清华大学《模拟电子技术基础》习题解答与答案.docx
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清华大学《模拟电子技术基础》习题解答与答案
第一章半导体基础知识
自测题
一、
(1)v
(2)X(3)v(4)X(5)v(6)X
二、
(1)A
(2)C(3)C(4)B(5)AC
三、Uoi〜1.3VUo2=0U031.3VUO4〜2VUo5~2.3VUo6~—2V
四、Uoi=6VU02=5V
五、根据Pcm=200mW可得:
Uce=40V时Ic=5mA,Uce=30V时Ic~6.67mA,Uce=20V时Ic=10mA,Uce=10V时Ic=20mA,将改点连接成曲线,即为临界过损耗线。
图
略。
六、1、
VBBUBE
Rb
ICIB2.6mA
UceVccIcRc2V
Uo=Uce=2V。
2、临界饱和时Uces=Ube=0.7V,所以
VCCUCES
RC
2.86mA
IB上28.6讥
甩止蚯45.4k
IB
七、T1:
恒流区;T2:
夹断区;T3:
可变电阻区。
习题
1.1
(1)AC
(2)A(3)C(4)A
1.2不能。
因为二极管的正向电流与其端电压成指数关系,当端电压为1.3V时管子会因电流过大而烧坏。
1.3Ui和uo的波形如图所示。
1.4ui和uo的波形如图所示。
1.5Uo的波形如图所示。
t
t
t
1.6Id=(V—Ud)/R=2.6mA,Ut/Id=10Q,ld=Ui/rD~1mA。
1.7
(1)两只稳压管串联时可得1.4V、6.7V、8.7V和14V等四种稳压值。
(2)两只稳压管并联时可得0.7V和6V等两种稳压值。
1.8Izm=Pzm/Uz=25mA,R=Uz/Idz=0.24〜1.2kQo
1.9
(1)当Ui=10V时,若Uo=Uz=6V,则稳压管的电流为4mA,小于其最小稳定电流,所以稳压管未击穿。
故
Uo
Rl
RRl
Ui
3.33V
当Ui=15V时,由于上述同样的原因,Uo=5V。
当Ui=35V时,Uo=Uz=5V。
(2)
Idz(UiUz\R29mA>Izm=25mA,稳压管将因功耗过大而损坏。
1.10
(1)S闭合。
(2)
Rmin(VUD)1Dmax233,Rmax(VUD)lDmin700
1.11波形如图所示。
uI/V
6
3
0
UO1/V
3
0
UO2/V
3
0
1.12
■n
A
A
n
AA
60C时|CBO~32A。
1.13选用100、Icbo=10卩A的管子,其温度稳定性好。
(a)
1.14
(VBBUBEQ“»,
Ibq60^A,Icq
Rb
bq3mA,uo
Vcc
IcqRc9V
当Vbb=3V时,T处于饱和状态。
因为
1BQ
VBB应160卩A,
Rb
1CQ
Ibq8mA,Uo
VCC
1CQRC 1.17 取Uces=Ube,若管子饱和, VccubevccUbe RbRc Rb Rc,所以 Rb Rc 100管子饱和。 当ui=0时,晶体管截止,稳压管击穿, 1.18 当ui=—5V时,晶体管饱和, uo=0.1V。 uo=—Uz=— 因为 5V。 1.15晶体管三个极分别为上、中、下管脚,答案如表 AvV口 吕号 T1 T2 T3 T4 T5 T6 上 e c e b c b 中 b b b e e e 下 c e c c b c 管型 PNP NPN NPN PNP PNP NPN 材料 Si Si Si Ge Ge Ge 1.16当Vbb=0时,T截止,uo=12V。 当vbb=1V时,T处于放大状态。 因为 丄坠48&A Rb Ib24mA UECVCCIcRcVVCC 1.19(a)可能(b)可能(c)不能(d)不能,T会损坏。 (e)可能 1.20根据方程 iDlDSS(1A)2 UGS(th) 逐点求出确定的UGS下的iD,可近似画出转移特性和输出特性。 在输出特性中,将各条曲线上UGD=UGS(off)的点连接起来,便为予夹断线。 1.21 型,®㈣亟 1.22过uds为某一确定值(如15V)作垂线,读出它与各条输出特性的交点的iD值; 建立iD=f(UGS)坐标系,根据前面所得坐标值描点连线,便可得转移特性。 1.23ui=4V时T夹断,ui=8V时T工作在恒流区,ui=12V时T工作在可变电阻区。 1.24(a)可能(b)不能(c)不能(d)可能 第二章基本放大电路 自测题 一、 (1)x (2)V(3)X(4)X 二、(a)不能。 因为输入信号被Vbb短路。 不能。 不能。 不能。 不能。 