模拟电子技术基础第四版童诗白课后答案精华版.docx
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模拟电子技术基础第四版童诗白课后答案精华版
模拟电子技术基础
第1章常用半导体器件
1.1选择合适答案填入空B.四价C.三价
(2)当温度升高时,二极管的反向饱和电流将(A)。
A.增大B.不变C.减小
(3)工作在放大区的某三极管,如果当IB从12uA增大到22uA时,IC从lmA变为2mA,那么它的β约为(C)。
A.83B.91C.100
(4)当场效应管的漏极直流电流ID从2mA变为4mA时,它的低频跨导gm将(A)。
A.增大;B.不变;C.减小
1.2电路如图P1.2所示,已知ui
压可忽略不计。
10sint(V),试画出ui与uo的波形。
设二极管导通电
图P1.2解图P1.2
解:
ui与uo的波形如解图Pl.2所示。
1.3电路如图P1.3所示,已知ui
波形图,并标出幅值。
5sint(V),二极管导通电压UD=0.7V。
试画出ui与uo的
图P1.3解图P1.3
1.4电路如图P1.4所示,二极管导通电压UD=0.7V,常温下UT26mV,电容C对交流信号可视为短路;ui为正弦波,有效值为10mV。
试问二极管中流过的交流电流的有效值为多少?
解:
二极管的直流电流
ID(VUD)/R2.6mA
其动态电阻:
rDUT/ID10图P1.4
故动态电流的有效值:
IdUi/rD1mA
1.5现有两只稳压管,稳压值分别是6V和8V,正向导通电压为0.7V。
试问:
(1)若将它们串联相接,则可得到几种稳压值?
各为多少?
(2)若将它们并联相接,则又可得到几种稳压值?
各为多少?
解:
(1)串联相接可得4种:
1.4V;14V;6.7V;8.7V。
(2)并联相接可得2种:
0.7V;6V。
1.6已知图Pl.6所示电路中稳压管的稳定电压UZ6V,最小稳定电流IZmin5mA,最大稳定电流IZmax25mA。
(1)分别计算UI为10V、15V、35V三种情况下输出电压UO的值;
(2)若UI35V时负载开路,则会出现什么现象?
为什么?
解:
(1)只有当加在稳压管两端的
电压大于其稳压值时,输出电压才为6V。
∴UR
I10V时,UOL
RRUI3.3V;
L
UR
I15V时,UL
ORRUI5V;
L
UI35V时,UORL
RRUI11.7VUZ,∴UOUZ6V。
L
(2)当负载开路时,IZUIUZ
R29mAIZmax25mA,故稳压管将被烧毁。
1.7在图Pl.7所示电路中,发光二极管导通电压
UD=1.5V,正向电流在5~15mA时才能正常工作。
试问:
(1)开关S在什么位置时发光二极管才能发光?
(2)R的取值范围是多少?
2
解:
(1)S闭合。
(2)R的范围为:
Rmin(VUD)/IDmax233
Rmax(VUD)/IDmin700图P1.7
1.8现测得放大电路中两只管子两个电极的电流如图P1.8所示。
分别求另一电极的电流,标出其方向,并在圆圈中画出管子,且分别求出它们的电流放大系数β。
(a)(b)(a)(b)
图Pl.8解图Pl.8
解:
答案如解图Pl.8所示。
放大倍数分别为a1mA/10A100和b5mA/100A50
1.9测得放大电路中六只晶体管的直流电位如图P1.9所示。
在圆圈中画出管子,并说明它们是硅管还是锗管。
图P1.9
解:
如解图1.9。
3
解图1.9
1.10电路如图P1.10所示,晶体管导通时UBE三种情况下T的工作状态及输出电压uO的值。
解:
(1)当VBB
(2)当VBB0.7V,β=50。
试分析VBB为0V、1V、3V0时,T截止,uO12V1V时,因为
VBBUBEQ
Rb60A。
IBQ
ICQIBQ3mAuOVCCICQRc9V图P1.10所以T处于放大状态。
(3)当VBB3V时,因为IBQVBBUBEQ
Rb460A,
ICQIBQ23mAICSVCCUCES11.3mA,所以T处于饱和状态。
Rc
1.11电路如图Pl.11所示,晶体管的β=50,BE管的稳定电压UZ0.2V,饱和管压降CES0.1V;稳压。
试问:
当uI5V,正向导通电压UD0.5V0V时uO?
