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模拟电子基础知识的问与答

KHDZ-501A模拟电子电路实验装置是依据目前我国 “ 模拟电子技术 ”、“EDA 技术及其应用 ”教学实验大纲的要求,及各高等院校对该教学实验设备的需求和建议,由本公司开发的新一代实验装置。 模拟电子电路实验装置能对上述课程的全部实验项目和课程设计进行实验操作,完全符合实验教学大纲的要求,同时为高层次的数字系统的设计开发实验及教师、研究生开发新实验和进行科学研究提供良好的工作条件。

关于模拟电子基础知识的问与答:

1、空穴是一种载流子吗?空穴导电时电子运动吗?

答:不是,但是在它的运动中可以将其等效为载流子。空穴导电时等电量的电子会沿其反方向运动。

2、制备杂质半导体时一般按什么比例在本征半导体中掺杂?

答:按百万分之一数量级的比例掺入。

3、什么是N型半导体?什么是P型半导体?当两种半导体制作在一起时会产生什么现象?

答:多数载子为自由电子的半导体叫N型半导体。反之,多数载子为空穴的半导体叫P型半导体。P型半导体与N型半导体接合后 便会形成P-N结。

4、PN结最主要的物理特性是什么?

答:单向导电能力和较为敏感的温度特性。

5、半导体材料制作电子器件与传统的真空电子器件相比有什么特点?

答:频率特性好、体积小、功耗小,便于电路的集成化产品的袖珍化,此外在坚固抗震可靠等方面也特别突出;但是在失真度和稳定性等方面不及真空器件。

6、什么是本征半导体和杂质半导体?

答:纯净的半导体就是本征半导体,在元素周期表中它们一般都是中价元素。在本征半导体中按极小的比例掺入高一价或低一价的杂质元素之后便获得杂质半导体。

7、PN结还有那些名称?

答:空间电荷区、阻挡层、耗尽层等。

8、PN结上所加端电压与电流是线性的吗?它为什么具有单向导电性?

答:不是线性的,加上正向电压时,P区的空穴与N区的电子在正向电压所建立的电场下相互吸引产生复合现象,导致阻挡层变薄,正向电流随电压的增长按指数规律增长,宏观上呈现导通状态,而加上反向电压时,情况与前述正好相反,阻挡层变厚,电流几乎完全为零,宏观上呈现截止状态。这就是PN结的单向导电特性。

9、在PN结加反向电压时果真没有电流吗?

答:并不是完全没有电流,少数载流子在反向电压的作用下产生极小的反向漏电流。

10、二极管最基本的技术参数是什么?

答:最大整流电流

11、二极管主要用途有哪些?

答:整流、检波、稳压等。

12、晶体管是通过什么方式来控制集电极电流的?

答:通过电流分配关系。

13、能否用两只二极管相互反接来组成三极管?为什么?

答:否;两只二极管相互反接是通过金属电极相接,并没有形成三极管所需要的基区。

14、什么是三极管的穿透电流?它对放大器有什么影响?

答:当基极开路时,集电极和发射极之间的电流就是穿透电流: ,其中 是集电极-基极反向漏电流, 和 都是由少数载流子的运动产生的,所以对温度非常敏感,当温度升高时二者都将急剧增大。从而对放大器产生不利影响。因此在实际工作中要求它们越小越好。

15、三极管的门电压一般是多少?

答:硅管一般为0.5.锗管约为0.2.

16、放大电路放大电信号与放大镜放大物体的意义相同吗?

答:不相同。

17、在三极管组成的放大器中,基本偏置条件是什么?

答:发射结正偏;集电结反偏。

18、三极管输入输出特性曲线一般分为几个什么区域?

答:一般分为放大区、饱和区和截止区。

19、放大电路的基本组态有几种?它们分别是什么?

答:三种,分别是共发射极、共基极和共集电极。

20、在共发射极放大电路中,一般有那几种偏置电路?