可能。 (c) (d) (e) (f) (g) (5)V(6)X(7)X (b)可能 因为输入信号作用于基极与地之间,不能驮载在静态电压之上,必然失真。 晶体管将因发射结电压过大而损坏。 因为输入信号被C2短路。 因为输出信号被Vcc短路, 恒为零。 (h)不合理。 因为G-S间电压将大于零。 ⑴不能。 因为 T截止。 三、 (1)(VCC UBEQ)1BQ 565 (Vcc UCEQ).1BQ3 (2)UoUi -120; Rl Rc+Rl Uo 0.3 四、 五、 六、 (4)B (3)ACD (4) ABDE(5)C(6)BCE,AD (1)A (2)C(3) (1)C,DE (2)B 习题 3 R 2 R (d) E]— UiR2 (c) 2.1ebc大 大 中 大 cbc小 大 大 小 bec大 小 小 大 2.2(a)将一Vcc改为+Vcc。 (b)在+Vcc与基极之间加Rb。 (c)将Vbb反接,且加输入耦合电容。 (d)在Vbb支路加Rb,在一Vcc与集电极之间加Rc。 2.3图P2.3所示各电路的交流通路;将电容开路即为直流通路,图略。 2.4空载时: Ibq=20[iA,Icq=2mA,Uceq=6V;最大不失真输出电压峰值约为5.3V。 带载时: Ibq=20iA,Icq=2mA,Uceq=3V;最大不失真输出电压峰值约为2.3V。 2.5 (1)X (2)X(3)X(4)V(5)X(6)X(7)X(8)V (9)V(10)X(11)X(12)V 2.6 (1)6.4V (2)12V(3)0.5V(4)12V(5)12V 2.7 VccUBEQUBEQ Q: Ibq22口A RbR IcqIbq1.76mA 26mV 空载时: UceqVccIcqRc6.2V,grbb' (1)1.3k Ieq Au Ri Rb Rc 308 rbe "rbe rbe 1.3k Aus rbe Au 93 Rs rbe Ro Rc 5k R 时: L// L CEQCQcL RcRL rL Au -115 rbe rbe Aus -Au47 Rsrbe 2.7(a)饱和失真,增大Rb,减小Rc。 (b)截止失真,减小Rb。 (c)同时出现饱和失真和截止失真,增大Vcc。 2.8(a)截止失真(b)饱和失真(c)同时出现饱和失真和截止失真 2.9 (1) ICQ VCCUCEQ RC 2mA IBQ也20" 565k VccUBEQ Rb———— IBQ (2) Au Uo Ui 100Au 1 11 Rl1.5k Rc Rl R£ rbe Uom rL1k 2.11空载时, UCEQUCES 3.28V Rl3k时,UomIcqRl2.12V J2 2.12②①②①③ ③②①③① ③③①③③ 2.13 (1)静态及动态分析: UBQ IBQ Rb1 Rb1 IEQ 1 VccRb2 Au Ri Ro ⑵Ri增大, 2.14 2.15 2.16 2.17 rbb' (1 (Rc )26mV IEQ //Rl) rbe(1 Rb1//Rb2// Rc5k Rq4.1kQ; Q: IBQ Q点: 动态: 2VIEQ )Rf[rbe(1 UCEQ 2.73k 7.7 )Rf] UBQUBEQ Rf Re 1mA VCC 3.7k 1EQ(Rc Rf 5.7V VCC IBQ1 Au减小, Auq—1.92o UBEQ R! R2(1—)RC rbe// BQ Icq UCQ2 UBQ2 UCEQ1 UCEQ2 Ri ICQIBQ R1RoR2 UCEQ //R3 ^^VccUbeq)[R2/Rs+(1+ R2R3 IbqUceqVccIcqRcUbeq R4 rbe Ri RoR4 Vcc(1 )IBQRc )R1] VccUBEQ1 R2 ICQ2R4 R1 Vcc R2 R UBQ2 R2(Vcc —UBEQ2 UCQ2—UBQ2 rbe2 11~~2 rbe1 R2//R3//rbe1 Au2 UBEQ1 R3 UBEQ1) UBEQ2 ICQ2ICQ1 UBEQ1 21R4 rbe2 RoR4 Au2 图略。 