模拟电路第三版课后习题集规范标准答案详解.docx
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模拟电路第三版课后习题集规范标准答案详解
N7
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
压各为多少?
解:
根据图解法求解
①电源电压为1.5V时
1.5UI
I0.8A,U0.7V
②电源电压为3V时
3UI
1.5V1k?
(b)
I2.2A,U0.8V
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1-1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:
2310A1.25A
在80C时的反向电流约为:
2310A80A
习题1-4已知在下图中,uI=lOsin3t(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rz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
Izrz
(20
3
5)10
8
0.12V
Uz10
0.1210.12V
②
UzUz
U
T
0.09%
(50
20)2.7%
Uz10
1
2.7%
10.27
习题1-7在下图中,已知电源电压U二10V,R=200?
RL=1k?
,稳压管的Uz二6V,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?
Ur
解:
①
*R:
6mA
IUU
z20mA
R
IzI
Irl20
6
②
IUUz
30mA
Iz
R
③
I归
IRl
3mA
Iz
③当U仍为10V,但RL改为2k?
时,
lz将变为多少?
IIrl30624mA
IIRl20317mA
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。
+
£
⑴12V
p+
2?
(1)6.7V
仆+
<*■
⑴1.4V
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处的电流放大系数和,并进行比较。
②设三极管的极限参数为lCM=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:
①
iC
匚
ic
三
ic
iE
由图可得:
6
150,乞
—0.993
0.04
iE
6.04
9
3.2
145,
0.06
0.02
93.2
0.993
10叱e/y
Jc/in_A.
习题1-10假设有两个三极管,已知第一个管子的!
99,
则-?
当该管的咕10A时,其IC1和IE1各等于多少?
已
知第二个管子的一20.95,则其2?
若该管的lE2=1mA,则lC2和lB2各等于多少?
解:
①!
——10.99
111
当Ib110A时,IC10.99mA,IE11mA
②2——219
12
当IE21mA时,IC20.95mA,IB250A
习题1-11设某三极管在20C时的反向饱和电流lCBo=1卩A,B=30;试估算该管在50C的Icb°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
1
1CBO
31
A
50C时,
lCBO
8
A
01
1%tt0
30
5020
11%
30
130
1%
39
1CEO
1
1CBO
320
A0.32mA
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,lCEo=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
©
+0.7V[丿
右
+2^_J
-5.汇/
[J
+10.75V\/
5
+12V0V+10.3V
0V+12V
-6V+10V
饱和
截止
+4.7V
-10V+8V
-1V+12V
(g)(h)
0V+5V
(e)(f)
截止临界饱和放大
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>°,
截止。
+5V
+0.7V1/
0V
⑻
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。
IB0.065mA
IC3.25mA
Uce3.55V
三极管工作在放大区,
见图P1-14(g)中A点
三极管工作在放大区,
见图P1-14(g)中B点'
IB0.465mA
IC23.25mA
Uce36.5V
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。
Ib0
Ic0
UceVdc10V
三极管工作在截止区,见图P1-14(g)中D点。
Ib0
200k
Ic0
UceVcc10V
三极管工作在截止区,见图P1-14(g)中E点
(与D点重合)。
IB0.0465mA
IC2.325mA
UceVcc10V
三极管工作在放大区,
见图P1-14(g)中F点'
3
2
1
0
246810nCE/v
7b=100MA
80MA
-60pA
一40MA
—20MAOMA
图P1-14(g)
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
41.2
4.53.5
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(0ff)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1dss=-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);
(f)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
R
+Vcc
Re1
Rc
(a)交流通路
.Re2
(a)直流通路
CC
o
CC
(c)交流通路
图(c)中,U&
Ni
Rl
N
N4
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,lCQ减少,Uceq增大。
2增大VCc,则Ibq增大,
ICQ增大,Uceq不确疋。
3增大B,则Ibq基本不变,lCQ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I走|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,UceqJ,社J,|鮒。
2增大Rb2,则1BQJ,ICQJ,UCEQT,rbeT|AU|J。
3增大Re,则IbqJ,IcqJ,Uceqt,芯匸,AJ。
4增大B,则IbqJ,Icq基本不变,UcEq基本不变,rbeT,
A基本不变
习题2-5设图P2-5中的三极管
Vcc=12V,Rc=3k,Rb=120k
B=100,Ubeq=0.6V,
。
求静态工作点处的
解:
3k+Vcc
Vcc
(IcqIbq)RcIBQRbUBEQ
(1)Rc1BQ&UBEQ
C
+cU
1
Rc
120k
1BQ
VCCUBEQ
(1)RcRb°'027mA
■1.rs
iB
h
+iC
UO
Ui
4
UCEQ
VCC1CQ1BQRc3-82V
IBQ、〔CQ和UCEQ值。
习题2-6设图P2-6(a)中:
Rb=510k,Rc=10k,RL=1.5k,
Vcc=1°V。
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?
1BQ
Je/rnAi
7-
6-
5■
匕
80A4
:
-
K
20ZJJ
2
46810
"ce/v
解:
①可先用近似估算法求IBQ
VccUbeq
Rb
100.7
510
0.02mA20A
直流负载线方程:
UCEVCCiCRc1010iC
静态工作点Ql点处,UCeq0.5V,ICQ0.95mA由图可见点靠近饱和区,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
RcVCCUCEQIcq10224k
由图可见,Q3点处lBQ=40卩A,则
RVccUbeqIbq100.70.04250k
因此,需减小Re和Rb,可减为R.=4k?
Rb=250k?