;当uI5V时uO?
解:
当uI0V时,晶体管截止,稳压管击穿,
uOUZ5V。
4
当uI5V时,晶体管饱和,
。
uO0.1V
因为:
图P1.11
IB
uIUBE480A,ICIB24mA,UECVCCICRc0Rb
1.12分别判断图Pl.12
所示各电路中晶体管是否有可能工作在放大状态。
(a)(b)(c)
(d)(e)
图P1.12
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。
1.13已知放大电路中一只N沟道场效应管三个极①、②、③的电位分别为4V、8V、12V,管子工作在恒流区。
试判断它可能是哪种管子(结型管、MOS管、增强型、耗尽型),并说明①、②、③与G、S、D的对应关系。
解:
管子可能是增强型管、耗尽型管和结型管,三个极①、②、③与G、S、D的对应关系如解图Pl.13所示。
5
解图Pl.13
1.14已知场效应管的输出特性曲线如图Pl.14所示,画出它在恒流区的转移特性曲线。
图Pl.14(a)(b)
解图Pl.14
解:
在场效应管的恒流区作横坐标的垂线(如解图Pl.14(a)所示),读出其与各条曲线交点的纵坐标值及uGS值,建立iD
所示。
1.15电路如图P1.15所示,T的输出特性如图Pl.14所示,分析当uI=4V、8V、12V三种情况下场效应管分别工作在什么区域。
解:
根据图P1.14所示T的输出特性可知,其开启电压为5V,根据图Pl.15所示电路可知f(uGS)坐标系,描点,连线,即可得到转移特性曲线,如解图Pl.14(b)uGSuI。
当uI=4V时,uGS小于开启电压,故T截止。
当uI=8V时,设T工作在恒流区,根据输出
特性可知iD
0.6mA,管压降uDSVDDiDRd10V,6
因此,uGDuGSuDS2V,小于开启电压,
说明假设成立,即T工作在恒流区。
图Pl.15
当uI=12V时,由于VDD
l.16分别判断图Pl.16所示各电路中的场效应管是否有可能工作在恒流区。
12V,必然使T工作在可变电阻区。
(a)(b)(c)(d)
图P1.16
解:
(a)可能,(b)不能,(c)不能,(d)可能。
补充1.电路如补图P1(a)、(b)所示,稳压管的稳定电压UZ
如图(c)所示。
试分别画出uO1和uO2的波形。
3V,R的取值合适,uI的波形
(a)(b)(c)
补图P1
解:
波形如下图所示
7
补充2.在温度20oC时某晶体管的ICBO
解:
ICBO602A,试问温度是60oC时的ICBO?
ICBO202422432A。
补充3.有两只晶体管,一只的β=200,ICEO200A;另一只的β=100,ICEO10A,其它参数大致相同。
你认为应选用哪只管子?
为什么?
解:
选用β=100,
管子好。
补充4.电路如补图P4所示,试问β大于多少时晶体管饱和?
