3K负载Q点、R i、R o、A u 、A us ？
R
分析：本题考察等效电路法定量分析直接耦合共射放大电路静态和动态参数。先画直流通路，求解静态Q点，若管子静态设置合适，处于放大区，再画交流等效模型电路，从而分析动态参数。
特别注意：
1）、求静态时，交流信号源Us置零（电压源置零，短路），R S要保留，由电路可知，be 结正偏，故R S的直流压降为U BEQ=0.7V；
2）、直接耦合放大电路带负载后，输入回路不变，I BQ 、I CQ 、U BEQ
均不变，但U CEQ减小，静态工作点向左平移；（带负载时，利用戴维南定理等效求U CEQ更简洁）3）、输入电阻R i与信号源内阻无关，输出电阻R O与负载R L无关。
解：画空载和带载时直流电路，并标出电流。
CC
V
b
R
s
R
I
I
CC
′
L
R′
b
R
s
R
I
I
CQ
b
R
s
R
I
I
BQ
I CQ
I
L
R
RL
空载时直流通路 带载时直流通路
a 、空载时直流电路如图所示
12
0.7
15
22
563
1.76
151
0.
765 6.2
7
BQ
CC
BQ
b
CQ BQ
CEQ CC CQ C
B Q
E BEQ
I I I
V U
S
I A
R
I I mA
U V I R V
U
μ
R
β
=?
??
=?=?≈
=≈
=?×=?×=
.
b 、带载时直流电路如图所示，I BQ 、I CQ 、U BEQ 不变，对输出回路外电路经戴维南等效
315 5.653
//3//518755.6176 1. 2.8753L CC C CC L L C L CQ CC CEQ U ′L R V V R R R R V R I V R V
==×=++===′′′Ω=?×=?×=′.
c 、由静态可知，电路处于放大区，画交流等效电路后，求动态参数
2610080 1.281.76//56//1.28 1.255T be bb CQ i b be o C U mV r r K I mA
R R r K
R R K
β′=+=+====== 空载时805312.51.28
o C C b C C u i b be b be be u i R i R R A u i r i r r ββ???×=====?≈? 1.25312.5921.253
o i i us s s s be i o C i u u R A u R u u R r u R β====?×?≈?++i i 带载时(//)(//)80(5//3)117.21.28
o C C L C L u i b be be u i R R R R A u i r r β??×′====?≈? 1.25117.234.51.253o i i o C us
s s u u R A u R u i be s i u R R u r β′====?×≈?++?i i
例4：如图电路中， 电容均足够大,晶体管的β=100，r bb' =100?，U BEQ ＝0.7V,
1）、求A u 、R i 、R o
2）、改为β=200的管子，Q 点如何变化？
3）、若去掉C e ，哪些动态参数会变化，如何变化？
u +
-o (1)()(//)f b b R R R R β++>> 分析：本题考察等效电路法定量分析阻容共射放大电路动态参数。先画直流通路，求静态Q 点，若管子静态设置合适，处于放大区，再画交流等效模型电路，从而分析动态参数。
特别注意：适当利用题目条件，简化静态工作点求解过程
由题意，e 12BQ I 远远小于流过1b R 和2b R 的直流电流，流过1b R 和2b R 的直流电流基本相等，便可利用分压公式先求出，然后再求解BQ U EQ CQ I I ≈CEQ U 和
1）、求A u 、R i 、R o BQ BEQ Q EQ f e CEQ EQ c f e EQ
BQ ( 5.)10μA 1CC U U I R R U V I R R R I I βC b1BQ CC b1b2
be bb'EQ 2V 1mA 7V 26mV (1)
2.7k I R U V R R r r I β?≈=+≈?++=≈≈=+≈?=+=++≈Ω管子工作在放大区
c L be f
i b1b2be f o c ()7.7(1)[(1)] 3.7k 5k u R R A r R R R R r R R R βββ=?
≈?++=++≈==Ω
∥∥∥Ω
2）、改为β=200的管子，由如上静态Q 点的求解公式可以看出
b1BQ CC b1b2BQ BEQ EQ f e 2V 1mA R U V R R U U I R R ≈
?=+?=≈+不变不变
CEQ EQ c f e () 5.7V CC U R V R I R ≈+?+=不变
EQ BQ 5μA 1I I β=
≈+小变
3）、C e 开路后 e R 交流中未被短路，动态参数公式中f R 变为e f R R +，于是A u 减小，R i 增加，R o 不变
第三章 多级放大电路
3.1、教学要求
本章主要内容包括阻容耦合放大电路与直接耦合电路的优缺点，以及集成运算放大电路的输入级—差动放大电路分析.
