电路与系统答案汇总
- 格式:doc
- 大小:1.39 MB
- 文档页数:15
电路理论习题库+参考答案一、判断题(共100题,每题1分,共100分)1.欧姆定律可表示成U=RI,也可表示成U=-RI,这与采用的参考方向有关。
()A、正确B、错误正确答案:A2.非正弦周期信号分解后的傅里叶级数不一定是一个收敛的无穷三角级数()A、正确B、错误正确答案:B3.由于假定各节点电压的参考极性总是由独立节点指向参考节点,所以,各节点电压在相连电阻中引起的电流总是流出该节点的。
因此,节点电压方程的等式左边是各节点电压引起的流出相应节点的电流,而右边则是电流源和等效电流源注入节点的电流。
()A、正确B、错误正确答案:A4.电阻混联是指电阻连接中,既有串联又有并联()A、正确B、错误正确答案:A5.理想变压器反映阻抗的性质与负载阻抗的性质相反。
()A、正确B、错误正确答案:B6.三相电路是一种特殊类型的复杂电路,因而仍可采用一般复杂电路的分析方法对其进行分析和计算。
()A、正确B、错误正确答案:A7.支路分析法适用于分析支路数较少的电路()A、正确B、错误正确答案:A8.正弦电路中,若串联电路的总电压超前电流(电压、电流取关联参考方向),则此电路一定呈感性。
()A、正确B、错误正确答案:A9.造成系统误差的原因主要是操作者粗心大意。
()A、正确B、错误正确答案:B10.一个线性含源二端网络和其外部负载所构成的电路无唯一解时,此二端网络就可能无等效电源电路()A、正确B、错误正确答案:A11.电工指示仪表准确度的数字越小,表示仪表的准确度越低。
(A、正确B、错误正确答案:B12.对称三相电路Y-Y系统中不管是否含有高次谐波分量,U1=√3U()A、正确B、错误正确答案:B13.工程上将同向耦合状态下的一对施感电流的入端或出端定义为耦合电感的同名端()A、正确B、错误正确答案:A14.三相电路中,对称负载Y接无中线时,发生一相断路故障后,非断开相的相电压降低到电源线电压的一半。
()A、正确B、错误正确答案:A15.RLC串联电路的谐振,电源提供的无功功率为0,电路中无能量交换。
第一章习题1-1 例1.2.12中转换前后两个数的绝对值哪个大?为什么?答:转换前大。
因为转换后舍去了后边的小数位。
1-2 将下列二进制数分别转换为八进制数、十六进制数和十进制数。
11001101.101,10010011.1111解:(11001101.101)2 =(11 001 101.101)2= ( 315.5)8=(1100 1101.1010)2 =( CD.A)16=(128+64+8+4+1+0.5+0.125)10=(205.625)10(10010011.1111)2 =(1001 0011.1111)2= (93.F)16=(10 010 011.111 100)2 =( 223.74)8=(128+16+2+1+0.5+0.25+0.125+0.0625)10=(147.9375)101-3 将下列十进制数转换为二进制、八进制和十六进制数。
121.56,73.85解:1. 0Å1Å3Å7Å15Å30Å60Å121 0.56Æ0.12Æ0.24Æ0.48Æ0.96Æ0.921 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1所以:(121.56)10=(1111001.10001)2=(171.42)8=(79.88)162. 0Å1Å2Å4Å9Å18Å36Å73 0.85Æ0.7Æ0.4Æ0.8Æ0.6Æ0.2Æ0.41 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0(73.85)10=(1001001.11011)2=(111.66)8=(49.D8)161-4 将下列十六进制数转换为二进制、八进制和十进制数。