解:
取UCES
则ICEO10A的管子,因其β适中,ICEO较小,因而温度稳定性较另一只UBE,若管子饱和,,即RbVCCUBEVCCUBERbRc
Rc所以,
Rb100时,管子饱和。
Rc
补图P4
8
第2章基本放大电路
习题
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。
(a)(b)(c)(d)
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画出图P2.2所示各电路的直流通路和交流通路。
设所有电容对交流信号均可视为短路。
(a)
(b)
(c)(d)
图P2.2
解:
将电容开路、变压器线圈短路即为直流通路,图略。
图P2.2所示各电路的交流通路如解图P2.2所示;
9
(a)
(b)
(c)(d)解图P2.2
、R和R的表2.3分别判断图P2.2(a)、(b)所示两电路各属哪种放大电路,并写出Q、Auio
达式。
解:
图(a):
IBQVCCUBEQ
R1R2
(1)R3
,Ri,ICQIBQ,UCEQVCC
(1)IBQRc。
R2//R3Aurbe
图(b):
IBQrbe//R1,RoR2//R3(R2VCCUBEQ)/R2//R3
(1)R1,ICQIBQ,R2R3
UCEQVCCICQR4IEQR1。
R4Aurbe,RiR1//rbe,RoR4。
1
2.4电路如图P2.4(a)所示,图(b)是晶体管的输出特性,静态时UBEQ分别求出RL0.7V。
利用图解法。
和RL3k时的静态工作点和最大不失真输出电压Uom(有效值)
10
(a)(b)
图P2.4
解:
空载时:
IBQ20A,ICQ2mA,UCEQ6V;
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:
IBQ20A,ICQ2mA,UCEQ3V;
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P2.4所示。
解图P2.4图P2.5
2.5在图P2.5所示电路中,已知晶体管的β=80,rbe=1kΩ,20mVUi,静态时
判断下列结论是否正确,在括号(×)
(2)u201030.7
805400(×)(4)A802.5200(√)(3)Auu11
200.7k1k(×)(6)Rik35k(×)(5)Ri200.02
(1)Au
(7)Ri
3k(×)(8)Ri1k(√)11
(9)RO5k(√)(10)RO2.5k(×)
(11)US
60mV(√)20mV(×)(12)US
2.6电路如图P2.6所示,已知晶体管β=120,UBE=0.7V,饱和管压降UCES=0.5V。
在下列情况下,用直流电压表测量晶体管的集电极电位,应分别为多少?
(1)正常情况;
(2)Rb1短路;(3)Rb1开路;(4)Rb2开路;(5)Rb2短路;(6)RC短路;
图P2.6图P2.7
解:
(1)IBVCCUBE
RUBE17416311A,ICIB1.32mA,b2Rb1
∴UCVCCICRc8.3V。
(2)Rb1短路,ICIB0,∴UC15V。
(3)RVCCU
b1开路,临界饱和基极电流ICES
BSR23.7A,c
实际基极电流IVCCUBE
BR174A。
b2
由于IBIBS,管子饱和,∴UCUCES0.5V。
(4)Rb2开路,无基极电流,UCVCC15V。
(5)Rb2短路,发射结将烧毁,UC可能为15V。
12
(6)RC短路,
UCVCC15V。
2.7电路如图P2.7所示,晶体管的β=80,r
的Q点、bb’100。
分别计算RL和RL3k时、R和R。
Aoiu
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:
IBQVCCUBEQ
RbUBEQRs22A
ICQIBQ1.76mA
rberbb’
(1)26mV1.3kIEQ
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:
Rc308UCEQVCCICQRc6.2V;Aurbe
RiRb//rberbe1.3k;Ausrbe93AurbeRs
RoRc5k
RL3k时,静态管压降、电压放大倍数分别为:
UCEQRLVCCICQ(Rc//RL)2.3VRLRc
(Rc//RL)115ArbeA34.7AuusurberbeRs
RiRb//rberbe1.3kRoRc5k。
2.8若将图P2.7所示电路中的NPN管换成PNP管,其它参数不变,则为使电路正常放大电源13
、R和R变化吗?
如变化,则如何变化?
若输出电压波形底部失真,应作如何变化?
Q点、Aoiu
则说明电路产生了什么失真,如何消除?