答:有上基偏、分压式和集-基反馈式。

21、静态工作点的确定对放大器有什么意义?

答:正确地确定静态工作点能够使放大器有最小的截止失真和饱和失真,同时还可以获得最大的动态范围,提高三极管的使用效率。

22、放大器的静态工作点一般应该处于三极管输入输出特性曲线的什么区域?

答:通常应该处于三极管输入输出特性曲线的放大区中央。

23、在绘制放大器的直流通路时对电源和电容器应该任何对待?

答:电容器应该视为开路,电源视为理想电源。

24、放大器的图解法适合哪些放大器?

答:一般适合共射式上基偏单管放大器和推挽式功率放大器。

25、放大器的图解法中的直流负载线和交流负载线各有什么意义?

答:直流负载线确定静态时的直流通路参数。交流负载线的意义在于有交流信号时分析放大器输出的最大有效幅值及波形失真等问题。

26、如何评价放大电路的性能?有哪些主要指标?

答:放大电路的性能好坏一般由如下几项指标确定:增益、输入输出电阻、通频带、失真度、信噪比。

27、为什么放大器的电压增益的单位常常使用分贝?它和倍数之间有什么关系?

答:放大器的电压增益的单位常常使用分贝的原因:(1)数值变小,读写方便。(2)运算方便。(3)符合听感,估算方便。二者之间的关系是:

28、放大器的通频带是否越宽越好?为什么?

答:不!放大器通频带的宽度并不是越宽越好,关键是应该看放大器对所处理的信号频率有无特别的要求!例如选频放大器要求通频带就应该很窄,而一般的音频放大器的通频带则比较宽。

29、放大器的输入输出电阻对放大器有什么影响?

答:放大器的输入电阻应该越高越好,这样可以提高输入信号源的有效输出,将信号源的内阻上所消耗的有效信号降低到最小的范围。而输出电阻则应该越低越好,这样可以提高负载上的有效输出信号比例。

30、设计放大器时,对输入输出电阻来说,其取值原则是什么?

答:高入低出。

31、放大器的失真一般分为几类?

答:单管交流小信号放大器一般有饱和失真、截止失真和非线性失真三类、推挽功率放大器还可能存在交越失真。

32、放大器的工作点过高会引起什么样的失真?工作点过低呢?

答:饱和失真、截止失真

33、放大器的非线性失真一般是哪些原因引起的?

答:工作点落在输入特性曲线的非线性区、而输入信号的极小值还没有为零时会导致非线性失真。

34、微变等效电路分析法与图解法在放大器的分析方面有什么区别?

答:可以比较方便准确地计算出放大器的输入输出电阻、电压增益等。而图解法则可以比较直观地分析出放大器的工作点是否设置得适当,是否会产生什么样的失真以及动态范围等。

35、用微变等效电路分析法分析放大电路的一般步骤是什么?

答:1)计算出Q点中的 ;2)根据公式 计算出三极管的 。3)用微变等效电路绘出放大器的交流通路。4)根据3)和相应的公式分别计算放大器的输入输出电阻、电压增益等.

36、微变等效电路分析法的适用范围是什么?

答:适合于分析任何简单或复杂的电路。只要其中的放大器件基本工作在线性范围内。

37、微变等效电路分析法有什么局限性?

答:只能解决交流分量的计算问题,不能用来确定Q点,也不能用以分析非线性失真及最大输出幅度等问题。

38、影响放大器的工作点的稳定性的主要因素有哪些?

答:元器件参数的温度漂移、电源的波动等。

39、在共发射极放大电路中一般采用什么方法稳定工作点?

答:引入电流串联式负反馈。

40、单管放大电路为什么不能满足多方面性能的要求?

答:放大能力有限;在输入输出电阻方面不能同时兼顾放大器与外界的良好匹配。

41、耦合电路的基本目的是什么?