7-rB=120//A
0%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。
m
?
k
9
3
1I
CT
bk
R11出A
_
⑻
*
解:
①直流负载线方程为:
UceVccic(RcRe)153ic
②UBQ
Rb2Vcc
Rb1Rb2
ICQIEQ
UBQUBEQ
Re
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。
③交流负载线通过Q点,
RlRc//Rl
3.3V
2.6mA
0
2.6
△r、閒“J
一l^A
-7.2liil-:
!
■2-■'<:
(b)
1
且斜率为一,其中
1k
Rl
习题2-8在图P2-7(a)中,如果输出电压波形为,试问:
1电路产生截止失真还是饱和失真?
2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
39k?
C1
+TI—
URb2
11k?
+
Uo
⑻
Rb1(原为39k?
)。
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。
答:
图解的基本方法要求分别画出三极管部分(非线性)和
负载部分(线性)的伏安特性,然后求出交点。
为此,可利用戴维宁定理将负载部分等效为一个电源Vcc和一个电阻Rc,
由给定参数可求得:
Vcc7.2V,Rc4k
该电路的直流负载线方程为:
UCE
7.24ic
图P2-6(b)
Ibq0.6mA
uCEQVCC1CQRc3V
习题2-11利用微变等效电路法估算图大倍数、输入电阻及输出电阻。
已知:
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:
Rb1Rb1
UBQ
uCEQVCC
由图可知,
300
~~VCC3V1CQ
Rb2
IcqRc6.56V
Ibq20A
(1)261.6k
Ieq
(Rc/g80.6
rbe
R,RJIrbe0.89k
P2-11(a)电路的电压放
Rb1=2.5k?
Rb2=10k?
1EQ
ic
Ib
UBQReUBEQ3.07mA
150
RoRc2k
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。
。
解:
①IbqVC—UbeQ!
。
aIcq
②rbe300
(1)62.9k
1EQ
③|A&|-
(Rc//Rl)
rbe
51.7
RRd//rbe
2.9k
RoRc5k
1EQ1BQ1CQ°.61mA
习题2-12上题中,
如Rs=10k?
则电压放大倍数
AU&?
解:
UI
6.6
习题2-13在图
rbb,=200?
。
1估算静态时的
2计算三极管的
P2-13的放大电路中,
设三极管的3=100,Ubeq=-0.2V,
Ibq,Icq和Uceq;rbe值;
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
是饱和失真?
应该调整电路中的哪个参数(增大还是减少)?
Rb
490k?
解:
①Ibq
1EQ
UCEQ
丿匸,试问三极管产生了截止失真还
VccUbeq20A
Rb
1CQ
Ibq2mA
Rc3k?
-VCC
-10V
C2
(IcqRc)
4V
Rl
3k?
26200
101261.5k
2
②rberbb
(1)
1EQ
(Rc〃Rl)100④是截止失真,应减少Rb
rbe
③求电压放大倍数、
输入电阻和输出电阻。
解:
①
VccI
BQRb
UBEQ
(1)lBQRe
VCC
UBEQ
12
0.7
IBQ
20A
Rb(1
)Re
470
512
1EQ
1CQ
1BQ'
1mA
UCEQ
VCC
1CqRc
1EQRe
6.1V
习题2-14在图P2-14的电路中,设B=50,UBEq=0.6V
①求静态工作点;②画出放大电路的微变等效电路;
Rb
470k?
Ci
+Tu
+
Uo
2微变等效电路
26
3鷗300
(1)
IEQ
(Rc〃Rl)
「be
(1)Re
1.63k
0.94
o
RoRc3.9k
RiRb//rbe1R.84.9k
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C「C2、C3均足够大。
②画出微变等效电路;
②微变等效电路
Rb
Rb1〃Rb2
③rbe
「bb(1
)Ieq
(Rc〃Rl)
26
Uo
Aus
Ro
习题2-16
解:
①Vcc
IBQ
IEQ
UCEQ
「be(1
)Rf
6.5
Rb1〃Rb2//
rX
Rc3k
P106
Rf
11.96k
4.87
IBQRbUBEQ(1
VccUBEQ
Rb(1
IcQ
10
)Re
Ibq1mA
VCC
IEQRe
6.4V
)1
A
o
②rbe300(1
2.93k
rl=x时,AU
EQ
1
r.
rbe
(1)Re
0.99
RL=1.2k?
时,
RU/Rl
0.97
rbe
(1)Re////RL
③Rl=x时,RRb//「be1
Re
283k
RL=1.2k?
时,RiRb//rbe
Re//RL87.6k
④Ro
「beRs.//Rg_「be
11
29
习题2-17
U&01
U&i
P107
Rc
rbe
(1)Re
(1)Re
「be
(1)Re
R
+Vcc
rC2凤1
U&O2
魄2
JL*
1
Ci
o1
解:
①
UBQ
②ICQ
UCEQ
rbe
习题2-18
3V
1.2k
UBQUBEQ
ReI
IEQ
Rb1Vcc
Rb1Rd2
IEQ
Vcc
「bb
「be
1
2mA
1CQRc
IBQ
ICQ
0.04mA
40A
Vcc=15V
Rb1=2.5kRb2=10k
Rc=3k
Rl=3k
B=50
UBEQ=°.6Vrbb'=300
IEQ=2mA
IEQRe6.6V
26
(1)963
IEQ
圈R〃Rl)
77.8
18.8
rbe
RoRc3k
习题2-19P107
解:
(a)共基电路
(b)共射电路
(c)共集电路
(d)共射电路
(e)共射—共基电路
习题2-20
P107
DD
解:
①直流负载线方程:
5.1iD
Ugsq
2V,
Udsq8.3V,
Idq2.3mA
②gm
iD
1.7mS
Ugs
③Au
gmRd
8.7Ro
Rd5.1k
UdS
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