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模电习题答案解析
习题1-1欲使二极管具有良好的单向导电性,管子的正
向电阻和反向电阻分别为大一些好,还是小一些好?
答:
二极管的正向电阻越小越好,反向电阻越大越好。
理想二极管的正向电阻等于零,反向电阻等于无穷大。
习题1-2假设一个二极管在50C时的反向电流为10卩A,试问它在20C和80C时的反向电流大约分别为多大?
已知温度每升高10C,反向电流大致增加一倍。
解:
在20C时的反向电流约为:
2”10」A=1.25)A
在80C时的反向电流约为:
2310」A=80」A
习题1-3某二极管的伏安特性如图(a)所示:
1如在二极管两端通过1k?
的电阻加上1.5V的电压,如图
(b),此时二极管的电流I和电压U各为多少?
2如将图(b)中的1.5V电压改为3V,贝V二极管的电流和电
1.5V1k?
(b)
压各为多少?
解:
根据图解法求解
①电源电压为1.5V时
1.5二UI
I0.8A,U:
0.7V
②电源电压为3V时
3二UI
I2.2A,U:
0.8V
可见,当二极管正向导通后,如电源电压增大,贝匸极管的电流随之增大,但管子两端的电压变化不大。
习题1-4已知在下图中,U|=10sin®t(V),RL=1k?
,试对应地画出二极管的电流iD、电压uD以及输出电压uO的波
形,并在波形图上标出幅值。
设二极管的正向压降和反向
习题1-5欲使稳压管具有良好的稳压特性,它的工作电
流Iz、动态电阻Xz以及温度系数au,是大一些好还是小一一些好?
答:
动态电阻rZ愈小,则当稳压管的电流变化时稳压管的电压变化量愈小,稳压性能愈好。
一般来说,对同一个稳压管而言,工作电流Iz愈大,
则其动态内阻愈小,稳压性能也愈好。
但应注意不要超过其额定功耗,以免损坏稳压管。
温度系数au的绝对值愈小,表示当温度变化时,稳压管的电压变化的百分比愈小,则稳压性能愈好。
习题1-6某稳压管在温度为20C,工作电流为5mA时,稳定电压UZ=10V,已知其动态内阻rZ=8?
,电压的温度系数au=0.09%/°C,试问:
1当温度不变,工作电流改为20mA时,UZ约为多少?
2当工作电流仍为5mA,但温度上升至50C时,UZ约为
多少?
解:
①.:
Uz=:
lzrz=(20—5)10-8=0.12V
Uz=100.12=10.12V
②UzUz=:
u:
T=0.09%(50-20)=2.7%
Uz=1012.7%严10.27
习题1-7在下图中,已知电源电压U=10V,R=200?
Rl=1k?
,稳压管的Uz=6V,试求:
1稳压管中的电流IZ=?
2当电源电压U升高到12V时,IZ将变为多少?
3当U仍为10V,但Rl改为2k?
时,-将变为多少?
解:
①Irl=
Uz6mA
Rl
U-Uzz=20mAR
二Iz=I-Irl=20-6
U-U
2I==30mA二Iz=I—IR=30—6=24mA
RL
3Ir==3mApIz=I一Irl=20一3=17mA
lRL
习题1-8设有两个相同型号的稳压管,稳压值均为6V,
当工作在正向时管压降均为0.7V,如果将他们用不同的方
法串联后接入电路,可能得到几种不同的稳压值?
试画出各种不同的串联方法。
+
2?
“-
⑴12V
I.+
2?
h-
(1)6.7V
仆+
<*-
(1)1.4V
习题1-9一个三极管的输出特性如图所示,
①试在图中求出uCE=5V,iC=6mA处的电流放大系数:
、丁、
:
和「,并进行比较。
②设三极管的极限参数为ICM=20mA,U(Br)ceo=15V,PCM
=100mW,试在特性曲线图中画出三极管的安全工作区。
解:
习题1-10假设有两个三极管,已知第一个管子的\=99,
则:
"-?
当该管的Ibi=10"时,其IC1和IE1各等于多少?
已知第二个管子的:
一2=0.95,则其汽=?
