第7章 集成运算放大器 及其应用
(Integrated Operational Amplifier and Apply)
第7章 集成运算放大器及其应用
§7.1 差动放大器 §7.2 集成运算放大器 §7.3 集成运算放大器的应用 §7.4 正弦波振荡器
运算放大器采用直接耦合以减小信号损失和频率失真 直接耦合需要考虑两个问题： 一.前后级静态工作点Q相互影响 R1 RC1 R2 ui T1 RC2 T2 RE2 增加 R2 、RE2 : 用于设置合适的Q点。 +UCC
uo
二. 零点漂移 前一级的温度漂移将成为后一级的输入信号, 使得输出端：当 ui 等于零时， uo不等于零。
R1 RC1 R2 ui T1
RC2 T2
+UCC
uo
淹没信号
uo 0 t
RE2
§7.1 差动放大电路 一、电路结构
RC RB T1 ui1 RE –UEE uo T2 ui2 RC +UCC 双端输入, 双端输出
RB
特点：左右参数相同, 结构对称。 双电源的作用： (1)补偿RE压降, 使信号变化幅度加大 (2)IB1、IB2由负电源-UEE提供
二、 工作原理 1. 静态分析 IC1=IC2=IC IC1RC1=IC2RC2 Uo=Uo1-Uo2= 0
RC RB T1 ui1 IB IRE IC1 IC2 uo T2 IB RE –UEE ui2 RC
当 ui1= ui2= 0
+UCC
RB
温度ΔTo
△Uo1 =△Uo2
△Uo=Uo1-Uo2= 0
RE 的作用： —— 抑制温漂， 稳定静态工作点
ui1 RC RB T1 IB
+UCC IC1 IC2 uo T2 IB RE –UEE ui2 RC
RB
设ui1= ui2= 0
温度To
IRE
IC1 IC1
IC2 IC2
IRE = 2IC IB UBE
URE
自动调节 稳定工作点
RE 具有较强的负反馈作用
2.动态分析 (1)差模(differential mode)输入 差模信号:一对大小相等, 极性相反的输入信号 ui1 = -ui2= uid /2 (2)共模( common mode) 输入 共模信号:一对大小相等, 极性相同的输入信号
uo 差模电压 Aud = 放大倍数: uid
ui1 = ui2 = uic
(3) 输入输出方式
输入方式
uo 共模电压 Auc = 放大倍数: uic
单端输入 双端输入 输出方式 单端输出 双端输出
任意输入信号: ui1 、 ui2 ，都可分解成 差模分量和共模分量。 差模分量: u id = u i 1 ? u i 2 共模分量: u ic
u i1 + u i 2 = 2
或：ui1 =(uid +2uic )/2 ；ui2 =(2uic- uid)/2 例: ui1 = 20 mV, ui2 = 10 mV 则：uid = 10mV, uic = 15mV
(一) 差模输入
1 ui 1 = ui 2
1 ui 2 = ? ui 2
+UCC RC
RB 均压器 ui R
uo T1 T2 RE
RC
RB
R
–UEE
RE 对差模信号作用 ui1 ui2 ib1 , ic1 ib2 , ic2 RC RB ui R ib1 R T1 ie1 ic1=-ic2 uRE = 0 +UCC ic1 ic2 uo T2 ie2 RE –UEE RC RB ib2 iRE = ie1+ ie2 = 0
RE对差模信号不起作用
差模信号的交流通路： RC RB ui1 T1单边微变 等效电路 ui1 R ib1
ic1 ic2 uo RC RB uo 1 uo 2 ib2 R E ui2
ib1 RB rbe1
B1
C1
ic1
β ib1
RC
uo1
E
(4) 双端输入、双端输出方式下的差模电压放大倍数:
单边差模放大倍数:
uo1 Au1 = ui 1
=?
Au1 = ?
