模拟电子技术基础王淑娟于泳全部课后答案高等教育出版社.docx
- 文档编号:27722542
- 上传时间:2023-07-04
- 格式:DOCX
- 页数:181
- 大小:740.88KB
模拟电子技术基础王淑娟于泳全部课后答案高等教育出版社.docx
《模拟电子技术基础王淑娟于泳全部课后答案高等教育出版社.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《模拟电子技术基础王淑娟于泳全部课后答案高等教育出版社.docx(181页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
模拟电子技术基础王淑娟于泳全部课后答案高等教育出版社
模拟电子技术答案
第2章
【2-1】填空:
1.本征半导体是
,其载流子是
和
。
两
种载流子的浓度。
2.在杂质半导体中,多数载流子的浓度主要取决于,而少数载流子
的浓度则与有很大关系。
3.漂移电流是在作用下形成的。
4.二极管的最主要特征是,与此有关的两个主要参数是
和。
5.稳压管是利用了二极管的特征,而制造的特殊二极管。
它工作
在。
描述稳压管的主要参数有四种,它们分别
是、、、和。
6.某稳压管具有正的电压温度系数,那么当温度升高时,稳压管的稳压值将。
1.完全纯净的半导体,自由电子,空穴,相等。
2.杂质浓度,温度。
3.少数载流子,(内)电场力。
4.单向导电性,正向导通压降UF和反向饱和电流IS。
5.反向击穿特性曲线陡直,反向击穿区,稳定电压(UZ),工作电流(IEmin),最大管耗
(PZmax)和动态电阻(rZ)
6.增大;
【2-2】试分析图2.10.1电路,计算电位器调节端对地的输出电压范围。
Uo
330W
+12V
b
-12V
1kWa
1kW
图2.10.1
题2-2电路图
解:
二极管的正向特性曲线,当电流较大时,比较陡直,也具有一定的稳压特性。
此题就是
利用二极管的正向特性来获得比较稳定的低的直流电压值。
可以从其他电源转换而来,例如
图中的±12V直流电源,比通过电阻降压要好。
两个二极管正偏工作,a、b二点间的电压为1.4V。
330W的电位器跨接在a、b二点之间,
点是+0.7V,b点是-0.7V。
Uo对地电压的调节范围-0.7V~+0.7V,电位器的中点是0V。
a
【2-3】电路如图2.10.2所示,二极管均为理想二极管,电压
和L3为3个灯泡,请分析哪个灯泡最亮。
U为
220V
市电,L1、L2
+U-
VD1
VD2
VD3
L1
L2
L3
图2.10.2题2-3电路图
[解]根据题意,电压U为220V交流市电,故该电路的分析应该从正半周和负半周两个
方面进行。
在正半周,D2导通,L2被短路,D1和
半周,D1和D3导通,L1和L3被短路,L2上承受
D3截止,L1和L3各分得电压
220V电压;故L2灯最亮。
110V;在负
【2-4】在图2.10.3
电路中,U1和U2分别为大小合适的电源,
U1>0、U2<0。
二极管D1
和D2的正向导通电压为
UD,耐压为无穷大,且
U1
U2UD。
请画出该电路的电压传输特
性曲线,并写出A点的电压表达式。
U1
iR1
R1
VD1
A
VD2
ui
uo
iD1
iD2
R2
iR2
U2
图2.10.3
题2-4电路图
[解]
当输入电压很低时,
ui
UA,D1二极管反向截止,此过程中D2二极管正向导通,
计算可得:
iR1
U1U2UD
iR2
R1+R2
此时输出电压为uoU1
U1
U2
UD
R1,定义此电压为Uth。
R1+R2
当U1
uiUth时,二极管D1和D2均为导通状态,此时
uoui,输出电压跟随输入电压
变化;当ui
U1时,二极管D1导通,D2截止,输出电压uo
U1。
此题关键在于判断各二极管的工作状态,传输特性如图
1.4.8所示。
uo
U
UthUui
图1.4.8例1.4.4解图
【2-5】电路如图2.10.4所示,其中ui=20sinωt(mV),f=1kHz,试求二极管VD两端电压和通过它的电流。
假设电容C容量足够大。
C+
iD
+
R
+
ui
5kWVD
uD
+
6V
(a)
图2.10.4题2-5电路图
1.静态分析
静态,是指ui=0,这时ui视作短路,C对直流视作开路,其等效电路如图1.4.2(a)所示。
不妨设UD=0.6V
则
6VUD
(60.6)V
ID
1.08mA
R5kW
对于静态分析,也可以根据二极管的伏安特性曲线,用图解法求解。
2.动态分析
对于交流信号,直流电源和电容C视作短路;二极管因工作在静态工作点附近很小的范
围内,故可用动态电阻
rd等效,且
1
iD
,由此可得等效电路如图
1.4.2(b)所示。
rd
uD
二极管伏安特性方程:
iDIS(euD/UT
1)
(1.4.1)
由于二极管两端电压
UD
UT=26mV,故式1.4.1可简化为:
i
D
IeuD/UT
S
1
diD
ID
rd
duD
UT
rd
UT
26mV
24.07W
ID
1.08mA
所以
id
ud
ui
0.02sin
t(V)
0.83sin
t(mA)
rd
rd
24.07(W)
3.交流和直流相叠加
iD
ID+id
1.08+0.83sin
t(mA)
uD
UD+ud0.6+0.02sin
t(V)
4.uD和iD波形如图1.4.2(c)、(d)所示。
UD
+
ID
+
iR
id
+
D
R5kW
6V
ui
R
rd
ud
5kW
+
(a)
(b)
uD/V
iD/mA
ud
id
UD
ID
0.6
1.08
0.83
0.02
t
t
0
0
(c)
(d)
图1.4.2例1.4.1解图
【2-6】分析图2.10.5所示电路的工作情况,图中
I为电流源,I=2mA。
设20℃时二极
管的正向电压降
UD=660mV,求在50℃时二极管的正向电压降。
该电路有何用途?