1、了解：多级放大器的动态参数；
2、理解：直接耦合放大电路中“零漂”现象；
直接耦合放大器解决“零漂”的方法—差动放大器的构成；
3、掌握：四种差动放大电路的静态和动态参数计算
—差模输入电阻、差模放大倍数、共模放大倍数、共模抑制比
3.2、重要知识点
1、实际放大器为满足放大倍数、信号源对输入电阻和负载对输出电阻的不
同要求，往往采用多级放大电路实现。
2、多级放大器必须考虑信号源与放大器的输入端，负载与放大器的输出端
以及级间的连接（耦合）方式。
3、主要耦合方式的特点：
阻容耦合：优点是各级静态工作点独立，温漂小；缺点是不适应低频
信号的放大，由于需要很大的藕合电容，不适合于集成电路设计，只 适合于分离元件电路。
直接耦合：缺点是静态工作点相互影响，且温漂大，特别是第一级温 漂影响严重；优点是不需要大的耦合电容，便于集成。
4、直接耦合放大电路“零漂”现象：温度变化导致半导体器件参数变化，
使得输入ui 为零时，输出不为零；
5、在集成运算放大器为多级放大器，由于集成电路中不易制作大电容，往
往采用直接耦合放大电路，因而不可避免“零漂”（温漂）；
“零漂”对多级直接耦合放大器十分不利，特别是第一级影响最严重；
因此，集成运算放大器中为克服温漂，第一级往往采用差动放大电路。 6、差模信号：幅度相同，频率相同，相位相反（相差180度）
共模信号：幅度相同，频率相同，相位相同
7、差动放大器在静态工作点稳定电路上演变而来，静态工作点稳定电路中
由于Re 的负反馈作用，可以在一定程度上减小温漂，但不能够根除温漂，同时在集成电路中由于没有旁路电容，Re 将大大降低放大倍数。 8、长尾式差动电路的构成：
a 、电路形式上采用对称结构，且元件参数完全对称；双端输出，温度
对每个管子影响完全相同，抵消温漂；
b 、为抑制共模信号同时又不降低差模信号的放大倍数，合并Re ；
c 、为方便Q 点调节，双电源供电，且直流电源与交流信号共地。 9、差动电路分析的关键点：
a 、静态分析：与一般电路相同
由输入回路分析I BQ 或I EQ , 然后由输出回路分析U CEQ 单端输出带负载时，分析U CEQ 用戴维南定理等效计算更简洁 b 、动态分析：
掌握双端输入（单端输入可以转换为双端输入）
双端输入时，必须考虑输入信号是差模信号还是共模信号，两者的交
流等效电路不同，差模输入时，发射级为交流地，差模交流等效电路 中无Re ，因此Re 不影响差模动态参数；而共模输入时，两个管子的 发射极变化相同，为单个管子的2倍，等效电路只需画一个管子，同 时为保证发射极交流电压不变，Re 变为2Re ；
Re 越大，抑制共模信号能力越强，K CMR 越大。
10、对于双端输入的任意信号，也可以分解为差模信号和共模信号 1212+ = - = 2
i i ic i i id u u u u u u = o i id d u u A u A +c c
c 小于1，输入信号小，故可以忽略共模信号A = o ic c i
d d id d u u A u A u A +≈
中南民族大学电子信息工程学院
3.3、典型习题
例1：电路如图所示，参数理想对称，β＝100，r be ＝1K ?，Rb ＝100?，Rc ＝20K ?，
Re ＝R L ＝10K ?，若u i1=40mV ，u i2=20mV ，试求：
1）、电路的共模输入电压u ic 和差模输入电压u id ；
2）、差模放大倍数Ａd 、Ｒid 、Ｒod 和动态输出电压u o ；
1）、电路的共模输入电压u ic 和差模输入电压u id ；
1212=40-20 = 20mV
40+ 2030mV 2 - + = 2
i i id i i ic u u u u u u == 2）、对差模交流信号而言，Re 上的电压不变，发射极为交流地，直流电源
为交流地
2()= (//)2= -2L c C id b b be od R u i R r i R u + ()364//2o i L C d b be
u u R R A R r β==?≈?+ 2() 2.2240= = C id b be od K K R R r R R ==+
0.02-364= -7.3o ic c id d id d u u A u A u A V =×+≈≈（）
例2：如图所示T1、T2参数对称，β1=β2=β，r be1= r be2= r be ，电位器R W 的滑动端
在中间位置。
1）、画出该电路的差模等效电路，求出A d ，R id ，R od 的表达式
2）、画出该电路的共模等效电路，求出A c ，K CMR 的表达式
3）、试分析差动电路为何具有很高的共模抑制比
1）、画出差模等效电路，分析差模动态参数，在交流通路中，直流电源VCC
和VEE均为交流地，特别注意：电路结构参数均对称，R W 的中间点为交流地;
c
o W be i W
be L c )1(2)1(2)()//(]2
)
1([2R R R r i u R R r R R u u A R R i u R r i u id
id id Od d L C b Od W be b id =++==++?=?=++=βββββ∥&
2）、画出共模等效电路，分析共模动态参数，注意此时R W 的中间点不再是
地;由于两个输入端均输入相同信号，两个管子的发射极变化相同，为单 个管子的2倍，由于采用单端输出，等效电路只需画一个管子，同时为 保证发射极交流电压不变，Re 变为2Re ；
W
be L c )1(2)22)(1()22)(
1()()
//()]22)(
1([R r R R r A A K R R r R R u u A R R i u R R r i u e W be C d
CMR e W be ic oc C L C b oc e W be b ic ββββββ+++++==+++?==?=+++=∥&
3）
、差动电路具有很高的共模抑制比的原因 a 、电路参数对称抑制共模信号
b 、Re 对共模信号具有抑制作用，对差模信号没有影响