若该管的IE2=1mA,则IC2和lB2各等于多少?
解:
①s=—=0.99
11+幷
当IB1=10」A时,IC1=0.99mA,IE1=1mA
②\2='2=19
1-阪2当lE2=1mA时,lC2=0.95mA,lB2=50PA
习题1-11设某三极管在20C时的反向饱和电流ICBo=1卩A,B=30;试估算该管在50C的ICBO和穿透电流ICEO大致等于多少。
已知每当温度升高10C时,Icbo大约增大一倍,而每当温
度升高1C时,
B大约增大1%。
解:
20C时,
1CEO=11CBO=31"A
50C时,
lCBO:
"8丄A
任任’t_L0’50_20
—■011%0=3011%
:
301301%=39
Ice。
二i1cb。
=320」A=0.32mA
习题1-12一个实际PNP型锗三极管的输入、输出特性曲线分别如图P1-12(a)和(b)所示。
1查看该三极管的穿透电流Ice。
约为多大?
输入特性的死区电
压约为多大?
2为了使PNP型三极管工作在放大区,其ube和uBC的值分别应
该大于零还是小于零?
并与NPN型三极管进行比较。
解:
①查图可知,ICEo=0.5mA,死区电压约为0.2V;
②为了使三极管工作在放大区,
对PNP型:
Ube<0,Ubc>0;
对NPN型:
Ube>0,Ubc<0。
习题1-13测得某电路中几个三极管各极的电位如图P1-13所
示,试判断各三极管分别工作在截止区、放大区还是饱和区。
+5V
+0.7VI>
0V
(a)
+12V
+12V
(b)
0V+10.3V
-5V
+4.7V
0V
(e)
+5V(f)
-6V+10V
饱和
截止
0V
Q
-6V(c)放大
解:
判断依据:
NPN型:
Ube>0,
ubc<0.
放大;
ube>0,
ubc>0,
饱和;
Ube<0,
ubc<0.
截止。
PNP型:
UBE<0,
ubc>0.
放大;
UBE<0,
ubc<0,
饱和;
Ube>°,
UbC>0,
截止。
+5V
+0.7V1/
0V
(a)
放大
截止临界饱和
-1V
+12V
(g)
(h)
放大
放大
习题1-14已知图P1-14(a)~(f)中各三极管的B均为50,UBe〜0.7V,试分别估算各电路中的iC和uCe,判断它们各自工作在哪个区(截止、放大或饱和),并将各管子的iC和uCE对应在输出特性曲线上的位置分别画在图P1-14(g)上。
200k?
IB=0.065mAIC3.25mAUCe=3.55V
三极管工作在放大区,
见图P1-14(g)中A点
(b)
IB=0.0465mAIC:
2.325mAUce-5.35V
三极管工作在放大区,
见图P1-14(g)中B点'
20k?
(c)
(d)
IB=0.465mAIC23.25mAUce=「36.5V
UceVcc=10V
以上算出的IC与UCE值是荒谬的,实质上此时三极管巳工作在饱和区,故Ib=0.465mA,
Ic~vcc/rc=5mA,Uce=Uces〜0.3V,见图P1-14(g)中C点。
三极管工作在截止区,
见图P1-14(g)中D点'
200k?