IBQ1 AuAu1Au2 2.18 (1)求解Q点: IBQ VCCUBEQ Rb(i~~)Re 32.3^A Ieq (1)Ibq2.61mA UCEQVccIEQRe7.17V (2)求解电压放大倍数和输入电阻: Rl: RiRb//[rbe (1)Re]110k Au—(1——0.996 rbe (1)Re Rl3k: RiRb//[be (1)(Re//Rl)]76k (1)(Re//R) AueL0.992 rbe (1)(Re//Rl) (3) 求解输出电阻: RoRe//Rs"Rb一匹37 2.19 1 (1) Vcc ・1 UBEQ 31卩AICQ Ibq1.86mA Q: IBQ Rb(1 )Re UCEQVCC IEQ(Rc Re)4.56V “、26mV“a rberbb' (1)952 IEQ RiRb//rbe952 R//Rl) AucL95 rbe RoRc3k Ui R RsRi Us 3.2mV Uo代Ui304mV 若Ce开路,则 Ri Rb//[rbe(1 Rc//Rl )Re] 51.3k Ui Re R RsRi AuUi 1.5 Us 9.6mV 14.4mV 2.20(a)源极加电阻Rs。 (b)输入端加耦合电容,漏极加电阻Rd。 (c)输入端加耦合电容(d)在Rg支路加—Vgg,+Vdd改为—Vdd 2.21 (1)在转移特性中作直线UGS=—iDRs,与转移特性的交点即为Q点;读出坐标 值,得出Idq=1mA,Ugsq=—2V。 在输出特性中作直流负载线uds=Vdd—id(Rd+Rs),与Ugsq=—2V的那条输出特性 曲线的交点为Q点,Udsq~3V。 (2) iD ugs gmRD Uds 2 UGS(off) 5Ri1M 2.22 求Q点: (2) (1) 从转移特性查得,当求电压放大倍数: dssIdq1mA/V Ugsq=Vgg=3V Ugsq=3V Rord5k 时,Idq=1mA,Udsq=Vdd—IdqRd=5V gm 2 UGS(th) ■1dq1do3mA.V Au gmRD 20 2.23 代 gm(RD〃RL) R R3R1 //r2 Rd Rd 2.24(a) X (b)X (c)NPN型管,上-集电极, 中 (d) X e)x (f)PNP型管,上-发射极, 中 (g) NPN 型管,上 -集电极,中-基极,下-发射极。 -基极,下-发射极。 -基极,下-集电极。 第三章多级放大电路 自测题 一、 (1) X (2)W (3)Vx (4)X(5)V 二、 (1) AA (2)DA (3)BA (4) DB(5) CB 三、 (1) BD (2)C (3)A(4) AC (5)B (6)C 四、 (1) |C3= (Uz—Ubeq3)/Re3=0.3mA |E1=|E2= =0.15mA (2)减小Rc2。 当U|=0时uo=0,Icq4=Vee/Rc4=0.6mA。 IrC4IC2IB40.14mA 住2 IRC2 (1 )26mV IEQ2 7.14k 10.7k rbe2 rbb' 26mV rbe4 rbb' (1 ), 2.74k IEQ4 IE4Re4UBEQ4 Au1 )Re4] 16.5 Aj2 Rc2〃[rbe4(1 2「be2 rbe4 (1)f^e4 AuAu1Aj2297 18 习题 3.1 卄苴 3.2 (a)共射, (e)共源,共集图 (b)共射,共射(c)共射,共射(d)共集,共基 (f)共基,共集 (b) (c) (d) (a) 1R2 //[%2(1 R1rbe1 2)R3] (12)R3 rbe2(12)R3 Ri Ro Ri Ro Ri Ro Ri Ro R1rbe1 R3"弋 (11)R2"R3"rbe2 rbe1(11)(R2//R3//rbe2) R1//[rbe1(11)(R2//R3//rbe2)] R4 2R4) rbe2 1R2//[rbe2(12)「D[ R1rbe1 2R3] rbe2(12)「D R1rbe1 R3 [gm(R4〃R6〃R7〃rbe2)] R3R[//R2 R8 (玉) 3.3 (2)(c)(e)(3)(e) (1)(d)(e) 3.4图(a) rbe2 1 Au1 12 rbel AuAu1Au2125 RjR|//R2//rbe10.93k RiR33k 图(b) 1(R1"rbe2) 50 2R4 Au242 rbe2 AuAu1Au22100 Ri(R5R2/R3)/rbe11.2k RiR41k 3.5图 (c) Au1 1(R3//rbe2) 62 2R4 107 rbe2 Au1Au2 6634 R1"rbe1 1.5k R42k Au2 Ri Ri 图(e) Au1 Au2 gmR2 (1 rbe(1 //[rbe )R4 (1 3.6 Ri Ro )R4 Au1Au2 R110M R4//匹 R2 )R4]gmR26 (1) Ad Ui ⑵ uC1 uo Uc1 uo rbe (RcRW) 2心 (Rc字) UC2 (Rc Ui uC2 Rc 2% Ui RW) T) rbe 3.7 UBEQ iRw ieq飞 21EQReVee, IEQ Vee UBEQ 0.517mA rbe 26mv2.66k Ad Ri rbb' (1) IEQ晟97 )Rw10.4k rbe(1 2rbe(1 3.8 Uic Ui1Ui2 15mV 2 Uid UI1UI2 10mV Ad Rc 67 2rbe Uo AduId 0.67V I 3.9 (1)RlRc//Rl6.67k Vcc Rl RcRL Vcc 5V 1EQ VEEUBEQ 0.265mA 2Re UCQ1 Vcc ICQRL 3.23V UCQ2 Vcc 15V (2)△uo=uo—Ucq仟一1.23V 「be rbb'(1 )5.1k IEQ rL Ad L32.7 2(Rb rbe) Ui Uo 37.6mV Ad Uo AdUi 0.327V Uo UCQ1 Uo2.9V 3.10 //Rl 12(Rc〃L) Ad- rbel(1I)「be2 Ri 2[rbe1 (1 1)rbe2] 3.11 Ad=— gmRD=— 40 Ri=g 3.12 Ad 1 -gm Rd 1600 Ri=8 3.13 Aui Au2 Au3 1R2〃[「be4(14)R5 2「be1 4农“[rbe4(14 2rbe1 (15)R7 rbe5(15)R7 AuAu1Au2Au2 3.14 (1) Ro R7// rbe5 1 Uo VCCUCEQ 、2 7.78V Ui Uo A 77.8mV (2)若Ui=10mV,贝UUo=1V(有效值)。 若R3开路,则uo=0V。 若R3短路,则uo=11.3V(直流)。 第五章 放大电路的频率响应 自测题 一、 (1) 二、 (1) A (2)BA(3)BA(4)CC 静态及动态分析估算: IBQ IEQ UCEQ VccUbeq Rb (1)I VCC 22.6卩A bq1.8mA rb'e rbb' (1 (2)估算Cn: (3) 「be Ri rb'e Rb Aus fT fH fL (4)20lgAusm 三、 (1)60103 rbb'I rbe〃 IEQ R RsRi IcqRc3V 26mV )1.17k IEQ 1.27k 1.27k 69.2mA/V rb'e rbe (gmRc)178 2冗rb'e(Cn CQ 2冗rb'efT C(1 rb'e〃(rb'b 1 2nRC; 1 5214pF gmRc)C,1602pF Rs〃Rb)rb'e〃(rb'b 175kHz 14Hz 2n(RsRi)C 45dB,频率特性曲线略。 567 (2)10 10 (3) 103 (1 2(1 jf j10 4)(1 -或一 )(1 计1 100jf j10 4)(1j 习题 5.1 (1) 2n(RsRb〃%)G 5.2 (2) 2n[b'e"(rbb'Rb"RS)]C ①①③ 32 Au 10 (1)(1j Jf 或Au 3.2jf (1 %)(1j 或Au 2 -10f2 (1jf)(1j亦)(1j 2.5105) (2) (3) 三级; 当f=104Hz时,135o;当f=105Hz时,270。 o 5.5 5.6 (1) 103 fH fH jf5)3 2.5105 1.1.3 100j f 10 (1jf)(1 j、5) 10 105 131kHz (1 Au 100 (2) 图略。 Aum fL 10Hz 5 105Hz 5.7 103jf 5 (1j-)(1 5 103 j10 4)(1 j2.510 5) fLfH图略。 5.8 (1)(a) 5Hz 4 104Hz (2) (c) (3)(c) 5.9 R Re〃 rbe Rs〃Rb 1 fL 1 80Hz 2n RCe 5.10 (1) C1(Rs+Ri) =C2 (Rc+Rl), (2) C1 12.5^F Rs R C2 2.5卩F Rc Rl rbe Ci: C2=5: 1。 fL1 Rs20 1 5.11 fL 1 fL26.4Hz 2冗 1.1、2fL110Hz Ausm减小,因为在同样幅值的Ui作用下, 然减小。 fL减小,因为少了一个影响低频特性的电容。 fH减小,因为 5.12 5.13 (1) lb将减小, Cn会因电压放大倍数数值的减小而减小。 Ce Ic随之减小, Uo rbe Rs〃RbGRs20 11 r
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