89.0F,E5.CD解:(89.0F)16=(10001001.00001111)2=(211.036)8=(8*16+9+15/256)10=(137. 0.05859375)10 1-5 试求例1.2.17的转换误差,比较例1.2.12的转换误差,哪个大?为什么?答:例1.2.12的误差大。
习题目录2.1 (2)2.2 (2)2.3 (2)2.4 (3)2.5 (3)2.6 (4)2.7 (4)2.8 (4)2.9 (4)2.10 (4)2.11 (5)2.12 (5)2.13 (7)2.14 (8)2.1 有A 、B 、C 三个输入信号,试列出下列问题的真值表,并写出最小项表达式∑m ( )。
(1)如果A 、B 、C 均为0或其中一个信号为1时。
输出F=1,其余情况下F=0。
(2)若A 、B 、C 出现奇数个0时输出为1,其余情况输出为0。
(3)若A 、B 、C 有两个或两个以上为1时,输出为1,其余情况下,输出为0。
F 1m 4)F 2m )3m 7)2.2 试用真值表证明下列等式:(1)A ⎺B+B ⎺C+A ⎺C=ABC+⎺A ⎺B ⎺C (2)⎺A ⎺B+⎺B ⎺C+⎺A ⎺C=AB BC AC 证明:(1)真值表相同,所以等式成立。
(真值表相同,所以等式成立。
2.3 对下列函数,说明对输入变量的哪些取值组合其输出为1? (1)F (A,B,C )=AB+BC+AC(2)F (A,B,C )=(A+B+C)(⎺A+⎺B+⎺C) (3)F (A,B,C )=(⎺AB+⎺BC+A ⎺C)AC解:本题可用真值表、化成最小项表达式、卡诺图等多种方法求解。
(1)F 输出1的取值组合为:011、101、110、111。
(2)F 输出1的取值组合为:001、010、011、100、101、110。
(3)F输出1的取值组合为:101。
2.4试直接写出下列各式的反演式和对偶式。
(1)F(A,B,C,D,E)=[(A⎺B+C)·D+E]·B(2) F(A,B,C,D,E)=AB+⎺C⎺D+BC+⎺D+⎺CE+B+E(3) F(A,B,C)=⎺A⎺B+C ⎺AB C解:(1) ⎺F=[(⎺A+B)·⎺C+⎺D]·⎺E+⎺BF'=[(A+⎺B)·C+D]·E+B(2) ⎺F=(⎺A+⎺B)(C+D)·(⎺B+⎺C)·D·(C+⎺E)·⎺B·⎺EF'=(A+B)(⎺C+⎺D)·(B+C)·⎺D·(⎺C+E)·B·E(3)⎺F=(A+B)·⎺C+ A+⎺B+CF'=(⎺A+⎺B)·C+⎺A+B+⎺C2.5用公式证明下列等式:(1)⎺A⎺C+⎺A⎺B+BC+⎺A⎺C⎺D=⎺A+BC(2)AB+⎺AC+(⎺B+⎺C) D=AB+⎺AC+D(3)⎺BC⎺D+B⎺CD+ACD+⎺AB⎺C⎺D+⎺A⎺BCD+B⎺C⎺D+BCD=⎺BC+B⎺C+BD(4)A⎺B⎺C+BC+BC⎺D+A⎺BD=⎺A + B +⎺C+⎺D证明:(1) ⎺A⎺C+⎺A⎺B+BC+⎺A⎺C⎺D ——⎺A⎺C⎺D被⎺A⎺C削去=⎺A(⎺B+⎺C)+BC=⎺A BC+BC ——削去互补因子=⎺A+BC(2) AB+⎺AC+(⎺B+⎺C) D=AB+⎺AC+BC D+BC ——增加冗余因子BC,为了削去BCD中的BC =AB+⎺AC+D(3)⎺BC⎺D+B⎺CD+ACD+⎺AB⎺C⎺D+⎺A⎺BCD+B⎺C⎺D+BCD=⎺BC⎺D+BD+ACD+⎺AB⎺C⎺D+⎺BCD+B⎺C⎺D ——B⎺CD与BCD合并成BD=⎺BC⎺D+BD+ACD+⎺AB⎺C⎺D+⎺BCD+B⎺C ——BD与B⎺C⎺D削去互补因子=⎺BC⎺D+BD+ACD+⎺BCD+B⎺C ——⎺AB⎺C⎺D被B⎺C削去=⎺BC+BD+ACD+B⎺C ——⎺BC⎺D与⎺BCD合并=⎺BC+BD+CD+ACD+B⎺C ——增加CD,可削去ACD=⎺BC+B⎺C+BD(4)A⎺B⎺C+BC+BC⎺D+A⎺BD=A⎺B⎺C (BC+BC⎺D)+⎺A+B+⎺D ——BC+BC⎺D削去互补因子=A⎺B⎺C (⎺B+⎺C+⎺D)+⎺A+B+⎺D=A⎺B⎺C +A⎺B⎺C⎺D+⎺A+B+⎺D=A⎺B⎺C+⎺A+B+⎺D=⎺A+ B +⎺C+⎺D2.6已知⎺ab+a⎺b=a⊕b,⎺a⎺b+ab=a b,证明:(1)a⊕b⊕c=a b c(2)a⊕b⊕c=⎺a ⎺b ⎺c证明:(1)a⊕b⊕c=(a⊕b)⊕c=a⊕b · c+(a⊕b)·⎺c=(a b)·c+ a b⎺c=a b c(2)(a⊕b)⊕c = (a⊕b) c=a b c=a b ⎺c=⎺a ⎺b ⎺c2.7试证明:(1)若⎺a⎺b+ a b=0则a x+b y=a⎺x + b⎺y证明:⎺a⎺b+ a b=0 即a b=0 ∴a =⎺bax + by =⎺bx + by = ⎺bx · by=(b+⎺x)(⎺b+⎺y)=b⎺y+⎺b⎺x+⎺x⎺y=a⎺x+b⎺y(2)若⎺a b+a⎺b=c,则⎺a c + a⎺c=b证明:a⊕b=c => a⊕b⊕c=c⊕c => a⊕b⊕c=0 => a⊕b⊕c⊕b=0⊕b => a⊕c=b2.8将下列函数展开成最小项之和:(1)F(ABC)=A+BC(2)F(ABCD)=(B+⎺C)D+(⎺A+B) C(3)F(ABC)=A+B+C+⎺A+B+C解:(1)F(ABC)=A+BC=A(B+⎺B)(C+⎺C)+(A+⎺A)BC=⎺ABC+A⎺B⎺C+A⎺BC+AB⎺C=∑m(3,4,5,6)(2) F(ABCD)=(B+⎺C)D+(⎺A+B) C=BD+⎺CD+⎺AC+BC=∑m(1,3,5,6,7,9,13,14,15)(3) F(ABC)=A+B+C+⎺A+B+C=∑m(0,2,6)2.9将题2.8中各题写成最大项表达式,并将结果与2.8题结果进行比较。
交通大学电路与系统专业电路课程第1章 试题库及答案一、填空题(建议较易填空每空0.5分,较难填空每空1分)1、电流所经过的路径叫做 电路 ,通常由 电源 、 负载 和 中间环节 三部分组成。
2、实际电路按功能可分为电力系统的电路和电子技术的电路两大类,其中电力系统的电路其主要功能是对发电厂发出的电能进行 传输 、 分配 和 转换 ;电子技术的电路主要功能则是对电信号进行 传递 、 变换 、 存储 和 处理 。
3、实际电路元件的电特性 单一 而 确切 ,理想电路元件的电特性则 多元 和 复杂 。
无源二端理想电路元件包括 电阻 元件、 电感 元件和 电容 元件。
4、由 理想电路 元件构成的、与实际电路相对应的电路称为 电路模型 ,这类电路只适用 集总 参数元件构成的低、中频电路的分析。
5、大小和方向均不随时间变化的电压和电流称为 稳恒直流 电,大小和方向均随时间变化的电压和电流称为 交流 电,大小和方向均随时间按照正弦规律变化的电压和电流被称为 正弦交流 电。
6、 电压 是电路中产生电流的根本原因,数值上等于电路中 两点电位 的差值。
7、 电位 具有相对性,其大小正负相对于电路参考点而言。
8、衡量电源力作功本领的物理量称为 电动势 ,它只存在于 电源 内部,其参考方向规定由 电源正极高 电位指向 电源负极低 电位,与 电源端电压 的参考方向相反。
9、电流所做的功称为 电功 ,其单位有 焦耳 和 度 ;单位时间内电流所做的功称为 电功率 ,其单位有 瓦特 和 千瓦 。
10、通常我们把负载上的电压、电流方向称作 关联 方向;而把电源上的电压和电流方向称为 非关联 方向。
11、 欧姆 定律体现了线性电路元件上电压、电流的约束关系,与电路的连接方式无关; 基尔霍夫 定律则是反映了电路的整体规律,其中 KCL 定律体现了电路中任意结点上汇集的所有 支路电流 的约束关系, KVL 定律体现了电路中任意回路上所有 元件上电压 的约束关系,具有普遍性。
l ee t h e \1210101…X/Z0/01/0X/Z11…100…6.3对下列原始状态表进行化简: (a)解:1)列隐含表: 2)进行关联比较3)列最小化状态表为:a/1b/0b b/0a/0aX=1X=0N(t)/Z(t)S(t)解:1)画隐含表: 2)进行关联比较: 6.4 试画出用MSI 移存器74194构成8位串行 并行码的转换电路(用3片74194或2片74194和一个D 触发器)。