解:
由正电源改为负电源;Q点、、R和R不会变化;输出电压波形底部失真对应输入Aoiu
信号正半周失真,对PNP管而言,管子进入截止区,即产生了截止失真;减小Rb。
2.9已知图P2.9所示电路中,晶体管β=100,rbe=1.4kΩ。
(1)现已测得静态管压降UCEQ=6V,估算Rb;
和U的有效值分别为1mV和100mV,则负载电阻RL为多少?
(2)若测得Uio
解:
(1)IC
∴RbVCCUCE2mA,IBIC/20A,RcVCCUBE565k。
IB
(2)由Uo(Rc//RL)100,AuUirbe
可得:
RL2.625k。
图P2.9
2.10在图P2.9所示电路中,设静态时ICQ
当负载电阻RL2mA,晶体管饱和管压降UCES0.6V。
试问:
和RL3k时,电路的最大不失真输出电压各为多少伏?
解:
由于ICQ2mA,所以UCEQVCCICQRc6V。
空载时,输入信号增大到一定幅值,电路首先出现饱和失真。
故
UomUU3.82V
RL3k时,当输入信号增大到一定幅值,电路首先出现截止失真。
故
Uom’IR2.12V
2.11电路如图P2.11所示,晶体管β=100,rbb=100Ω。
14
(1)求电路的Q点、Au、Ri和Ro;
(2)若改用β=200的晶体管,则Q点如何变化?
(3)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?
解:
(1)静态分析:
URb1
BQRVCC2V
b1Rb2
IUBQUBEQ
EQR1mA
fRe
IIEQ
BQ110A
UCEQVCCIEQ(RcRfRe)5.7V图P2.11动态分析:
r26mV
berbb’
(1)I2.73k
EQ
Au(Rc//RL)
r7.7
be
(1)Rf
RiRb1//Rb2//[rbe
(1)Rf]3.7kRoRc5k
(2)β=200时,UBQRb1
RVCC2V(不变);
b1Rb2
IBQUBEQ1mA(不变);IIEQ
EQU
RBQ5A(减小)fRe1;
UCEQVCCIEQ(RcRfRe)5.7V(不变)。
(3)Ce开路时,Ac
u(Rc//RL)
rRR//RL1.92(减小);be
(1)(eRf)ReRf
RiRb1//Rb2//[rbe
(1)(ReRf)]4.1k(增大);
15
。
RoRc5k(不变)
2.12电路如图P2.12所示,晶体管的β=80,rbe=1kΩ。
(1)求出Q点;
(2)分别求出RL=∞和RL=3kΩ时电路的
解:
(1)求解Q点:
、R和R。
AoiuIBQVCCUBEQ
Rb
(1)Re32.3A
IEQ
(1)IBQ2.61mAUCEQVCCIEQRe7.17V
(2)求解放大倍数和输入、输出电阻:
RL=∞时;Au
(1)Re图P2.120.996rbe
(1)Re
RiRb//[rbe
(1)Re]110k
RL=3kΩ时;Au
(1)(Re//RL)0.992rbe
(1)(Re//RL)RiRb//[rbe
(1)(Re//RL)]76k输出电阻:
Ro
2.13电路如图P2.13所示,晶体管的β=60,Re//Rs//Rbrbe371rbb’100。
、R和R
(1)求解Q点、Aoiu
(2)设Us=10mV(有效值),问Ui若C3开路,则Ui?
Uo?
?
Uo?