答:让有用的交流信号顺利地在前后两级放大器之间通过,同时在静态方面起到良好地隔离。

42、多级放大电路的级间耦合一般有几种方式?

答:一般有阻容耦合、变压器耦合、直接耦合几种方式

43、多级放大电路的总电压增益等于什么?

答:等于各级增益之乘积。

44、多级放大电路输入输出电阻等于什么?

答:分别等于第一级的输入电阻和末级的输出电阻。

45、直接耦合放大电路的特殊问题是什么?如何解决?

答:零点漂移是直接耦合放大电路最大的问题。最根本的解决方法是用差分放大器。

46、为什么放大电路以三级为最常见?

答:级数太少放大能力不足,太多又难以解决零点漂移等问题。

47、什么是零点漂移?引起它的主要原因有那些因素?其中最根本的是什么?

答:放大器的输入信号为零时其输出端仍旧有变化缓慢且无规律的输出信号的现象。生产这种现象的主要原因是因为电路元器件参数受温度影响而发生波动从而导致Q点的不稳定,在多级放大器中由于采用直接耦合方式,会使Q点的波动逐级传递和放大。

48、什么是反馈?什么是直流反馈和交流反馈?什么是正反馈和负反馈?

答:输出信号通过一定的途径又送回到输入端被放大器重新处理的现象叫反馈。如果信号是直流则称为直流反馈;是交流则称为交流反馈,经过再次处理之后使放大器的最后输出比引入反馈之前更大则称为正反馈,反之,如果放大器的最后输出比引入反馈之前更小,则称为负反馈。

49、为什么要引入反馈?

答:总的说来是为了改善放大器的性能,引入正反馈是为了增强放大器对微弱信号的灵敏度或增加增益;而引入负反馈则是为了提高放大器的增益稳定性及工作点的稳定性、减小失真、改善输入输出电阻、拓宽通频带等等。

50、交流负反馈有哪四种组态?

答:分别是电流串联、电流并联、电压串联、电压并联四种组态。

51、交流负反馈放大电路的一般表达式是什么?

答: 。

52、放大电路中引入电流串联负反馈后,将对性能产生什么样的影响?

答:对电压增益有削弱作用、提高其增益稳定性、降低失真、提高输入电阻、提高输出电阻等。

53、放大电路中引入电压串联负反馈后,将对性能产生什么样的影响?

答:对电压增益有削弱作用、能提高其增益稳定性、降低失真、降低输入电阻、降低输出电阻等。

54、放大电路中引入电流并联负反馈后,将对性能产生什么样的影响?

答:对电压增益有削弱作用、能提高其增益稳定性、降低失真、降低输入电阻、提高低输出电阻等。

55、放大电路中引入电压并联负反馈后,将对性能产生什么样的影响?

答:对电压增益有削弱作用、能提高其增益稳定性、降低失真、降低输入电阻、降低低输出电阻等。

56、什么是深度负反馈?在深度负反馈条件下,如何估算放大倍数?

答:在反馈放大器中,如 中 ≫1,则 ,满足这种条件的放大器叫深度负反馈放大器,此时的放大器的闭环增益已经完全由反馈系数决定。

57、负反馈愈深愈好吗?什么是自激振荡?什么样的反馈放大电路容易产生自激振荡?如何消除自激振荡?

答:不是。当负反馈放大电路的闭环增益 中 =0,则 ,说明电路在输入量为0时就有输出,称电路产生了自激振荡。当信号频率进入低频或高频段时,由于附加相移的产生,负反馈放大电路容易产生自激振荡。要消除自激振荡,就必须破坏产生振荡的条件,改变AF的频率特性,使 。

58、放大电路中只能引入负反馈吗?放大电路引入正反馈能改善性能吗?

答:不是。能,如自举电路,在引入负反馈的同时,引入合适的正反馈,以提高输入电阻。

59、电压跟随器是一种什么组态的放大器?它能对输入的电压信号放大吗?

