《模拟电子技术基础》典型习题解答之欧阳史创编.docx
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《模拟电子技术基础》典型习题解答之欧阳史创编
半导体器件的基础知识
时间:
2021.02.10
创作:
欧阳史
1.1电路如图P1.1所示,已知ui=5sinωt(V),二极管导通电压UD=0.7V。
试画出ui与uO的波形,并标出幅值。
图P1.1解图P1.1
解:
波形如解图P1.1所示。
1.2电路如图P1.2(a)所示,其输入电压uI1和uI2的波形如图(b)所示,二极管导通电压UD=0.7V。
试画出输出电压uO的波形,并标出幅值。
图P1.2
解:
uO的波形如解图P1.2所示。
解图P1.2
1.3已知稳压管的稳定电压UZ=6V,稳定电流的最小值IZmin=5mA,最大功耗PZM=150mW。
试求图P1.3所示电路中电阻R的取值范围。
图P1.3
解:
稳压管的最大稳定电流
IZM=PZM/UZ=25mA
电阻R的电流为IZM~IZmin,所以其取值范围为
1.4已知图P1.4所示电路中稳压管的稳定电压UZ=6V,最小稳定电流IZmin=5mA,最大稳定电流IZmax=25mA。
(1)别计算UI为10V、15V、35V三种情况下输出电压UO的值;
(2)若UI=35V时负载开路,则会出现什么现象?
为什么?
图P1.4
解:
(1)当UI=10V时,若UO=UZ=6V,则稳压管的电流小于其最小稳定电流,所以稳压管未击穿。
故
当UI=15V时,若UO=UZ=6V,则稳压管的电流小于其最小稳定电流,所以稳压管未击穿。
故
当UI=35V时,稳压管中的电流大于最小稳定电流IZmin,所以UO=UZ=6V。
(2)
29mA>IZM=25mA,稳压管将因功耗过大而损坏。
1.5电路如图P1.5(a)、(b)所示,稳压管的稳定电压UZ=3V,R的取值合适,uI的波形如图(c)所示。
试分别画出uO1和uO2的波形。
图P1.5
解图P1.5
解:
波形如解图P1.5所示
1.6测得放大电路中六只晶体管的直流电位如图P1.6所示。
在圆圈中画出管子,并分别说明它们是硅管还是锗管。
图P1.6
解:
晶体管三个极分别为上、中、下管脚,答案如解表P1.6所示。
解表P1.6
管号
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
1.7电路如图P1.7所示,试问β大于多少时晶体管饱和?
图P1.7
解:
取UCES=UBE,若管子饱和,则
所以,
时,管子饱和。
1.8分别判断图P1.8所示的各电路中晶体管是否有可能工作在放大状态。
图P1.8
解:
(a)可能
(b)可能
(c)不能
(d)不能,T的发射结会因电流过大而损坏。
(e)可能
第二章基本放大电路
2.1分别改正图P2.1所示各电路中的错误,使它们有可能放大正弦波信号。
要求保留电路原来的共射接法和耦合方式。
图P2.1
解:
(a)将-VCC改为+VCC。
(b)在+VCC与基极之间加Rb。
(c)将VBB反接,且在输入端串联一个电阻。
(d)在VBB支路加Rb,在-VCC与集电极之间加Rc。
2.2电路如图P2.2(a)所示,图(b)是晶体管的输出特性,静态时UBEQ=0.7V。
利用图解法分别求出RL=∞和RL=3kΩ时的静态工作点和最大不失真输出电压Uom(有效值)。
图P2.2
解:
空载时:
IBQ=20μA,ICQ=2mA,UCEQ=6V;最大不失真输出电压峰值约为5.3V,有效值约为3.75V。
带载时:
IBQ=20μA,ICQ=2mA,UCEQ=3V;最大不失真输出电压峰值约为2.3V,有效值约为1.63V。
如解图P2.2所示。
解图P2.2
2.3电路如图P2.3所示,晶体管的b=80,
=100Ω。
分别计算RL=∞和RL=3kΩ时的Q点、
、Ri和Ro。
图P2.3
解:
在空载和带负载情况下,电路的静态电流、rbe均相等,它们分别为
空载时,静态管压降、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻分别为
RL=5kΩ时,静态管压降、电压放大倍数分别为
2.4电路如图P2.4所示,晶体管的b=100,
=100Ω。
(1)求电路的Q点、
、Ri和Ro;
(2)若电容Ce开路,则将引起电路的哪些动态参数发生变化?