l ee t-h e \r 91行''' 试分析题图6.6电路,画出状态转移图并说明有无自启动性。
解:激励方程:略 状态方程:略状态转移图 该电路具有自启动性。
6.7 图P6.7为同步加/减可逆二进制计数器,试分析该电路,作出X=0和X=1时的状态转移表。
解:题6.7的状态转移表X Q 4nQ 3nQ 2nQ 1nQ 4n +1Q 3n +1Q 2n +1Q 1n +1Z 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 11 1116.8分析图6.8电路,画出其全状态转移图并说明能否自启动。
电路信号与系统答案【篇一:信号与系统课后习题答案】一、单选题(每题2分,共28分:双号做双号题,单号做单号题)1. 若给pn结两端加正向电压时,空间电荷区将()a 变窄b 基本不变c 变宽d 无法确定2. 设二极管的端电压为 u,则二极管的电流与电压之间是(a 正比例关系b 对数关系c 指数关系d 无关系3. 稳压管的稳压区是其工作()a 正向导通b 反向截止c 反向击穿d 反向导通4. 当晶体管工作在饱和区时,发射结电压和集电结电压应为 ()a 前者反偏,后者也反偏b 前者反偏,后者正偏c 前者正偏,后者反偏d 前者正偏,后者也正偏5. 在本征半导体中加入何种元素可形成n型半导体。
()a 五价b 四价c 三价d 六价6. 加入何种元素可形成p 型半导体。
()a 五价b 四价c 三价d 六价7. 当温度升高时,二极管的反向饱和电流将()。
)b 不变c 减小d 不受温度影响8. 稳压二极管两端的电压必须()它的稳压值uz才有导通电流,否则处于截止状态。
a 等于b 大于c 小于d 与uz无关9. 用直流电压表测得放大电路中某三极管各极电位分别是2v、6v、2.7v,则三个电极分别是(a (b、c、e)b (c、b、e)c (e、c、b)d (b、c、e)10. 三极管的反向电流icbo是由()形成的。
a 多数载流子的扩散运动b 少数载流子的漂移运动c 多数载流子的漂移运动d 少数载流子的扩散运动11. 晶体三极管工作在饱和状态时,集电极电流ic将()。
a 随ib增加而增加b 随ib增加而减少c 与ib无关,只决定于re和uced 不变12. 理想二极管的正向电阻为()a a.零 b.无穷大 c.约几千欧 d.约几十欧13. 放大器的输入电阻高,表明其放大微弱信号能力()。
a 强b 弱c 一般d 不一定14. 某两级放大电路,第一级电压放大倍数为5,第二级电压放大倍数为20,该放大电路的放大倍数为()。
第4章习题及解答用门电路设计一个4线—2线二进制优先编码器。
编码器输入为3210A A A A ,3A 优先级最高,0A 优先级最低,输入信号低电平有效。
输出为10Y Y ,反码输出。
电路要求加一G 输出端,以指示最低优先级信号0A 输入有效。
题 解:根据题意,可列出真值表,求表达式,画出电路图。
其真值表、表达式和电路图如图题解所示。
由真值表可知3210G A A A A =。
(a)0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 0 1 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 10000000000000000000000000010100011111010110000103A 2A 1A 0A 1Y 0Y G真值表≥1&1Y 3A 2A 1&&1A 0Y &1GA 00 01 11 100010001111000000001101113A 2A 1A 0A 03231Y A A A A =+00 01 11 1000000011110001000011103A 2A 1A 0A 132Y A A =(b) 求输出表达式(c) 编码器电路图图 题解4.1试用3线—8线译码器74138扩展为5线—32线译码器。