答:电压跟随器是一种电压串联放大器。它不能对输入的电压信号放大。

60、电压跟随器是属于什么类型的反馈放大器?

答:电压跟随器是一种电压串联反馈放大器。

61、电压跟随器主要用途在哪里?

答:电压跟随器主要用途:一般用于多级放大电路的输入级、输出级,也可连接两电路,起缓冲作用。

62、电压跟随器的输入输出特性如何?

答:电压跟随器的输入输出特性:输入电阻高,输出电阻低。

63、一般说来功率放大器分为几类?

答:按照晶体管在整个周期导通角的不同,可以分为甲类、乙类、甲乙类、丙类、丁类。按照电路结构不同,可以分为变压器耦合、无输出变压器OTL、无输出电容OCL、桥式推挽功率放大电路BTL

64、甲、乙类功率放大器各有什么特点?

答:甲类功率放大器的特点:晶体管在信号的整个周期内均导通,功耗大,失真小;乙类功率放大器的特点:晶体管仅在信号的半个周期内导通,功耗小,失真大。

65、为什么乙类功率放大器会产生交越失真?如何克服?

答:因为晶体管be间有开启电压为Uon,当输入电压数值|ui|

66、为什么在设计功率放大器时必须考虑电源功耗、管耗、和效率等问题?

答:因为功率放大电路是在电源电压确定情况下,输出尽可能答的功率。

67、从信号反馈的角度来看,振荡器属于什么类型的电路?

答:从信号反馈的角度来看,振荡器属于正反馈放大电路。

68、产生正弦波振荡的起振条件是什么?

答:产生正弦波振荡的起振条件是 。

69、怎样组成正弦波振荡电路?它必须包括哪些部分?

答:正弦波电路的组成:放大电路、选频网络、正反馈网络、稳幅环节。

70、在变压器耦合的正弦波振荡器中如何判断电路能否起振?

答:在变压器耦合的正弦波振荡器中判断电路能否起振的方法:瞬时极性法。

71、在三点式正弦波振荡器中如何判断电路能否起振?

答:在三点式正弦波振荡器中判断电路能否起振的方法:射同基反。

72、 什么是放大电路的频率特性(或频率响应)?

答:放大电路的性能(其中主要指电压放大倍数Au)对不同频率正弦输入的稳态响应称为放大电路的频率特性。

73、 频率特性的分类。

答:频率特性分为幅频特性和相频特性。

74、 什么是幅频特性?

答:幅频特性是指放大倍数的大小(即输入、输出正弦电压幅度之比)随频率变化的特性。

75、 什么是相频特性?

答:相频特性是指输出电压与输入电压的相位差(即放大电路对信号电压的相移)随频率变化的特性。

76、 什么是波特图?

答:频率特性曲线采用对数坐标时,称为波特图。

77、 为什么用波特图表示频率特性?

答:因为在研究放大电路的频率响应时,输入信号的频率范围常常设置在几赫到上百万兆赫;而放大电路的放大倍数可从几倍到上百万倍;为了在同一坐标系中表示如此宽的变化范围,所以采用对数坐标,即波特图。

78、 什么是放大电路的上限截止频率?

答:信号频率上升到一定程度,放大倍数数值也将减小,使放大倍数数值等于0.707|Am|的频率称为上限截止频率fH

79、什么是放大电路的下限截止频率?

答:信号频率下降到一定程度,放大倍数数值也将减小,使放大倍数数值等于0.707|Am|的频率称为下限截止频率fL

80、 什么是半功率点?

答:当信号频率为上限截止频率fH或下限截止频率fL时,输出电压放大倍数|Am|下降到0.707|Am|,即相应的输出功率也降到幅值的一半,因此fHfL也叫做半功率点。

81、什么是放大电路的通频带?