β ib1 RC
ib1 × ( RB + rbe1 )
β RC
RB + rbe1
C1
Au1 = Au 2
ic1
RB ui1 ib1 rbe1
B1
β ib1
E1
RC
uo 1
差模电压放大倍数: 双入双出方式 RC RB ui1 R ib1
ic1 ic2 uod
+ + -
RC
uod Aud = uid
T1 uo1 -
uo2 T2 E
RB ib2 R ui2
总差动电压放大倍数:
uo1 ? uo 2 uo1 ? uo 2 2uo1 β RC Aud = = = Au1 = ? = uid ui 1 ? ui 2 2ui 1 RB + rbe
总差动电压放大倍数与单边电压放大倍数相同, 采用对称结构的差动电路是为了抑制零漂。
(二).共模输入 RB RC
ic1 ic2 R uoc C R B uoc1 uoc2
+UCC
uic
uRE
iRE uic ↑ ic1 、 ic2 ↑
RE –UEE
iRE 、 uRE ↑ ↑
RE对共模信号有抑制作用(即RE的负反馈作用， 使iE基本不变， iC也基本不变)。
共模信号的交流通路:
RE流过电流2×IE
RC RB
ic1
uoc
ic2
RC RB
uoc1 uoc2
uic1
2RE
2RE
uic2
T1单边微变等效电路
ib1
RB
ic1 rbe1
2RE
共模放大AuC越小, 放大器性能越好
β ib1
RC
uic1
uoc1
ie1
单端输出
Auc 1
β Rc uoc 1 = =? = Auc 2 uic 1 R B + rb 1 + 2( 1 + β ) R E
共模信号由 温度变化或 干扰信号引起, 希望被抑制
双端输出
uo uo 1 ? uo 2 Auc = = =0 uic uic
(6) 共模抑制比
CMRR — Common Mode Rejection Ratio
Aud CMRR = Auc
Aud CMRR (dB) = 20 log Auc
理想情况： (分贝)
Auc ≈ 0
CMRR
∞
RE越大放大器性能越好, 但RE过大,增加直流压降, 需配负电源。为保证足够动态范围, 采用动态电阻大 而静态电阻小的半导体元件代替RE 。
电路结构:
RC RB ui1 R ib1 T1 E ic1 ic2 uo T2 RC +UCC RB ib2 R u i2 R1
IC3
恒流源 ic3 = 0 动态电阻 rT3→∞ RT3不大 T3 R3 -UEE R2
恒流源的作用
1. 恒流源相当于动态阻值很大的电阻。 2. 恒流源不影响差模放大倍数。 3. 恒流源使共模放大倍数减小, 增加共模抑制比, 理想恒流源相当于一个阻值无穷大的电阻,其 共模抑制比无穷大。
第7章习题答案 7.1.1 选择题。 （1）功率放大电路的最大输出功率是在输入电压为正弦波时，输出基本不失真情况下，负载上可能获得的最大___A____。 A. 交流功率 B. 直流功率 C. 平均功率 （2）功率放大电路的转换效率是指___B____。 A. 输出功率与晶体管所消耗的功率之比 B. 最大输出功率与电源提供的平均功率之比 C. 晶体管所消耗的功率与电源提供的平均功率之比 （3）在选择功放电路中的晶体管时，应当特别注意的参数有__B D E____。 A. β B. I CM C. I CBO D. U（BR）CEO E. P CM F. f T （4）在OCL乙类功放电路中，若最大输出功率为1 W，则电路中功放管的集电极最大功耗约为___C____。 A. 1 W B. W C. W
（5）与甲类功率放大器相比较，乙类互补推挽功放的主要优点是____B_____。 A. 无输出变压器 B. 能量转换效率高 C. 无交越失真（6）所谓能量转换效率是指____B_____。 A. 输出功率与晶体管上消耗的功率之比 B. 最大不失真输出功率与电源提供的功率之比 C. 输出功率与电源提供的功率之比 (7) 功放电路的能量转换效率主要与___C______有关。 A. 电源供给的直流功率 B. 电路输出信号最大功率 C. 电路的类型 (8) 乙类互补功放电路存在的主要问题是___C______。 A. 输出电阻太大 B. 能量转换效率低 C. 有交越失真 (9) 为了消除交越失真，应当使功率放大电路的功放管工作在____B_____状态。 A. 甲类 B. 甲乙类 C. 乙类 (10) 乙类互补功放电路中的交越失真，实质上就是__C_______。
电工电子学课后习题答案 目录 电工电子学课后习题答案 (1) 第一章电路的基本概念、定律与分析方法 (2) 练习与思考 (2) 习题 (4) 第二章正弦交流电 (14) 课后习题 (14) 第三章电路的暂态分析 (29) 第四章常用半导体器件 (41) 第五章基本放大电路 (43) 第六章集成运算放大器及其应用 (46) 第七章数字集成电路及其应用 (54) 第八章Multisim简介及其应用 (65) 第九章波形的产生与变换 (65) 第十章数据采集系统 (67) 第十一章直流稳压电源 (69) 第十二章变压器与电动机 (71) 第十三章电气控制技术 (77) 第十四章电力电子技术 (80)