译码器74138逻辑符号如图(a )所示。
题 解:5线—32线译码器电路如图题解所示。
&&&&11EN01234567BIN/OCTENY 0&G 1G 2AG 2B42101234567BIN/OCTEN&G 1G 2A G 2B42101234567BIN/OCT EN&G 1G 2A G 2B42101234567BIN/OCT EN&G 1G 2A G 2B421A 0A 1A 2A 3A 4Y 7Y 8Y 15Y 16Y 23Y 24Y 31图 题解4.3写出图所示电路输出1F 和2F 的最简逻辑表达式。
第一题:已知正弦电流波形如图所示,S rad /103=ω,(1)写出正弦)(t i 表达式;(2)求正弦电流最大值发生的时间1t 。
解: 根据图示可知电流的最大值为A 100,0=t 时电流为A 50,因此有:)10cos(100)(3ψ+=t t i ,ψcos 10050)0(==i 解得3πψ±=,由于最大值发生在计时起点右侧,故取3πψ-=, 所以)310cos(100)(3π-=t t i当31013π=t 时电流取得最大值,即:mS t 047.110331==π第二题:计算下列两正弦量的相位差。
(1))43100cos(10)(1ππ+=t t i)2100c o s (10)(2ππ-=t t i (2))30100cos(10)(1︒+=t t i π )15100sin(10)(2︒-=t t i π (3))30100cos(10)(1︒+=t t i π )45200cos(10)(2︒+=t t i π (4))30100cos(5)(1︒-=t t i π )30100cos(3)(2︒+-=t t i π 解:(1)45)2(43πππϕ=--=转为主值范围:43452πππϕ=-=。
说明1i 滞后2i 43π。
(2)先把2i 变为余弦函数:)105100cos(10)(2︒-=t t i π 则︒=︒--︒=135)105(30ϕ。
说明1i 超前2i ︒135。
(3)因为两个正弦量的角频率21ωω≠,故不能比较相位差。
(4))150100cos(3)30100cos(3)(2︒-=︒+-=t t t i ππ 则︒=︒--︒-=120)150(30ϕ。
说明1i 超前2i ︒120。
本题说明两个正弦量进行相位比较时应满足同频率、同函数、同符号,且在主值范围比较。
第三题:计算两正弦电压之和,已知:)30314cos(26)(1︒+=t t u ,)60314cos(24)(2︒+=t t u解:两正弦电压对应的相量为:︒∠=︒∠=604,30621U U相量之和为:Vj j j U U U ︒∠=+=+++=︒∠+︒∠=+=9.4164.946.619.746.32319.560430621所以)9.41314cos(264.9)()()(21︒+=+=t t u t u t u第四题:电路如图)(a 所示,已知电源电压)5cos(2120)(t t u =,求电源电流)(t i 。
数字电路与系统_大连理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.ASM图是数字系统控制过程的算法流程图,表示了所有操作的准确时间序列,精确到一个时钟周期。
参考答案:正确2.把256×2的RAM,扩展成256×4的RAM,需要2片256×2的RAM。
参考答案:正确3.设计三种图案彩灯控制系统的控制器。
三种图案彩灯依次循环亮,其中苹果形图案灯亮16 s,香蕉形图案灯亮12 s,葡萄形图案灯亮9 s。
用逻辑变量A、B、G分别表示苹果灯、香蕉灯、葡萄灯。
用逻辑变量X、Y、Z分别表示计时信号16s、12s、9s。
下列ASM图正确表示了该灯光控制系统。