解:
(1)Q点:
16
IBQ
VCCUBEQRb
(1)Re31A图P2.13ICQIBQ1.86mAUCEQVCCIEQ(RcRe)4.56V
、R和R的分析:
Aoiu
rberbb’
(1)26mV(Rc//RL)95952,AurbeIEQ
RiRb//rbe952,RoRc3k。
(2)设Us=10mV(有效值),则
UiRiUs3.2mVRsRi;U304mVUoAui
若C3开路,则:
Rc//RL1.5RiRb//[rbe
(1)Re]51.3k,AuRe
UiRiUs9.6mVRsRi,U14.4mV。
UoAui
2.14改正图P2.14所示各电路中的错误,使它们有可能放大正弦波电压。
要求保留电路的共漏接法。
(a)(b)
17
(c)(d)
图P2.14
解:
(a)源极加电阻RS;(b)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
改正电路如解图P2.14所示。
(a)
(b)
(c)(d)
解图P2.14
2.15已知图P2.21(a)所示电路中场效应管的转移特性和输出特性分别如图(b)、(c)所示。
(1)利用图解法求解Q点;
(2)利用等效电路法求解Au、Ri和Ro。
18
(a)
(b)(c)图P2.15
解:
(1)在转移特性中作直线uGSiDRs,与转移特性的交点即为Q点;读出坐标值,得出IDQ1mA,UGSQ2V。
如解图P2.15(a)所示。
(a)(b)解图P2.21
在输出特性中作直流负载线uDS
线的交点为Q点,UDSQ
与UGVDDiD(RdRs),2V的那条输出特性曲SQ3V。
如解图P2.21(b)所示。
19
(2)首先画出交流等效电路(图略),然后进行动态分析。
gmiD
uGSUDS1mV/V
gR5A;RiRg1M;RoRd5kumd
2.16已知图P2.16(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Au
(a)(b)
图P2.16
解:
(1)求Q点:
根据电路图可知,UGSQVGG3V。
从转移特性查得,当UGSQ
因此管压降3V时的漏极电流:
IDQ1mAUDSQVDDIDQRd5V。
(2)求电压放大倍数:
∵gm
2mA/V,∴gR20Aumd
2.17电路如图P2.17所示。
(1)若输出电压波形底部失真,则可采取哪些措施?
若输出电压波形顶部失真,则可采取哪些措施?
(2)若想增大Au,则可采取哪些措施?
解:
(1)输出电压波形底部失真,类似于NPN型三极管的饱和失真,应降低Q,故可减小R2或增大R1、RS;若输出电压波形顶部失真,则与上述相反,故可增大R2或减小R1、RS。
(2)若想增大
Au,就要增大漏极静态电流以增大gm,故可增大R2或减小R1、RS。
20
2.18图P2.18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、沟道结型„„)及管脚(b、e、c、d、g、s)。
(a)(b)(c)
(d)
(e)(f)(g)
图P2.18
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)构成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。
21N
第3章多级放大电路
习题
3.1判断图P3.1所示各两级放大电路中T1和T2管分别组成哪种基本接法的放大电路。
设图中所有电容对于交流信号均可视为短路。
(a)
(b)
(c)(d)
(e)(f)
图P3.1
解:
(a)共射,共基(b)共射,共射(c)共射,共射
(d)共集,共基(e)共源,共集(f)共基,共集
3.2设图P3.2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
Au、Ri22
和Ro的表达式。
(a)(b)
(c)(d)
图P3.2
解:
(1)图示各电路的交流等效电路如解图P3.2所示。
(2)各电路的Au、Ri和Ro的表达式分别为:
(a):
A1R2//rbe2(12)R3
uR(12)R3
1rbe1r;
be2(12)R3
Rrbe2R2
iR1rbe1;RoR3//1
2
(b):
A1)(R2//R3//rbe2)
u(1
r
(1)(R(2R4
r)
be112//R3//rbe2)be2
RiR1//[rbe1(11)(R2//R3//rbe2)];RoR4
23
(c):
2R31{R2//[rbe2(12)rd]}[A]urbe1R1rbe2(12)rd
RiR1rbe1;RoR3
[gm(R4//R6//R7//rbe2)]((d):
Au2R8rbe2)
RiR1//R2R3;Ro
R8
(a)
(b)
(c)
(d)
解图P3.2
3.3基本放大电路如图P3.3(a)、(b)所示,图(a)虚线
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