第一章电路的基本概念、定律与分析方法练习与思考 1.4.2（b） a 1.4.2(c) a b 1.4.3（a） b 55215 5 ab ab U V R =+?= =Ω 1.4.3 (b) a b 66642 6 ab ab U V R =+?= =Ω 1.4.3 (c)
a b R 10651040 5 ab ab U U V R =+=?+= =Ω 1.4.3 (d) a b 12 4 s s u u I= I= 9 12 :230 36 ab s ab ab KVL u u u V R I+- I= =- 6 ? =+1=3Ω 3+6 1.4.4 (2) R
2424 34311515155b b b b V V R R V V R R --I = I =-+I = I = 1234 1243:b b b b b KCL V V V V R R R R V I =I +I +I +515-6- 5- = + + 求方程中2121+9+9 ==50k 100k 9 :=150k 100k b b b b b b b V V V V R R V V KCL V V 6-6-I = I = 6-+ =b :650KI+100KI 9=0 1 100KI=15 I=A 10k 1 =650k =1V 10k KVL V -+--? 习题 1.1 （a ） 5427x A I =+-= （b ） 10.40.70.3x A I =-=- 20.30.20.20.1x A I =-++= (C) 40.230 x ?I = =0.1A 60 30.20.10.3x A I =+= 2x 10?0.3+0.2?30 I = =0.6A 1.5 10.30.60.9x A I =+= 1.2 30.010.30.31A I =+= 4 9.610.319.3A I =-=
第七章分离元件放大电路 7-1 判断图所示电路中的二极管是导通还是截止，并计算电压U ab。设图中的二极管都是理想的。 解：图（a）VD导通U ab= —12V 图（b）中VD1导通，VD2不导通。U ab=0V 7-2 在图所示电路中，E=5V，u1=10sinωtV,二极管的正向压降可忽略不计，试分别画出输出电压u0的波形。 解：（a）图和（b）图的u0如图所示，输出波形是一样的。图（a）中，当u i小于E时，VD不导通，u0=u i；当u i大于E时，VD导通u0=E。而图（b）中，当u i小于E时，VD导通u0=u i；当u i大于E时，VD不导通u0=E。 7-3 现有两个稳压管VZ1和VZ2，稳定电压分别为4.5V和9.5V，正向压降都是0.5V，试求图中电路的输出电压U。 解：U0=4.5+9.5=14V U0= 10V<14V U0= 4V<（4.5+0.5）V U0=9.5-4.5=5V 两稳压管正常工作两稳压管不通两稳压管不通VZ1和VZ2分别导
7-4 分析图示电路中各晶体管的工作状态。（放大、饱和、截止或损坏） 。 解：（a ）管处于饱和状态 （b ）管处于放大状态 （c ）管损坏 （d ）管处于截止状态 U CE =0.3VU BE =0.71V 发射结正偏集电结反偏 U EB =4V 发射结集电结均反偏7-5 测得某放大电路中的晶体管的三个电极A 、B 、C 对地电位分别是U A =-9V ，U B =-6V ，U C =-6.2V 。试分析A 、B 、C 中哪个是基极b ，发射极e ，集电极c ，并说明此晶体管是NPN 管还是PNP 管。 解：B 为发射极、C 为基极、A 为集电极。此管为PNP 管。根据U E >U B >U C ；EB 极之间为0.2V 可判定是PNP 管；A 极电位最低=-9V 为集电极、B 极电位最高为发射极。 7-6 试判断图示各电路能否放大交流信号？为什么？ 解：（a ）图不能，因为电源接反。（b ）图不能，因为无基极偏置电路。（c ）图不能，因为输入回路被短路（无基极偏置电阻）（d ）图不能，因为输出回路被短路（无集电极电阻）。 7-7 电路如图所示，已知U CC =12V ，R C =4k Ω、R B =300k Ω、R L =4k Ω；晶体管40=β ①试求出静态值I B 、I C 、U CE 、 。②画出电路的微变等效电路； ③计算A u ，r i 和r 0 解：① Ω=++=++==?-=-==?===-= -= K I r r V R I U U m A I I m A R U U I EQ b be C CQ CC CEQ BQ CQ B on BE CC BQ 01.15 .126)401(30026) 1(65.14125.1038.040038.0300 7 .012') ( ββ