【图片】参考答案:错误4.计数器不是时序逻辑电路。
参考答案:错误5.已知有DAC电路,如下图所示。
其中【图片】,【图片】=5伏,当输入二进制数为110时,输出电压是多少?【图片】参考答案:-3.75 伏6.观察下列电路,Vref=10伏,如果输入二进制数为1000000000时,输出电压多少?【图片】参考答案:0 伏7.一般来说,时序逻辑电路由组合电路和触发器两部分组成。
参考答案:正确8.74161是一款模15的计数器。
参考答案:错误9.74163是异步清零、同步置数的计数器。
参考答案:错误10.如果用卡诺图化简逻辑函数,拟得到最简或与式,应该在卡诺图上圈0。
参考答案:正确11.具有直接输入端的触发器,其直接输入端有最高优先权,可以直接决定触发器的状态。
参考答案:正确12.在用卡诺图求逻辑函数的最简与或式的时候,如果有一个圈中的1都被别的圈包含了,那么可以断定:这个圈是多余的。
参考答案:正确13.用74290实现模40的计数器,至少需要2片74290。
参考答案:正确14.把石英晶体加入多谐振荡器电路中,其目的是让频率更稳定。
参考答案:正确15.观察下图,该多路数据选择器完成的逻辑函数是【图片】【图片】参考答案:正确16.已知一个数字系统,有5个独立状态。
● 题1,电阻,二极管形式连接的MOS 管和栅接固定偏置的MOS 作负载的共源放大器的小信号分析,写出电路的增益和输出阻抗。
答:电阻负载二极管做负载固定偏置做负载(电流镜负载)电阻作负载——输出阻抗:D OUT R R = 增益:D m V R g A *=二极管作负载——输出阻抗:21m OUT g R = 增益:21m m V g g A = 固定偏置作负载——输出阻抗:21o o O U T r r R = 增益:211*oo m V r r g A =● 题2,试用频率响应节点近似分析方法来分析电阻作负载的单级共源放大器(增益>10)的频率响应特性,写出其传递函数。
答:如图存在两个节点:X 和V out在节点X 处,由miller 近似有C X =CGS +(1- Av )CGDR X = RS主极点为:])1([1gd D m gs s in C R g C R ++=ω 非主极点为:)(1GD DB D out C C R +=ω所以传递函数为:)1)(1()(outin D m in out w s w s R g s V V ++-= ● 题3,试列举无源电阻、无源电容的种类答:电阻:源/漏扩散电阻、P 阱(N 阱)扩散电阻(阱电阻或沟道电阻)、注入电阻、多晶电阻、薄膜电阻;电容:PN 结电容、MOS 电容、多晶与体硅之间的电容(PIS )、双多晶电容(PIP )、MOS 器件作电容、金属与多晶电容(MIP )、多晶与场注入区的电容、MIM 电容● 题4,简单MOS 电流镜大的电流增益系统误差是由哪种二阶效应引起的?有什么可以减小电流镜电流增益系统误差的方法?为什么?答:沟道长度调制效应,可以增加电流镜沟道长度,这样可以减少调制系数。
因为由于沟道调制效应有)1()(212DS TH GS ox n V V V LW c I λμ+-≈ 其中λ为沟道调制系数● 题5,什么是噪声功率谱密度和转角频率?答:噪声功率谱密度:功率谱密度表示了在每一频率下,信号所带有的功率大小。
在以某一频率为中心的1Hz 带宽内,信号所带有的平均功率称为该信号在该频率下的功率谱密度。
转角(Corner )频率:对于MOS 管来说,Flicker 噪声与漏端电流噪声的影响一样时的工作频率。
● 题6,导致差分放大器成为非平衡结构的失配因素有哪些?如何评价这些失配因素的影响?有何方法减小失配?因素:有差分输入对管不匹配、还有运放的负载管的匹配以及版图匹配影响;放大器的失配与温漂在输出端产生了难以分辨的直流差模电压;减少适配方法:可以增大差分输入对管尺寸、由工艺消除失配、版图减少失配等。
● 题7,试分析高频小信号下MOS 管工作在饱和区、线性区时的电容特性,包括电容的种类及容值。
