模拟电子技术习题及实验指导（第2版）.pdf

普通高等教育“十三五”规划教材 电子设计系列规划教材 模拟电子技术习题及实验指导模拟电子技术习题及实验指导（第（第 2 版）版）查丽斌 主编 张凤霞 李自勤 胡体玲 编著 内 容 简 介 本书是模拟电子技术（第 2 版）的配套习题集和实验教材。全书共 9 章，前 8 章主要内容包括与主教材各章对应的知识要点总结、本章重点与难点、重点分析方法与步骤、填空题和选择题、习题等；第 9 章包含 7 个典型实验，除第一个“常用电子仪器的使用”为操作型实验外，其余都是设计型实验，每个实验只给出实验内容和实现电路，不给出具体参数，不针对具体的实验板设计，通用性强。本书配套有习题详解。本书可作为高等学校本科电子、通信、自动化、电子电气、计算机等专业和部分非电类专业的教材，也可作为自学考试和成人教育的自学教材，还可供电子工程技术人员学习参考。未经许可，不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。版权所有，侵权必究。图书在版编目(CIP)数据 模拟电子技术习题及实验指导/查丽斌主编.2 版.北京：电子工业出版社，2018.2 ISBN 978-7-121-33728-4.模 .查 .模拟电路电子技术高等学校教学参考资料 .TN710.4 中国版本图书馆 CIP 数据核字（2018）第 033230 号 策划编辑：王羽佳 责任编辑：王羽佳 特约编辑：曹剑锋 印 刷：装 订：出版发行：电子工业出版社 北京市海淀区万寿路 173 信箱 邮编 100036 开 本：7871092 1/16 印张：10.5 字数：303 千字 版 次：2013 年 1 月第 1 版 2018 年 2 月第 2 版 印 次：2018 年 2 月第 1 次印刷 定 价：28.00 元 凡所购买电子工业出版社图书有缺损问题，请向购买书店调换。若书店售缺，请与本社发行部联系，联系及邮购电话：(010)88254888，88258888。质量投诉请发邮件至 ，盗版侵权举报请发邮件至 。本书咨询联系方式：（010）88254535，。3 前 言 本书是模拟电子技术（第 2 版）的配套用书，可以作为学生的习题册和实验指导书。近年来为了提高高等学校的教学质量，教育部和各高校都投入了很大的力量，采取了很多有效措施。为了提高“模拟电子技术”课程的教学质量，除要求学生在课堂上认真听讲外，还必须要求学生在课外多做练习，认真完成作业，同时加强实践性环节的训练。本书正是在这样的背景下为满足教学需求而编写的。本书共 9 章，前 8 章对应主教材的内容，即运算放大器及其线性应用、半导体二极管及直流稳压电源、晶体三极管及其基本放大电路、场效应管及其基本放大电路、多级放大电路与模拟集成运算放大器单元电路、滤波电路及放大电路的频率响应、负反馈放大电路和波形产生电路等，每章包括知识要点总结、重点与难点、重点分析方法与步骤、填空题和选择题、习题等 5 部分内容。其中，知识要点总结、重点与难点、重点分析方法等内容，可帮助学生在完成课后作业前，系统地复习和总结每章的内容；填空题和选择题是对主教材内容的补充，有助于学生对基本概念的理解和掌握。第 9 章包含 7 个典型实验，除“常用电子仪器的使用”为操作型实验外，其余均为设计型实验，每个实验都给出了实验内容和实验电路的设计方法，不给出具体参数，不针对具体的实验板设计，通用性较强。每个实验需要 34 学时，可以满足实验学时数在 26 学时以下的教学要求。学生使用本书，可以省去抄题目和画图的时间，从而可以把更多的精力投入到题目的思考上，提高学习效率。交作业时，沿虚线撕下即可，建议每章交一次作业，内容较多的章节可以交两次作业。对于教师，本书可以减轻收发大量作业本的负担，提高批改作业的效率，从而可以把更多的精力投入到教学中。本书向教师免费提供习题参考答案和实验参考结果，请登录华信教育资源网 http:/ 注册下载。