第十五章组合逻辑电路和时序逻辑电路 第一节触发器 【教学目标】 解释RS触发器的工作原理。区分JK触发器、D触发器的逻辑功能。 【教学重点】 1．RS触发器。 2．J触发器。 【教学难点】 同步RS触发器。 【教学过程】 【一、复习】 与非门逻辑关系和逻辑表达式。 【二、引入新课】 触发器在数字电子技术中起基础作用。由于它具有两个相反的稳定输出状态，是一种具有记忆功能的逻辑器件。逻辑状态表是描述触发器各种不同逻辑状态的。 【三、讲授新课】 15.1.1 RS触发器 1．基本RS触发器 （1）基本RS触发器：两个与非门交叉连接就构成了一个基本RS触发器，如图15.1（a）所示。图15.1（b）是它的逻辑符号。 1
2 （a ） （b ） 图15.1 基本RS 触发器 （2）D R 和D S 是信号输入端，用小圆圈表示负脉冲输入有效。Q 端的状态规定为触发器的状态，当Q 1、Q 0时，称触发器为1状态；反之触发器为0状态。 （3）当D R D S 1时，若触发器原状态Q 1、Q 0，G 1的输出 Q 0；G 2的输出Q 1。触发器的状态还是1状态。同样若触发器原状态为Q 0、Q 1，输入信号D R D S 1时，触发器的状态也不变。可见在D R =D S = 1时，触发 器的状态并不变化，这就是触发器“保持”的逻辑功能，也称为记忆功能。 （4）当D R 0、D S 1时，不管触发器原有的状态是0状态还是1状态，G 1的输出Q 1；G 2的输出Q 0。不管触发器原来处于什么状态，在输入端加D R 0、 D S 1 信号后，触发器的状态为0状态，即Q 0、Q 1。这就是触发器的置0或复位功能。D R 端也称为置0端或复位端。 （5）当D R 1、D S 0时，不管触发器原有的状态是0状态还是1状态，G 2的输出Q 1；G 1的输出Q 0。不管触发器原来处于什么状态，在输入端加D S 0、 D R 1 信号后，触发器的状态为1状态，即Q 1、Q 0。这就是触发器的置1或置位功能。D S 端也称为置1端或置位端 。 （6）当D R D S 0时，G 1、G 2的输出都为1，根据触发器状态的规定，它既不是1 状态，也不是0状态，破坏了Q 和Q 的互补关系。当D S 和D R 信号同时撤除后，触发器的下一个状态是0状态还是1状态很难确定。所以，D S 、D R 同时为0的输入方式应禁止出现。 基本RS 触发器的逻辑状态如表15.1所示。图15.2是其工作波形图。
电工电子技术复习题 第一章 电路的基本概念与基本定律 1. 在交流电路中电流和电压的大小和方向都随时间做_ 变化，这样的电流、电压分别称做交变电流、交变电压，统称为__ ___。 2. 负载增加一般指负载 增大. 3. 已知图2所示电路中的U S =10 V ，I S = 13 A 。电阻R1和R2消耗的功率由( )供 给 。 A. 电压源 B. 电流源 C. 电压源和电流源 R 1 图2 4. 关于电位下列说法不正确的是( )。 A. 参考点的电位为零，某点电位为正，说明该点电位比参考点高 B. 参考点的电位为零，某点电位为负，说明该点电位比参考点低 C. 电路中两点间的电压值是固定的，与零电位参考点的选取有关 5. 电路如图所示, U S 为独立电压源, 若外电路不变, 仅电阻R 变化时, 将会引起( ) A. 端电压U 的变化 B. 输出电流I 的变化 C. 电阻R 支路电流的变化 图1 1. 在图3中，(1)试求电流I ；(2)计算理想电压源和理想电流源的功率，并说明是取用的还是发出的功率。
图3 第二章电路的分析方法 1.根据戴维宁定理，任何一个有源二端线性网络都可以用一个和 的串联组合电路来代替。 2. 3.电路如图4所示，试计算电阻R L上的电流I L；(1) 用戴维宁定理；(2) 用诺顿定理。 图4 第三章 1.电容、电感和电阻都是电路中的基本元件，但它们在电路中所起的作用却是不同的，从能量上看，电容和电感是_ __元件，电阻是_ ___元件。 2.在自感应现象中，自感电动势的大小与（）成正比。 A. 通过线圈的原电流 B. 通过线圈的原电流的变化 C. 通过线圈的原电流的变化量 3.在直流稳态时，理想电感元件上（） A. 有电流，有电压 B. 有电流，无电压 C. 无电流，有电压 4.有一RC电路如图5(a)所示，其输入电压如图5(b)所示。设脉冲宽度T = RC。试求负脉
《电工学》第7章课后作业-计算题部分 1、三相异步电动机（Y225M-4型），其额定数据：功率45kW ，转速1440r/min ，电压380V ，TST/TN=2.1；如果负载转矩为540.2N ·m ，试问在U=UN 和U ’=0.9UN 两种情况下电动机能否起动? 解： 245=9550 =9550N m=298.4N m n 1440N P T ? ==2.1298.4N m=626.6N m ST ST N N T T T T ? 当U=U N 时，=626.6N m 540.2N m ST T ?，能起动。 当U ’=0.9U N 时，2 =0.9626.6N m=507.5N m 540.2N m ST T ??，不能启动。 2、三相异步电动机（Y225M-4型），其额定数据：功率45kW ，转速1450r/min ，电压380V ，效率为92.3%，功率因数为0.88，Ist Δ/IN=6；采用Y-Δ换接起动时，求额定转差率、起动电流。 解：由题得 33104510= =A=84.2A N P I ? 00n -n 1500-1450s ===0.035n 1450 N st st ==6=684.2505.2N N N I I I I A A I ????= stY 11= =505.2=168.433ST I I A A ?? 3、三相异步电动机（Y225M-4型），其额定数据：功率45kW ，转速1440r/min ，电压380V ，效率为92.3%，功率因数为0.88；求额定电流、额定转差率sN,额定转矩TN 。 解： 33 10==A=84.2A N P I