答:1、栅与沟道之间的栅氧电容C 2=WLC ox ,其中C ox 为单位面积栅氧电容εox /t ox ;2、沟道耗尽层电容:3C =3、源漏区与衬底间的结电容:C bd 、C bs , 而每一个单位面积PN 结的势垒电容;为:[]m B R V C C Φ+=/1/0j j ,源漏的总结电容可表示为:js bd,H)C (W ++=j bs W HC C ; 4、交叠电容(多晶栅覆盖源漏区所形成的电容,每单位宽度的交叠电容记为C ol ):包括栅源交叠电容与栅漏交叠电容:由于是环状的电场线, C 1与C 4不能简单地写成WdC ox ,需通过更复杂的计算才能得到,且它的值与衬底偏置有关。
1)栅漏交叠电容W C C ol ⋅=4,2)栅源交叠电容W C WL C C ol ox ⋅+⋅=321,结合右图分别介绍饱和区和线性区的电容。
5、栅与衬底间电容0→gb C 。
● 题8,饱和区和线性区萨式方程答: 饱和区时:2)(21TH GS ox n V V LW c I -=μ 线性区时:⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=221)(DS DS TH GS ox n V V V V L W c I μ ● 题9,如图所示,试画出M1管栅极输入电压Vi 从低电平(0V)至VDD 变化过程中,输出电压Vo 的变化曲线(注意衬底偏置效应的影响)Vo答:拉扎维中文版P22●题10,什么是差分信号?差分信号处理电路相对于单端信号处理电路有哪些优点和缺点?答:差分信号——两个节点电位之差,且这两个节点的点位相对于某一固定电位大小相等,相位相反;优点:抗干扰能力强、消除共模干扰,只放大差模信号缺点:由于有两个输入端口,所以消耗了更多功耗、需要更大的面积●题11,考虑MOS管二阶效应的影响,画出如下图所示共源共栅放大器的低频小信号等效电路并进行小信号分析,推导出MOS管工作在饱和区时的跨导G m、输出阻抗R out和低频小信号电压增益A v的表达式。
答:跨导为——输出阻抗:{}2122)1(o o o m D O U T r r r g R R ++=电压增益为:[]1)(22211++=o m b m o m r g g r g A● 题12,低压cascode 电流镜有哪些优点?试设计一种提供偏置电压Vb 的电路,使该电流镜能达到最大的输出电压摆幅。
假设所有晶体管宽长比都为W/L 。
答:优点:(a )输出电压大于一定值时,输出电流基本不随输出电压的变化而变化 (b )不存在电流增益系统误差(c )最小输出电压:ov O U T V V 2(min)≈设计的偏置电压结构如下:当所有尺寸都为W/L 时,那么提供偏置电压Vb 尺寸0.25W/L ,但是在实际设计时,需要留有一定的余量,取为0.2 W/L 。
● 题13,什么是miller 等效,在基本两级OTA 电路中,miller 电容补偿的作用是什么?一般情况下,miller 补偿后,两级OTA 电路中的主极点是第一级放大器输出节点还是第二级放大器输出节点?miller 等效:如图,如果跨接在两个节点之间的阻抗可以转换为两个节点的对地阻抗,则三个阻抗之间存在如下关系:miller 电容补偿的作用:miller 补偿电容一般接在基本放大器第二级的输入端与输出端之间,补偿电容错误!未找到引用源。
的miller 效应可以有效降低差分输入级输出端所引入的极点频率,使该极点成为主极点之外,它还能将另外一个极点推到更高的频率上,造成所谓的极点分裂。
一般miller 补偿后,两级OTA 电路中的主极点是第一级放大器输出节点 ● 题14,试分析如下带隙基准源电路。