本书由查丽斌策划、组织和统稿，第 16 章由查丽斌编写，第 7 章由张凤霞编写，第 8 章由李自勤编写，第 9 章由胡体玲编写，汪洁、王宛苹和王勇佳也参与了本书的编写工作。在本书的编写过程中，许多本校和兄弟院校的教师都提出了诸多中肯的意见和建议，在此一并表示衷心的感谢！在本书的编写过程中，参考了一些已经出版的教材和文献，在此表示衷心的感谢！由于作者水平有限且编写时间仓促，书中难免存在错误和不妥之处，诚恳地希望读者提出宝贵的意见和建议，以便今后不断改进。作 者 2018年1月 5 目 录 第 1 章 运算放大器及其线性应用 1 1.1 知识要点总结 1 一、放大的基本概念及性能指标 1 二、模拟集成运算放大器的组成及特点 1 三、理想集成运算放大电路 1 四、基本运算电路 2 1.2 本章重点与难点 2 1.3 重点分析方法与步骤 2 1.4 填空题和选择题 4 1.5 习题 1 5 第 2 章 半导体二极管及直流稳压电源 15 2.1 知识要点总结15 一、半导体的基本知识15 二、PN 结的特性15 三、晶体二极管模型15 四、直流稳压电源16 2.2 本章重点与难点17 2.3 重点分析方法与步骤17 一、二极管电路的简化分析法17 二、稳压管稳压电路的分析17 三、整流电路分析17 2.4 填空题和选择题18 2.5 习题 2 21 第 3 章 晶体三极管及其基本放大电路 31 3.1 知识要点总结 31 一、晶体三极管的基本知识31 二、晶体管放大电路的 3 种接法32 3.2 本章重点与难点 32 3.3 重点分析方法与步骤 32 一、三极管引脚及类型判别32 二、三极管的工作状态判别33 三、放大电路有无放大作用判别33 四、三极管放大电路分析方法33 五、放大电路的非线性失真35 3.4 填空题和选择题 36 3.5 习题 339 第 4 章 场效应管及其基本放大电路 51 4.1 知识要点总结 51 一、场效应管的基本知识51 二、场效应管伏安特性曲线51 三、放大模式下场效应管的模型52 4.2 本章重点与难点 52 4.3 重点分析方法与步骤 53 一、场效应管类型判别53 二、场效应管的工作状态判别53 三、场效应管放大电路分析53 6 4.4 填空题和选择题55 4.5 习题 4 57 第 5 章 多级放大电路与集成运算放大器单元电路 67 5.1 知识要点总结67 一、多级放大电路67 二、电流源电路67 三、差分式放大电路67 四、功率放大电路68 5.2 本章重点与难点70 5.3 重点分析方法与步骤70 一、多级放大电路性能分析70 二、差分放大电路的半电路分析法71 5.4 填空题和选择题72 5.5 习题 5 75 第 6 章 滤波电路及放大电路的频率响应 85 6.1 知识要点总结85 一、滤波电路的基本知识85 二、无源 RC 滤波电路的频率响应85 三、有源滤波器的实现85 四、放大电路的频率响应85 6.2 本章重点与难点87 6.3 重点分析方法与步骤88 一、频率响应分析步骤88 二、放大电路的频率特性分析方法88 6.4 填空题和选择题89 6.5 习题 6 91 第 7 章 负反馈放大电路 101 7.1 知识要点总结 101 一、反馈的基本概念 101 二、负反馈对放大电路性能的影响 102 三、负反馈放大电路的自激振荡及稳定工作的条件 102 7.2 本章内容的重点及难点 102 7.3 重点分析方法及步骤 102 一、判别反馈的方法 102 二、深度负反馈条件下ufA的估算 103 7.4 填空题和选择题 103 7.5 习题 7 105 第 8 章 波形产生电路113 8.1 知识要点总结 113 一、正弦波产生电路113 二、RC 文氏桥正弦波振荡电路113 三、LC 正弦波振荡电路114 四、石英晶体振荡器114 五、非正弦波产生电路115 8.2 本章重点与难点 115 8.3 重点分析方法与步骤 115 8.4 填空题和选择题 116 8.5 习题 8117 第 9 章 实验 