电工电子技术基础教材 （第一版） 主编：马润渊张奋
目录 第一章安全用电 (1) 第二章直流电路基础 (2) 第三章正弦交流电路 (21) 第四章三相电路 (27) 第五章变压器 (39) 第六章电动机 (54) 第七章常用半导体 (59) 第八章基本放大电路 (65) 第九章集成运算放大器 (72) 第十章直流稳压电源 (75) 第十一章数制与编码 (78) 第十二章逻辑代数基础 (81) 第十三章门电路和组合逻辑电路 (84)
第一章安全用电 学习要点： 了解电流对人体的危害 掌握安全用电的基本知识 掌握触点急救的方法 1.1 触电方式 安全电压：36V和12V两种。一般情况下可采用36V的安全电压，在非常潮湿的场所或 容易大面积触电的场所，如坑道内、锅炉内作业，应采用12V的安全电压。 1.1.1直接触电及其防护 直接触电又可分为单相触电和两相触电。两相触电非常危险，单相触电在电源中性点接地的情况下也是很危险的。其防护方法主要是对带电导体加绝缘、变电所的带电设备加隔离栅栏或防护罩等设施。 1.1.2间接触电及其防护 间接触电主要有跨步电压触电和接触电压触电。虽然危险程度不如直接触电的情况，但也应尽量避免。防护的方法是将设备正常时不带电的外露可导电部分接地，并装设接地保护 等。 1.2 接地与接零 电气设备的保护接地和保护接零是为了防止人体接触绝缘损坏的电气设备所引起的触电事故而采取的有效措施。 1.2.1保护接地 电气设备的金属外壳或构架与土壤之间作良好的电气连接称为接地。可分为工作接地和保护接地两种。 工作接地是为了保证电器设备在正常及事故情况下可靠工作而进行的接地，如三相四线制电源中性点的接地。 保护接地是为了防止电器设备正常运行时，不带电的金属外壳或框架因漏电使人体接触时发生触电事故而进行的接地。适用于中性点不接地的低压电网。 1.2.2保护接零 在中性点接地的电网中，由于单相对地电流较大，保护接地就不能完全避免人体触电的危险，而要采用保护接零。将电气设备的金属外壳或构架与电网的零线相连接的保护方式叫保护接零。
第14章 习题 一、选择题 1.二极管电路如下图所示，考虑二极管的正向压降为时，输出电压Uo=( )。 A ． B. C. -12V D. -15V 2. PN 结加反向电压时，其反向饱和电流是由（ ）。 A. 多子扩散而成 B. 少子扩散而成 C. 少子漂移而成 D. 多子漂移而成 3. 一个晶体管的极限参数为P CM =100mW ，ICM=20mA ，U (BR)CEO =15V, 则下列哪种是正常工作状态（ ）。 A. U CE =3V, I C =10mA B. U CE =2V, I C =40mA C. U CE =6V, I C =20mA D. U CE =16V, I C =30mA 4.某一正常工作的晶体三极管测得三个管脚对“地”的电位分别为：, 6V, , 则该三极管为（ ）。 A ．NPN 型锗管 B. NPN 型硅管 C. PNP 型锗管 D. PNP 型硅管 5. 图示电路中，D 1、D 2为理想二极管，则ao 两端的电压为（ ）。 A ．－3V B ．0V C ．1V D ．4V 6.二极管电路如图所示，考虑二极管的正向压降为时，输出电压u o =( )。 A ． B ． C ．-12V D ．-15V 7．N 型半导体的多数载流子是电子，因此它应（ ）。 A ．带负电 B. 带正电 C. 不带电 8．半导体二极管的主要特点是具有（ ）。 A ．电流放大作用 B ．单向导电性 C ．电压放大作用 9．二极管接在电路中，若测得a 、b 两端电位如图所示，则二极管工作状态为（ ）。 A ．导通 B ．截止 C ．击穿 1K Ω12V 15V E 1E 1D 1D 2 + -U 0(图1)
《电工电子技术简明教程》第7章习题 7.1 电路如图7.1(a)所示，设初态Q=0，当将输入控制信号如图7-1(b)所示加到这两个电路时，画它们输出端Q 和Q 的波形。 (a) (b) 图7.1 习题7.1的图 7.2 电路如图7.2(a)所示，设初态Q=0，当将输入控制信号如图7-2(b)所示加到这两个电路时，画它们输出端Q 和Q 的波形。 (b) 图7.2 习题7.2的图 7.3 同步RS 触发器逻辑符号如图7.3(a)所示，设初态Q=0，当将输入控制信号如图7-3(b)所示加到这个电路时，画出输出端Q 和Q 的波形。 (a) (b) 图7.3 习题7.3的图 7.4 图7.4(a)(b)所示是两种D 触发器符号，7.4(c)是其输入波形。设触发器的初态为0，分别求出输出波形Q 1、Q 2。 (c) 图7.4 习题7.4的图 S R 2S D R D S D R D Q Q R S Q Q CP S R D S R CP 2 1 CP D