Uce:
Vcc=10V
IB=0.0465mA
IC:
2.325mA
Uce二Vcc"W
三极管工作在截止区,
见图P1-14(g)中E点
(与D点重合)。
三极管工作在放大区,
见图P1-14(g)中F点'
6
A_
B
图P1-14(g)
3
2
1
U
10^ 7b=100MA 80MA -60pA 一40MA —20MAOMA 习题1-15分别测得两个放大电路中三极管的各极电位如图 P1-15所示。 试识别它们的管脚,分别标上e、b、c,并判断 这两个三极管是NPN型还是PNP型,硅管还是锗管。 (a) (a) 解: 本题的前提是两个三极管均工作在放大区。 (a)1――发射极e,3――基级b,2――集电极c,三极管类型是NPN锗管。 (b)2――发射极e,3――基级b,1――集电极c,三极管类型是PNP硅管。 习题1-16已知一个N沟道增强型MOS场效应管的输出特性 曲线如图P1-16所示。 试作出uds=15V时的转移特性曲线,并由特性曲线求出该场效应管的开启电压UGs(th)和lDo值,以及 gm ': iD ': UGS 4-1.2 4.5-3.5 =2.8mS 习题1-17试根据图P1-17所示的转移特性曲线,分别判断各相应的场效应管的类型(结型或绝缘栅型,P型沟道或N型沟 道,增强型或耗尽型)。 如为耗尽型,在特性曲线上标注出其夹断电压UGS(off)和饱和漏极电流lDss;如为增强型,标出其 (a)绝缘栅型N沟道增强型;(b)结型P沟道耗尽型; (c)绝缘栅型N沟道耗尽型;(d)绝缘栅型P沟道增强型 习题1-18已知一个N型沟道增强型MOS场效应管的开启电 习题1-19已知一个P型沟道耗尽型MOS场效应管的饱和漏 极电流|dss=-2.5mA,夹断电压UGs(off)=4V,请示意画出其转移特性曲线。 习题2-1试判断图P2-1中各电路有无放大作用,简单说明理由。 答: (a)无放大作用(发射结反偏); (b)不能正常放大(发射结无直流偏置); (c)无放大作用(集电结无直流偏置); (d)无放大作用(发射结无直流偏置); (e)有放大作用(是射极跟随器); ⑴无放大作用(输出交流接地); (g)无放大作用(输入交流接地); (h)不能正常放大(栅极无直流偏置); (i)无放大作用(电源极性接反); 习题2-2试画出图P2-2中各电路的直流通路和交流通路。 设各电路中的电容均足够大,变压器为理想变压器 答: (a) o (b)交流通路 CC (c)交流通路 图(c)中, 2 Rl 习题2-3在NPN三极管组成的单管共射放大电路中,假设电路其他参数不变,分别改变以下某一参数时,试定性说明放大电路的IBq、Icq和UCEQ将增大、减少还是基本不变。 ①增大Rb;②增大VCC;③增大B。 答: ①增大Rb,贝VIbq减少,Icq减少,UCEQ增大。 2增大Vcc,则Ibq增大,d增大,Uceq不确定。 3增大B,则Ibq基本不变,ICQ增大,UcEq减少。 习题2-4在图2.5.2所示NPN三极管组成的分压式工作点稳 定电路中,假设电路其他参数不变,分别改变以下某一参数时,试定性说明放大电路的Ibq、Icq和UcEq、rbe和IAJ将增 大、减少还是基本不变。 ' 1增大Rbl;②增大Rb2;③增大Re;④增大B。 答: ①增大Rbl,则IbqT,IcqT,Uceq^,%J,|人匸。 2增大Rb2,则1BQJ,ICQJ,UCEQ匸,rbeT,AuJ。 3增大Re,则1BQJ,ICQJ,UCEQT,rbeT,|AuJ。 4增大B,则IbqJ,Icq基本不变,Uceq基本不变,%匸, Au基本不变 3kJ 1u 120kJ C B +iC Rc —O +Vcc 心+ Uo 1BQ Vcc-Ubeq (1JRoRd =0.027mA 习题2-5设图P2-5中的三极管B=100,UBeq=0.6V, VCC=12V,Rc=3k「,Rb=120k「。 求静态工作点处的IBQ、ICQ和UCEQ值。 解: Vcc-(IcqIBQ)RcIBQRdUbeq 1)RcIbqRdUBEQ Uceq=Vcc-IcqIbqRc=3.82V 习题2-6设图P2-6(a)中: Rb=510k」,Rc=10k「,Rl=1.5^1, Vcc=10V。 