电路中
为什么要使用电流源?
I
R
+
VCC
UD
图2.10.5
题2-6电路图
解:
UY及各元件中通过的
该电路利用二极管的负温度系数,可以用于温度的测量。
其温度系数
-2mV/℃。
20℃时二极管的正向电压降
UD=660mV,50℃时二极管的正向电压降
UD=660-(230)=600mV
因为二极管的正向电压降
UD是温度和正向电流的函数,所以应使用电流源以稳定电流,
使二极管的正向电压降
UD仅仅是温度一个变量的函数。
【2-7】试分析图2.10.6所示电路的工作情况,图中二极管为理想二极管,tV。
要求画出
VD4
VD1
i
O
求输出电压
u1
u2
UO(AV)。
VD3
VD2uO
R
L
u2=10sin100
uO的波形图,uO的平均值
图2.10.6题2-7电路图
解:
当u2>0时,VD1、VD3导通,VD2、VD4截止,uO为正;当u2<0时,VD2、VD4导通,
VD1、VD3截止,uO仍为正。
实现桥式整流,波形如图1-12。
u2
2π
10V
ωt
O
π
3
4
π
π
uO
O
ωt
Uo(AV)
1
π
6.37V
10sintd(t)
π0
【2-8】在图2.10.7中,试求下列几种情况下输出端对地的电压
电流。
(1)UA=10V,UB=0V;
(2)UA=6V,UB=5V;(3)UA=UB=5V。
设二极管为理想二极管。
IDA
1k
W
VDA
UA
UB
1k
W
UY
IDB
VDB
RIR
9kW
图2.10.7题2-8电路图
解:
(1)VDA导通,VDB截止
IDB0,IDAI
1
0V
1mA
R(1+
9)W(k)
UY
IR
R9V
(2)VDA导通,VDB截止
6V
IDB
0,I
DAIR10kW
0.6mA
UY
IR
R5.4V
(3)VDA
VDB均导通
IR
5V
0.53mA
IDA
IR
0.26mA
IDB
9.5kW
2
UY
IRR4.74V
【2-9】设硅稳压管VDz1和VDz2的稳定电压分别为
5V和10V,正向压降均为0.7V。
求2.10.9各电路的输出电压
UO。
1kW
1kW
VDZ1
VDZ1
25V
UO
25V
UO
VDZ2
VDZ2
(a)
(b)
1kW
1kW
25V
UO
25V
UO
VDZ1
VDZ2
VDZ1
VDZ2
(c)
(d)
图2.10.9题2-10电路图
解:
图(a)15V;
图(b)1.4V;
图(c)5V;
图(d)0.7V.
【2-10】有两个稳压管VDZ1和VDZ2,其稳定电压值分别为5.5V和8.5V,正向压降都是
0.5V。
如果要得到3V的稳定电压,应如何连接?