7.5 图7.5(a)(b)所示为两种边沿JK 触发器的逻辑符号，时钟波形CP 及输入控制J ，K 波形如图7-5(c)所示。试画出输出端Q 的电压波形，设触发器的初始状态为零。 (a) (b) (c) 图7.5 习题7.5的图 7.6 电路如题图7.6(a)(b)所示，设各触发器的初态为0，画出在CP 脉冲作用下Q 端波形。 (a) (b) 图7.6 习题7.6的图 7.7 试分析题图7.7(a)、(b)所示的两个触发器电路，分别写出它们的次态方程表达式，说明其能完成的逻辑功能。 (a) (b) 图7.7 习题7.7的图 7.8 逻辑电路如题图7.8所示。按照时序逻辑电路的分析步骤，列出驱动方程、状态方程，写出状态转换表，画出状态状态图，并分析其逻辑功能。已知CP 和X 的波形，试画出Q 1和Q 2的波形，设触发器的初态均为0。 图7.8 习题7.8的图 7.9 D 触发器组成的电路如题图7.9所示。按照时序逻辑电路的分析步骤，列出驱动方程、状态方程， CP J K Q Q Q Q 1 2 CP 1 2 2 1 CP X
第七章 交流电动机 7.4.1 已知Y100L1-4型异步电动机的某些额定技术数据如下： 2.2kW 380V Y 联结 1420 r/min cos 0.82?= 81%η= 试计算：（1）相电流和线电流的额定值及额定负载时的转矩；（2） 额定转差率及额定负载时的转子电流频率。设电源频率为50Hz 。 解：（1） 效率%81=η， 输出功率 kW 2.22=P 输入功率 kW 72.281.02 .22 1≈==ηP P ?cos 31l l I U P = A 03.582.038031000 72.2 cos 31 =×××===?l l P U P I I 额定负载时的转矩：m N 80.1414202.295509550N 2 N ?===n P T （2）额定转差率：053.01500 1420 15000N 0N =?=?=n n n s 额定负载时的转子电流频率：Hz 67.21N 2==f s f
7.4.2 有台三相异步电动机，其额定转速为1470 r/min ，电源频率为50Hz 。在（a ）起动瞬间，（b ）转子转速为同步转速的2/3时，（c ）转差率为0.02时三种情况下，试求：（1）定子旋转磁场对定子的转速；（2） 定子旋转磁场对转子的转速；（3）转子旋转磁场对转子的转速（提示：o sn p f n ==/6022）；（4）转子旋转磁场对定子的转速；（5）转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速。 解：（a ）起动瞬间：n =0，s =1 （1） 定子旋转磁场对定子的转速 min r 15002 50606010=×==p f n （2） 定子旋转磁场对转子的转速 min r 1500015000=?=?n n （3） 转子旋转磁场对转子的转速 min r 150002==sn n （4） 转子旋转磁场对定子的转速 min r 15000=n （5） 因为转子旋转磁场和定子旋转磁场总是以同一转速在空间旋转着，所以转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速为零 （b ） 转子转速为同步转速的2时： （1） 定子旋转磁场对定子的转速 min r 15002 50606010=×==p f n （2） 定子旋转磁场对转子的转速 min r 50015003215000=×? =?n n （3） 转子旋转磁场对转子的转速 （4） 转子旋转磁场对定子的转速 min r 15000=n min r 50015001500 1000150000002=×?=×?==n n n n sn n
第7章习题解答 7-1 选择合适的答案填空。 （1）在本征半导体中加入五价元素可以形成 半导体，加入三价元素可以形成 半导体。 A ． P 型 B. N 型 （2）在杂质半导体中多子的数量与 有关。 A ．掺杂浓度 B. 温度 （3）当温度升高时，二极管的反向饱和电流将 。 A ． 减小 B. 增加 C. 不变 （4）稳压二极管稳压时工作在 区。 A ． 正向特性 B. 反向特性 C. 反向击穿 解：（1） B （2）A （3）B （4）C 7-2二极管电路如题图7-2所示，判断图中的二极管是导通还是截止，并求出电压U AB 。设二极管的导通电压U D =0.7V 。 A B 3V AB AB (a) 题图7-2 解：取 ，阴极电位V 阴=－3V ，V 阳＞V 阴 二极管D 导通，若 12V ，V D2阴=0V ，∵ U D1 ＞U D2 ∴ D 1 优先导通， D 2AB = －12V 。 7-3t ，试画出 u i 、u o 的波形，并标出幅值。设二极管为理想二极管。R o u u (a) (b) 题图7-3 解：设u i 、u o 的公共端为参考点。在图（a ）中，当u i ＞0时，D 导通，u o = u i ；u i ＜ 0时，D 截止，u o =0V ，波形如解题图7-3（a ）所示。 在图（b ）中，二极管阳极电位为－6V ，当u i ＞－6V 时，D 截止，u o = u i ； u i ＜－6V 时，D 导通，u o =－6V ，波形如解题图7-3（b ）所示。