如何变化?
图P2.4
解:
(1)静态分析:
动态分析:
(3)Ri增大,Ri≈4.1kΩ;
减小,
≈-1.92。
2.5设图P2.5所示电路所加输入电压为正弦波。
试问:
(1)
=
/
≈?
=
/
≈?
(2)画出输入电压和输出电压ui、uo1、uo2的波形。
图P2.5
解:
(1)因为通常β>>1,所以电压放大倍数分别应为
(2)两个电压放大倍数说明uo1≈-ui,uo2≈ui。
波形如解图P1.5所示。
解图P1.5
2.6电路如图P2.6所示,晶体管的b=80,rbe=1kΩ。
(1)求出Q点;
(2)分别求出RL=∞和RL=3kΩ时电路的
、Ri、Ro。
图P2.6
解:
(1)求解Q点:
(2)求解输入电阻和电压放大倍数:
RL=∞时
RL=3kΩ时
2.7电路如图P2.7所示,晶体管的b=60,
=100Ω。
(1)求解Q点、
、Ri和Ro;
(2)设
=10mV(有效值),问
=?
=?
若C3开路,则
=?
=?
图P2.7
解:
(1)Q点:
、Ri和Ro的分析:
(2)设
=10mV(有效值),则
若C3开路,则
2.8已知图P2.8(a)所示电路中场效应管的转移特性如图(b)所示。
求解电路的Q点和
。
图P2.8
解:
(1)求Q点:
根据电路图可知,UGSQ=VGG=3V。
从转移特性查得,当UGSQ=3V时的漏极电流
IDQ=1mA
因此管压降UDSQ=VDD-IDQRD=5V。
(2)求电压放大倍数:
2.9图P2.9中的哪些接法可以构成复合管?
标出它们等效管的类型(如NPN型、PNP型、N沟道结型……)及管脚(b、e、c、d、g、s)
图P2.9
解:
(a)不能。
(b)不能。
(c)构成NPN型管,上端为集电极,中端为基极,下端为发射极。
(d)不能。
(e)不能。
(f)PNP型管,上端为发射极,中端为基极,下端为集电极。
(g)构成NPN型管,上端为集电极,中端为基极,下端为发射极。
2.10设图P2.10所示各电路的静态工作点均合适,分别画出它们的交流等效电路,并写出
、Ri和Ro的表达式。
图P2.10
解:
(1)图示各电路的交流等效电路如解图P2.10所示。
(2)各电路
、Ri和Ro的表达式分别为
图(a)
图(b)
图(c)
图(d)
解图P2.10
2.11已知某基本共射电路的波特图如图P2.11所示,试写出
的表达式。
图P2.11
解:
2.12已知某共射放大电路的波特图如图P5.3所示,试写出
的表达式。
图P2.12
解:
观察波特图可知,中频电压增益为40dB,即中频放大倍数为-100;下限截止频率为1Hz和10Hz,上限截止频率为250kHz。
故电路
的表达式为
2.13已知某电路的幅频特性如图P2.13所示,试问:
(1)该电路的耦合方式;
(2)该电路由几级放大电路组成;
(3)当f=104Hz时,附加相移为多少?
当f=105时,附加相移又约为多少?
图P2.13
解:
(1)因为下限截止频率为0,所以电路为直接耦合电路;
(2)因为在高频段幅频特性为-60dB/十倍频,所以电路为三级放大电路;
(3)当f=104Hz时,φ'=-135o;当f=105Hz时,φ'≈-270o。
2.14已知某电路电压放大倍数
试求解:
(1)
=?
fL=?
fH=?