三极管的输出特性曲线如图(b)所示。 1试用图解法求出电路的静态工作点,并分析这个工作点选得是否合适; 2在Vcc和三极管不变的情况下,为了把三极管的静态集电极电压Uceq提高到5V左右,可以改变那些参数? 如何改法? 3在Vcc和三极管不变的情况下,为了使lCQ=2mA,Uceq=2V, 应改变那些参数? 改成什么数值? (b) 1BQ Je/rnAi 7- Fb=120/ZJ 6- 5■ 匕 80A4 : - K AOUA 2 46810 "ce/v 解: ①可先用近似估算法求Ibq VCC-Ubeq Rb 直流负载线方程: : : 0.02mA=20」A510 UCE-VCC_iCRC=10-10卜 静态工作点Q|点处,UCEQ0.5V,ICQ0.95mA 由图可见Q1点靠近饱和区,易产生饱和失真。 ②为将UCEq提高到5V左右,可同时减小只Rc和Rb,如图中Q2点,也可以Rb不变,减小Rc;或Rc不变,增大Rb;或同时增大Rc和Rb等。 Jc/rnAi1 7-ib=12D^4 ③将iC=2mA,uCe=2V的一点与横坐标上uCE=10V的一点相连即可得到此时的直流负载线,此时集电极电阻为 Rc-VCC~'UCEQj1CQ=〔0-'2j2=4ki: 由图可见,Q3点处lBQ=40卩A,则 -Vcc_'UBEQ1BQ=10—'0.7O.°4: "25°k: : 因此,需减小Rc和Rb,可减为Rc=4k? Rb=250k? Jc/rnAii 7-^=120^4 01V%片 习题2-7放大电路如图P2-7(a)所示,试按照给定参数, 在图P2-7(b)中: 1画出直流负载线; 2定出Q点(设Ubeq=0.7V); 3画出交流负载线。 解: ①直流负载线万程为: Uce乂C-ic(RcRJ=15—3ic =2.6mA 2.6 逆叨>1 一 ②Ubq茫一仏2——Vcc=3.3V Rb1■Rb2 UBQ—UBEQ ICQIEQ- 则由iC=2.6mA的一条水平线与直流负载线的交点即为Q,由图可得UCEq=7.2V。 Re -7.2liil-: ! ■2-■'<: (b) 3交流负载线通过Q点,且斜率为-丄,其中 RL ,试问: 习题2-8在图P2-7(a)中,如果输出电压波形为 1电路产生截止失真还是饱和失真? 2 + Uo 应如何调整电路参数以消除失真? 答: ①饱和失真; 2应降低Q点,为此可增大 Rb1(原为39k? )。 (a) 习题2-9试作出图P2-9中所示放大电路的负载线。 已知: Rb=560k? ,Rc=5.1k? ,R1=R=10k? ,RL=1M? ,两个直流电源均为12V,三极管的输出特性曲线如图P2-6(b)所示。 C (非线性)和 为此,可利 Vcc和一个电阻Rc, Re UCE =7.2-4ic L/iri/k* 答: 图解的基本方法要求分别画出三极管部分负载部分(线性)的伏安特性,然后求出交点用戴维宁定理将负载部分等效为一个电源 由给定参数可求得: Vcc=7.2V, 该电路的直流负载线方程为: 图P2-6(b) 习题2-10设图P2-10电路中三极管的B=60,VCC=6V,Rc=5k? ,Rb=530k? ,RL=5M? ,试: 1估算静态工作点; 2求rbe值; 3求电压放大倍数Au,输入电阻 Ri和输出电阻R。 。 VCC-UBEQ BQ- 解: ①I =10」A 1EQ=1BQ1CQ-°.61mA R Ci +11 Ui R 心Vcc Ic^=■Ibq=0.6mA Uceq-Vcc-Icq住=3V ②rbe=300(1J62.9k'1 1EQ 侃〃Rl),_51.7 % R=Rb〃rbe: "2.9k1'.1 Ro=Rc=5k1.1 习题2-11利用微变等效电路法估算图P2-11(a)电路的电压放 大倍数、输入电阻及输出电阻。 已知: Rb1=2.5k? Rb2=10k? Rc=2k? Re=750? RL=1.5k? Rs=0,Vcc=15V,三极管的输出特性曲线如图(b)所示。 