t t t t 解题图7-3（a） 7-4 在题图7-4所示电路中，已知u i=10sinωt 理想二极管。 解：设u i、u o 的公共端为参考点。当u i＞0 u o = u i；在u i＞5V时导通，u o =5V。当u i ＜0时，D2u i＜－5V时导通，u o =－5V，波形如解题图7-4所示。 i u t t 解题图7-4 7-5 1、D2的导通压降为 电压时，U o为多少伏？（2）A、B都接10V电压时，U o为多少伏？ 解：（1）A接10V、B接0.3V电压时，D2导通，1V 0.7 0.3 U O = + =， D1截止。 （2）A、B都接10V电压时，D2 D1都截止，10V U O =。 7-6 在题图7-6所示电路中，已知U i=30V,2CW4稳压管的参数为： 稳定电压U Z=12V，最大稳定电流I ZM=20mA。求电流表A1、A2的读 数各为多少？流过稳压管的电流I Z为多少？
7.1.1 选择题。 （1）功率放大电路的最大输出功率是在输入电压为正弦波时，输出基本不失真情况下，负载上可能获得的最大___A____。 A. 交流功率 B. 直流功率 C. 平均功率 （2）功率放大电路的转换效率是指___B____。 A. 输出功率与晶体管所消耗的功率之比 B. 最大输出功率与电源提供的平均功率之比 C. 晶体管所消耗的功率与电源提供的平均功率之比 （3）在选择功放电路中的晶体管时，应当特别注意的参数有__B D E____。 A. β B. I CM C. I CBO D. U（BR）CEO E. P CM F. f T （4）在OCL乙类功放电路中，若最大输出功率为1 W，则电路中功放管的集电极最大功耗约为___C____。 A. 1 W B. W C. W （5）与甲类功率放大器相比较，乙类互补推挽功放的主要优点是____B_____。 A. 无输出变压器 B. 能量转换效率高 C. 无交越失真 （6）所谓能量转换效率是指____B_____。 A. 输出功率与晶体管上消耗的功率之比 B. 最大不失真输出功率与电源提供的功率之比 C. 输出功率与电源提供的功率之比 (7) 功放电路的能量转换效率主要与___C______有关。 A. 电源供给的直流功率 B. 电路输出信号最大功率 C. 电路的类型 (8) 乙类互补功放电路存在的主要问题是___C______。 A. 输出电阻太大 B. 能量转换效率低 C. 有交越失真
(9) 为了消除交越失真，应当使功率放大电路的功放管工作在____B_____状态。 A. 甲类 B. 甲乙类 C. 乙类 (10) 乙类互补功放电路中的交越失真，实质上就是__C_______。 A.线性失真 B. 饱和失真 C. 截止失真 (11) 设计一个输出功率为20W的功放电路，若用乙类互补对称功率放大，则每只功放管的最大允许功耗PCM至小应有____B_____。 A. 8W B. 4W C. 2W (12) 在题图7.1.1所示功率放大电路中。二极管D1和D2的作用是____B_____。 A.增大输出功率 B. 减小交越失真 C. 减小三极管的穿透电流 题图 7.1.1 7.1.2 题图所示为三种功率放大电路。已知图中所有晶体管的电流放大系数、饱和管压降的数值等参数完全相同，导通时b-e间电压可忽略不计；电源电压V CC和负载电阻R L均相等。 （1）分别将各电路的名称（OCL、OTL或BTL）填入空内，图（a）所示为_OTL__电路，图（b）所示为__OCL___电路，图（c）所示为__BTL_____电路。 （2）静态时，晶体管发射极电位u E为零的电路为有___OCL____。 (由于图（a）和（c）所示电路是单电源供电，为使电路的最大不失真输出电压最大，静态应设置晶体管发射极电位为V CC/2。因此，只有图（b）所示的OCL电路在静态时晶体管发射极电位为零。因此答案为OCL。)