(2)画出波特图。
解:
(1)变换电压放大倍数的表达式,求出
、fL、fH。
(2)波特图如解图P2.14所示。
解图P2.14
2.15已知两级共射放大电路的电压放大倍数
(1)
=?
fL=?
fH=?
(2)画出波特图。
解:
(1)变换电压放大倍数的表达式,求出
、fL、fH。
(2)波特图如解图P2.15所示。
解图P2.15
2.16已知一个两级放大电路各级电压放大倍数分别为
(1)写出该放大电路的表达式;
(2)求出该电路的fL和fH各约为多少;
(3)画出该电路的波特图。
解:
(1)电压放大电路的表达式
(2)fL和fH分别为:
(3)根据电压放大倍数的表达式可知,中频电压放大倍数为104,增益为80dB。
波特图如解图P2.16所示。
解图P2.16
2.17电路如图P2.17所示,T1和T2管的饱和管压降│UCES│=3V,UCC=15V,RL=8Ω。
选择正确答案填入空内。
图P2.17
(1)电路中D1和D2管的作用是消除。
A.饱和失真B.截止失真C.交越失真
(2)静态时,晶体管发射极电位UEQ。
A.>0VB.=0VC.<0V
(3)最大输出功率POM。
A.≈28WB.=18WC.=9W
(4)当输入为正弦波时,若R1虚焊,即开路,则输出电压。
A.为正弦波B.仅有正半波C.仅有负半波
(5)若D1虚焊,则T1管。
A.可能因功耗过大烧坏B.始终饱和C.始终截止
解:
(1)C
(2)B(3)C(4)C(5)A
2.18在图P2.17电路中,已知UCC=16V,RL=4Ω,T1和T2管的饱和管压降│UCES│=2V,输入电压足够大。
试问:
(1)最大输出功率Pom和效率η各为多少?
(2)晶体管的最大功耗PTmax为多少?
(3)为了使输出功率达到Pom,输入电压的有效值约为多少?
解:
(1)最大输出功率和效率分别为
(2)晶体管的最大功耗
(3)输出功率为Pom时的输入电压有效值
第三章负反馈放大电路
3.1判断图P6.4所示各电路中是否引入了反馈,是直流反馈还是交流反馈,是正反馈还是负反馈。
设图中所有电容对交流信号均可视为短路。
图P3.1
解:
图(a)所示电路中引入了直流负反馈。
图(b)所示电路中引入了交、直流正反馈。
图(c)所示电路中引入了直流负反馈
图(d)、(e)、(f)、(g)、(h)所示各电路中均引入了交、直流负反馈。
3.2电路如图3.2所示,要求同题3.1。
图P3.2
解:
图(a)所示电路中引入了交、直流负反馈
图(b)所示电路中引入了交、直流负反馈
图(c)所示电路中通过Rs引入直流负反馈,通过Rs、R1、R2并联引入交流负反馈,通过C2、Rg引入交流正反馈。
图(d)、(e)、(f)所示各电路中均引入了交、直流负反馈。
图(g)所示电路中通过R3和R7引入直流负反馈,通过R4引入交、直流负反馈。
3.3分别判断图3.1(d)~(h)所示各电路中引入了哪种组态的交流负反馈,并计算它们的反馈系数。
解:
各电路中引入交流负反馈的组态及反馈系数分别如下:
(d)电流并联负反馈
(e)电压串联负反馈
(f)电压串联负反馈
(g)电压串联负反馈
(h)电压串联负反馈
3.4分别判断图P3.2(a)(b)(e)(f)(g)所示各电路中引入了哪种组态的交流负反馈,并计算它们的反馈系数。
解:
各电路中引入交流负反馈的组态及反馈系数分别如下:
(a)电压并联负反馈
(b)电压并联负反馈
(e)电流并联负反馈
(f)电压串联负反馈
(g)电流串联负反馈
3.5估算图3.1(d)~(h)所示各电路在深度负反馈条件下电压放大倍数。
解:
各电路在深度负反馈条件下的电压放大倍数如下:
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