解: 首先估算Q点,可求得: Rb1UBQUBEQ Ubq"Vcc-3VIcq八jeq'3.07mA Rb1*Rb2Re UCEQ=VC^_1CQRc=6.56V 由图可知,Ibq=20」A rbe=300(11)26: 1.6k1.1 1EQ A一墜B-80.6 rbe R=&//%: 0.89k'1 =如胡50 •% Ro 习题2-12上题中,女口Rs=10k? ,则电压放大倍数 解: 习题2-13在图P2-13的放大电路中,设三极管的3=100,Ubeq=-0.2V, rbb'=200? 。 1估算静态时的Ibq,Icq和Uceq; 2计算三极管的rbe直; 3求岀中频时的电压放大倍数; 4若输入正弦电压,输岀电压波形为,试问三极管产生了截止失真还 是饱和失真? 应该调整电路中的哪个参数(增大还是减少)? 解: ①IBQ VCC_UBEQ 1EQ : "1CQ 20」A Rb ~'1BQ-2mA Rb[ ―n 490k? r R』( +和 Ui -VCC -10V UCEQ-Vcc--ICQRc)二_4V Rl3k? Uo QO 2rbe=rbb(「1)6-2001011.5k'11EQ2 3人|-(Rc〃RL)=TOO④是截止失真,应减少Rb 习题2-14在图P2-14的电路中,设B=50,UBEq ①求静态工作点;②画出放大电路的微变等效电路; =0.6V ③求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻 解: ①Vcc=IBQRbUBEQ' (1)IBQRe VCC_UBEQ IBQ 12-0.7 1EQ 飞(1亦一470512 ■h丨CQ=■IBQ—1mA : 20」A Rb] 470k? f CiJ +T口 Ui RcR X UCEQ=Vcc_ICQRc-IEQRe小6.1V +Vcc +12V C2 + 2微变等效电路 3rbe=300(V■)( IEQ 庇-P(Rc〃Rl) rbe(1JRe1.63k<1: —0.94 RlUo 3.9k? T UiRb Ri-Rb//||rbeV'■R.: 84.9k」R。 二Rc=3.9k" o 解: 习题2-15设图P2-15中三极管的B=100,UBeq=0.6V,rbb'=100? Vcc=10V,Rc=3k? Re=1.8k? RF=200? Rb1=33k? Rb2=100k? 负载电阻RL=3k? ①求静态工作点; 电容C1>C2、C3均足够大。 ②画出微变等效电路; UCEQ二Vcc-ICQRc-IEQRfRs5.3V ②微变等效电路 &=F^bl〃Rb2 r.U Rl jnb 少Rb [4 吐 Uo Us 26 IEQ -■(Rc//RL): ._6.5 rbe(1JRf =^bb (1) 2.89k-1 ④Ri Aus =Rb! //Rb2//「be1「Rf: 11.96k'J R i——代: -4.87 RRs Ro 习题2-16 解: ①Vcc P106 =IBQRbUBEQ')I IBQ IEQ Vcc-UBEQ, = Rb(V-)Re ■-Icq='Ibq—1mA UCEQ=VCC_1EQRe: 6.4V ②证=300(1「)62.93k11 1EQ V'Re rbe(1JRe A_11Re//Rl o Rl =g时,AJ= RL=1.2k? 时, rbe 0.99 +(l+P)Re//〃Rl0.97 3RL=g时,R=Rb〃%+P)Re]吒283kO RL=1.2k? 时,R=%//[rbe+(1+0\RJIR)”87.6kQ 4尺=([^[//Re舟*^290 「+目丿1+P 习题2-17 P107 Ui「乙(1」ReUo2(V')Re Ui乙(1JRe Rb Cl +一一 Ui o1 解: ① 习题2-18 o Vcc Vcc=15VRb1=2・5k」Rb2=10k1Rc=3k1Rl=3k1 B=50 Ubeq=0・6Vrbb=300」lEQ=2mA Rb1 =3/Re=UBQ-UBEQ=1.2叶 IEQ Ibqicq--0.04mA=40」A UCEQ=VCC-〔CQRc-〔EQRe=6.6V ③%=臥・+(1+P)—963Q IEQ R=丄詈“8.80 1- UBQ Rb1'Rb2 ②Icq1eq=2mA 77.8 rbe rbe Ro: “R)=3k1.1 习题2-19P107 解:
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