解:
连接方法如图1-5。
1kW
DZ1
UI
DZ2
UO
图1-5
第四章
【4-1】填空:
1.场效应管从结构上分成
和
两种类型,它的导电过程仅仅
取决于载流子的流动;因而它又称做
器件。
2.场效应管属于控制型器件,而双极型晶体管是
控制
型器件。
7.结型,绝缘栅型,多数,单极型。
8.电压,电流。
【4-2】两个场效应管的转移特性曲线分别如图4.7.1
(a)、(b)所示,分别确定这两个场
效应管的类型,并求其主要参数(开启电压或夹断电压,低频跨导)
。
测试时电流iD的参考
方向为从漏极
D到源极S。
iD/mA
6
5
4
2
0
uGS/V
iD/mA
UDS10V
1
6
2
4
3
2
UDS
10V
1
4
4
2
1O
uGS/V
(a)
图4.7.1
题4-2特性曲线
(b)
:
(a)P沟道增强型MOS管,开启电压
UGS(th)=-2V,IDO=-1mA
在工作点(UGS=-5V,ID=-2.25mA)处,
2
IDOID
1.5mS
gm=
UGS(th)
(b)N沟道耗尽型MOSFET,夹断电压UGS(off)
4V
,IDSS
4mA
在工作点(UGS=-2V,ID=1mA)处,
【4-3】已知图
4.7.2(a)所示电路中场效应管的转移特性如图
4.7.2(b)所示。
求解电路的Q
点和Au。
+VDD15V
iD/mA
Rd10kW
4
3
Rg
VT
2
ui
10MW
uo
1
VGG3V
uGS/V
O
2
4
6
(a)
(b)
图4.7.2题4-3电路图解:
由图4.3(b)转移特性曲线可得:
UGS(th)=2V,过点(6,4)和(4,1)
代入
iD
uGS
2,可得IDO=1mA
IDO(UGS(th)
1)
由图4.3(a)电路图可得:
UGSQ=3V
uGSQ
2
3
2
IDQ
IDO(UGS(th)
1)
1(
2
1)
0.25mA
UDSQ=VDD-IDQRd=15V-0.25mA10kΩ=12.5V
2
11
gm
2IDOIDQ
4
0.5mS
UGS(th)
2
Au=-gmRd=-0.5mS·10kΩ=-5
【4-4】电路如图4.7.3所示,设MOS管的参数为UGS(th)=1V,IDO=500uA。
电路参数为VDD=5V,-VSS=-5V,Rd=10kΩ,R=0.5kΩ,IDQ=0.5mA。
若流过Rg1、Rg2的电流是IDQ的1/10,试确定Rg1和Rg2的值。
VDD
VDD
Rd
C2
Rd
C2
Rg1
Rg2
uo
C1
C1
VT
VT
RS
Rg
RLuo
ui
Rg2R
ui
us
RS
CS
VSS
Rg1
图4.7.3题4-4电路图
图4.7.4
题4-6电路图
解:
uGS
2
,即0.5=0.5(uGS/1-1)2
iDIDO(UGS(th)
1)
由此可得:
uGS=2V
流过Rg1、Rg2的电流约为0.05mA,即有
Rg1+Rg2=10/0.05kΩ=200kΩ
uGS
uGuS(
Rg2
2VDDVSS)(IDRVSS)
Rg1+Rg2
2V
Rg2
10V
(0.5
0.5)V
200kΩ
于是可得:
Rg2=45kΩ,Rg1=155kΩ
mS
【4-5】电路如图4.7.3所示,已知Rd=10kΩ,Rs=R=0.5kΩ,Rg1=165kΩ,Rg2=35kΩ,
UGS(th)=1V,IDO
=1mA,电路静态工作点处
UGS=1.5V。
试求共源极电路的小信号电压增益
Au=uo/ui和源电压增益Aus=uo/us。
解:
IDQ
uGSQ
2
1.5
2
IDO(
1)
1(
1)0.25mA
UGS(th)
1
UDSQ=VDD-(-VSS)-IDQ(Rd+R)=5V+5V-0.25mA10.5kΩ=7.375V
2
IDOIDQ
2
11
gm
4
1mS
UGS(th)
1
Au
gmUgs
Rd
1mS10kΩ
20
Ugs
+gmUgs
R
1+1mS0.5kΩ
3
Ri=Rg1//Rg2=28.875kΩ
Aus
uo
uo
ui
Au
Ri
20
28.875
6.55
us
ui
us
Rs+Ri
3
28.875+0.5
gm=
2IDSSID
=1
UGS(off)
【4-6】电路如图4.7.4,场效应管的rds>>RD,要求:
1.画出该放大电路的中频微变等效电路;
2.写出Au、Ri和Ro的表达式;
3.定性说明当Rs增大时,Au、Ri和Ro是否变化,如何变化?
4.若CS开路,Au、Ri和Ro是否变化,如何变化?
写出变换后的表达式。
解:
此题的场效应管是增强型的,所以要用增强型的转移特性曲线方程式
IDQ
IDO(UGSQ
1)2
UGS(th)
UGSQ
UGUS
VDDRG2
IDQRS
RG1+RG2
UDSQVDD(RS+RD)IDQ
由以上三个式子可求出电路的静态工作点。
1.
略
Au=–gm(Rd//RL)
2.
电压增益
对转移特性曲线方程求导数,可得
2
gm
UGS(th)
IDQIDO
输入电阻
Ri
RG
+(RG1//RG2)
输出电阻
Ro
RD
3.Rs的增大,会使
UGS有所下降,静态工作点的
ID下降,gm有所减小,Au有所下降,
对Ri和Ro没有什么影响。
4.Cs开路,对静态工作点没有影响,但电压增益下降。
Au
gmRD
1+gmRS
Cs开路,对Ri和Ro没有什么影响。
【4-7】在图4.7.5所示电路中,已知UGS=-2V,管子参数IDSS=-4mA,Up=U
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 模拟 电子技术 基础 王淑娟 全部 课后 答案 高等教育出版社