答:fHfL之间形成的频带称为放大电路的通频带BW,可以表示为BW =fHfL

82、放大电路频率特性不好会产生什么危害?

答:如果放大电路频率特性不好,当输入信号为非正弦波时,会使输出信号波形与输入波形不同,即产生波形失真,这种失真称为频率失真。其中因为幅频特性不好即不同频率放大倍数的大小不同而产生的频率失真,称为幅度失真;因为相频特性不好即相移不与频率成正比而产生的频率失真,称为相位失真。

83、低频放大电路的频率特性主要受哪些因素的影响?

答:低频放大电路的频率特性主要受以下因素影响:⑴放大电路的级数越多,其通频带越窄,频率特性越差。⑵在电路中引入负反馈,可以展宽通频带,提高频率特性。⑶耦合电容、前级放大电路输出电阻和后级放大电路的输入电阻对频率特性也有影响。

84、高通电路频率特性有什么特点?

答:高通电路在低频段放大倍数数值下降,且产生超前相移。

85、低通电路频率特性有什么特点?

答:低通电路在高频段放大倍数数值下降,且产生滞后相移。

86、对于放大电路,是通频带越宽越好吗?

答:对于放大电路不是通频带越宽越好。

87、什么是功率放大电路?

答:功率放大电路是指能输出足够的功率以推动负载工作的放大电路。因为它一般都位于多级放大电路的最后一级,所以又常称为末级放大电路。

88、对功率放大电路的主要技术性能有哪些要求?

答:功率放大电路是大信号放大电路,其主要技术性能要求是:⑴输出功率要足够大;⑵转换效率要高;⑶三极管的功耗要小;⑷非线性失真要小;⑸三极管的工作要安全、可靠。

89、用什么方法分析功率放大电路?

答:由于功率放大电路工作在大信号条件下,所以不宜采用小信号等效电路分析法分析,通常采用大信号模型或者图解法进行分析,其中用得较多的是图解法。

90、什么是三极管的甲类工作状态?

答:在放大电路中,当输入信号为正弦波时,若三极管在信号的整个周期内均导通(即导通角θ=360°),则称之工作在甲类状态。

91、 什么是三极管的乙类工作状态?

答:在放大电路中,当输入信号为正弦波时,若三极管仅在信号的正半周或负半周导通(即导通角θ=180°),则称之工作在乙类状态。

92、 什么是三极管的甲乙类工作状态?

答:在放大电路中,当输入信号为正弦波时,若三极管的导通时间大于半个周期且小于周期(即导通角θ=180°~360°之间),则称之工作在甲乙类状态。

93、 什么是变压器耦合功率放大电路?

答:既有输入耦合变压器,又有输出耦合变压器的功率放大电路称为变压器耦合功率放大电路。

94、 变压器耦合功率放大电路有什么优缺点?

答:变压器耦合功率放大电路的优点是可以实现阻抗变换,缺点是体积庞大、笨重,消耗有色金属,且频率较低,低频和高频特性均较差。

95、什么是OCL电路?

答:OCL电路是指无输出耦合电容的功率放大电路。

96、OCL电路有什么优缺点?

答:OCL电路具有体积小重量轻,成本低,且频率特性好的优点。但是它需要两组对称的正、负电源供电,在许多场合下显得不够方便。97、什么是OTL电路?答:OTL电路就是没有输出耦合变压器的功率放大电路。

97、OTL电路有什么优缺点?

答:OTL电路的优点是只需要一组电源供电。缺点是需要能把一组电源变成了两组对称正、负电源的大电容;低频特性差。

98、什么是BTL电路?答:为了实现单电源供电,且不用变压器和大电容,可采用桥式推挽功率放大电路,简称BTL电路。

99、BTL电路有什么优缺点?答:BTL电路的优点有只需要单电源供电,且不用变压器和大电容,输出功率高。缺点是所用管子数量多,很难做到管子特性理想对称,且管子总损耗大,转换效率低。

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