(10分)答:从上图中可以看出:(a )高开环增益跨导运算放大器使运算放大器两个输入端电压相等(b )晶体管Q2是Q1的n 倍,由于晶体管上面电流镜MOS 管子数目相等,所以电流相等,所以)ln()(211X V VB VE V T R --=(c )所以流过电阻R1的电流211)ln(R T R I R n V I ==为I ,随着温度升高而增大, (d )所以共模电平为等于V be3加上电阻R2上的压降,即为)ln(**123n V R R V V T BE ref += 得到了与温度无关的基准电压● 题15,自偏置电流源为什么需要采用启动电路?对启动电路有什么要求?答:确保总有电流流过参考源中的晶体管,使得0状态处的环路增益大于1,避免陷入0状态;要求参考源启动后,启动电路不能干扰参考源的工作。
● 题16,试分析共栅放大器和共漏放大器的特点?答:共栅极:低输入阻抗:匹配电路应用;高输出阻抗;可做电流源;ro 不忽略时,电路是双向放大器,输出阻抗会受到输入阻抗的影响,而输入阻抗会受到输出阻抗的影响;低输入阻抗,高输出阻抗,电流缓冲器,宽带宽;输入、输出之间没有电容,不存在Miller 效应。
共漏极:直流电平级移电路(级移量为VGS );高输入阻抗、低输出阻抗(做阻抗变换器),单位增益缓冲器,非线性(衬底调制效应一般改用改用PMOS 管),限制电压摆幅,驱动能力不强(在相同的偏置电流下,增益不如共源放大器高)。
高输入阻抗,低输出阻抗,电压缓冲器,宽带宽。
● 题17,分析如下图所示自偏置电流镜中启动电路的工作过程。
答:在开启前,管子T4/T5/T6关断,栅端为高电位,电流为0;电阻R 上没有压降,T8管子TH P SG V V ,管子导通,有电流流过T7,所以T9也导通;所以晶体管T4/T5/T6栅端电压被拉低,产生流过;当电流通过R 时,产生压降,且使管子T8/T9关断,不影响电流镜工作!● 题18,分析如下图所示自偏置电流镜中启动电路的工作过程。
答:(a )电路开始上电,自偏置电流镜处于零电流工作状态,M1、M2栅极为低电平,M3、M4的栅极为高电平。
(b )M6的栅极接地,PMOS 管M6导通,将M6的漏端拉至高电平,M9导通,M4、M9、Q2形成通路,M4的栅极拉至低电压,电流镜摆脱零电流工作状态。
(c )自偏置电流镜有电流后。
M5、M8支路镜像该电流。
M8的栅源端电压提供给M7栅极。
M7导通,M7的漏端拉至低电平,M9关断,启动电路关闭,不再对自偏置电流镜电路产生影响。
自偏置电流镜电路摆脱简并工作点后正常工作。
● 题19,在基本两级OTA 电路采用miller 电容补偿后,会因为存在电容的前馈通路而引入一个右半平面零点,试列举1个消除右半平面零点的方法,并说明其原理。
插入源极跟随器法:原理:上图为基本两级OTA的差模半电路,在补偿电容错误!未找到引用源。
和OTA输出端之间插入了一个由错误!未找到引用源。
和电流源错误!未找到引用源。
组成的源极跟随器,若忽略衬底调制效应,源极跟随器的电压增益将近似为1,因此同没有源极跟随器相比,补偿电容错误!未找到引用源。
两端的小信号电压将没有变化,错误!未找到引用源。
的miller效应将仍然存在,可以起到miller补偿的作用。
但是,由于源极跟随器的插入,前馈通路将由补偿电容错误!未找到引用源。
和错误!未找到引用源。
的栅源电容错误!未找到引用源。
串联而成,由于错误!未找到引用源。
,使串联后前馈电容的值远小于错误!未找到引用源。
,式错误!未找到引用源。
表明右半平面零点频率与前馈电容的大小成反比,因此插入源极跟随器后环路增益右半平面零点频率将得到大幅度的提高,从而消除了右半平面零点对相位裕度的影响。
插入源极跟随器可以有效阻碍错误!未找到引用源。
所引起的前馈通路,消除右半平面零点的影响,但为保证源极跟随器中的晶体管错误!未找到引用源。
工作于饱和区从而提供单位增益的电压增益,OTA输出电压的最大值要小于错误!未找到引用源。
(其中错误!未找到引用源。
为电流源错误!未找到引用源。
正常工作时的最小压降,错误!未找到引用源。
为晶体管错误!未找到引用源。
的栅源电压),该电压远小于基本两级OTA决定的输出电压最大值(为错误!未找到引用源。