125 9.1 常用电子仪器的使用 125 一、实验目的 125 二、实验仪器 125 三、实验原理 125 7 四、实验内容及步骤 127 五、注意事项 128 六、预习要求 129 七、思考题 129 八、实验报告要求 129 9.2 集成运算放大器的线性应用 129 一、实验目的 129 二、实验仪器及元器件 129 三、实验原理 129 四、实验电路参数设计 132 五、实验内容 132 六、注意事项 133 七、预习要求 134 八、思考题 134 9.3 二极管极性的判别及直流稳压电源 134 一、实验目的 134 二、实验仪器及元器件 134 三、实验原理 134 四、实验内容及步骤 136 五、预习要求 137 六、注意事项 138 七、思考题 138 9.4 三极管管型的判别及共发射极放大电路 138 一、实验目的 138 二、实验仪器及元器件 138 三、实验原理 139 四、实验设计任务 141 五、实验内容及步骤 141 六、预习要求 144 七、注意事项 144 八、思考题 144 9.5 负反馈放大电路 144 一、实验目的 144 二、实验仪器及元器件 144 三、实验原理 145 四、电路参数设计 146 五、实验内容 146 六、预习要求 148 七、思考题 148 9.6 电平检测器的设计与调测 148 一、实验目的 148 二、实验仪器及元器件 148 三、实验原理 148 四、实验内容及步骤 150 五、预习要求 150 六、注意事项 150 七、思考题 150 9.7 波形产生电路 151 一、实验目的 151 二、实验仪器及元器件 151 三、实验原理 151 四、实验内容及步骤 154 五、预习要求 156 六、思考题 156 参考文献 157 1 第 1 章 运算放大器及其线性应用 1.1 知识要点总结 一、放大的基本概念及性能指标 1放大的基本概念 模拟电子电路是指包含电子管、晶体管、场效应管、运算放大器等有源器件，并完成一定功能的电路。放大是指在有源器件的控制下实现能量的转换。放大电路的功能是将微弱的电信号不失真地放大到所需的值。2放大的模型和性能指标 放大电路可视为双口网络。根据输入和输出量的不同，可将放大电路分为电压放大、电流放大、互阻放大和互导放大 4 种电路形式。放大电路的性能指标主要包括增益、输入电阻、输出电阻、通频带、非线性失真、功率和效率等。二、模拟集成运算放大器的组成及特点 1模拟集成运算放大器组成 模拟集成运算放大器是高性能的直接耦合集成电压放大电路，通常由输入级、中间级、输出级和偏置电路 4 部分电路组成。2集成运算放大电路的电压传输特性 集成运算放大电路的电压传输特性是指输出电压与输入电压的关系曲线，即oid()uf u，如图 1.1.1 所示。图 1.1.1 集成运放的电压传输特性 三、理想集成运算放大电路 1理想集成运算放大电路的特点 所谓理想运放，就是将集成运放的性能指标理想化，即（1）开环电压增益 odA=（2）开环输入电阻 idr=（3）开环输出电阻 o0r （4）转换速率 RS=一个理想运放可看成一个电压idu控制的受控电压源。2理想集成运算放大电路工作在线性区的特点 当运放工作在线性区，即输出电压与输入电压呈线性关系时，具有两个主要特点。2（1）+uu（“虚短”）（2）idid0uiir（“虚断”）“虚短”和“虚断”是两个非常重要的概念，是分析工作在线性区的理想运放应用电路中输入与输出函数关系的基本关系式。集成运放必须引入深度负反馈，才能保证其工作在线性区。工作在线性区的应用电路主要包括运算电路、有源滤波电路等。3理想集成运算放大电路工作在非线性区的特点 当运放工作在非线性区时，具有如下两个主要特点。（1）OHoOLUuuuUuu，（2）0ii 四、基本运算电路 理想运放组成的基本运算电路如表 1.1.1 所示。1.2 本章重点与难点 1放大的基本概念和放大电路的性能指标。2集成运放的组成和理想化集成运放的特性。3利用虚