第14章 习题 一、选择题 1.二极管电路如下图所示，考虑二极管的正向压降为0.7V 时，输出电压Uo=( )。 A ．-14.3V B. -0.7V C. -12V D. -15V 2. PN 结加反向电压时，其反向饱和电流是由（ ）。 A. 多子扩散而成 B. 少子扩散而成 C. 少子漂移而成 D. 多子漂移而成 3. 一个晶体管的极限参数为P CM =100mW ，ICM=20mA ，U (BR)CEO =15V, 则下列哪种是正常工作状态（ ）。 A. U CE =3V, I C =10mA B. U CE =2V, I C =40mA C. U CE =6V, I C =20mA D. U CE =16V, I C =30mA 4.某一正常工作的晶体三极管测得三个管脚对“地”的电位分别为：10.5V, 6V, 6.7V, 则该三极管为（ ）。 A ．NPN 型锗管 B. NPN 型硅管 C. PNP 型锗管 D. PNP 型硅管 5. 图示电路中，D 1、D 2为理想二极管，则ao 两端的电压为（ ）。 A ．－3V B ．0V C ．1V D ．4V 6.二极管电路如图所示，考虑二极管的正向压降为0.7V 时，输出电压u o =( )。 A ．-14.3V B ．-0.7V C ．-12V D ．-15V 7．N 型半导体的多数载流子是电子，因此它应（ ）。 A ．带负电 B. 带正电 C. 不带电 8．半导体二极管的主要特点是具有（ ）。 A ．电流放大作用 B ．单向导电性 C ．电压放大作用 9．二极管接在电路中，若测得a 、b 两端电位如图所示，则二极管工作状态为（ ）。 A ．导通 B ．截止 C ．击穿 10．如果把一个小功率二极管直接同一个电源电压为 1.5V 、内阻为零的电池实行正向连接，电路如图所示，则后果是该管（）。 A ．击穿 B ．电流为零 C ．电流正常 D ．电流过大使管子烧坏 二、填空题： 1．所谓PN 结的正向偏置，是指将电源的正极与_____区相接，负极与______区相接，在正向偏置电压大于死区电压的条件下，PN 结将_______。 2．PNP 型三极管处在放大状态时，3个电极电位以_______极电位最高，______电位最低。 3．三极管工作在放大状态时，发射结需加______电压，集电结需加______电压。 4．稳压管的稳压区是工作在______状态。 5．工作在放大区的某三极管，当IB 从20μA 增大到40μA 时，IC 从1mA 变为2mA ，则它的β值约为__________。 6．二极管具有______，即正向导通，反向截止。 7．当二极管所加的反向电压过高时，反向电流将突然增大，这种现象称为______。 8．NPN 型三极管处在放大状态时，3个电极电位以_______极电位最高，______电位最低。 9．在本征半导体硅中，掺入微量三价元素，则成为________________ 半导体。 10．电路如图所示，二极管为同一型号的理想元件，电阻R=4k ，电位uA=1V ，uB=3V ，则电位u F 等于_______。 三、综合题 1．图示各电路中，E=5V ，u i =10sin ωtV ，二极管的正向压降可忽略不计，试分别画出输出电压u o 的波形。 2．电路如图所示，已知 i u ＝10sin ωt(V)，试画出i u 与0u 的波形。设二极管正向导通电压可忽 略不计。
第2章习题答案 2.1.1 选择题 （1）在图2-73所示电路中，发出功率的元件是__Ａ___。 （Ａ）仅是5Ｖ的电源（Ｂ）仅是2Ｖ的电源 （Ｃ）仅是电流源（Ｄ）电压源和电流源都发出功率 （Ｅ）条件不足 图2-73题2.1.1（1）图图2-74题2.1.1（2）图 （2）在图2-74所示电路中，当增大时，恒流源两端的电压Ｕ__B___。 （A）不变（B）升高（C）降低 （3）在图2-75所示电路中，当开关S闭合后，P点的电位__B___。 （A）不变（B）升高（C）为零 （4）在图2-76所示电路中，对负载电阻R而言，点画线框中的电路可用一个等效电源代替，该等效电源是__C___。 （A）理想电压源（B）理想电流源（C）不能确定 图2-75题2.1.1（3）图图2-76题2.1.1（4）图 (5) 实验测的某有源二端线性网络的开路电压为10V，当外接3Ω的电阻时，其端电压为6V，则该网络的戴维南等效电压的参数为(C)。 (a)U S=6V，R0=3Ω (b)U S=8V，R0=3Ω (c)U S=10V，R0=2Ω (6) 实验测得某有源二端线性网络的开路电压为6V，短路电流为3A。当外接电阻为4Ω时，流过该电阻的电流I为( A )。 (a)1A(b)2A(c)3A
(7) 在图2-77所示电路中，已知U S1=4V，U S2=4V，当U S2单独作用时，电阻R中的电流为1MA，那么当U S1单独作用时，电压U AB是（A） （A）1V （B）3V （C）-3V 图2-77题2.1.1（7）图 （8）一个具有几个结点，b条支路的电路，其独立的KVL方程为（B） a)（n-1）个 b)（b-n+1）个 （9）一个具有几个结点，b条支路的电路，要确定全部支路电流，最少要测量（B） a)（n-1）次 b)（b-n+1）次 （10）一个具有n个结点，b条支路的电路，要确定全部支路电压，最少要测量（A） a)（n-1）次 b)（b-n+1）次 （11）电阻并联时，电阻值越大的电阻：（A） a)消耗功率越小； b)消耗功率越大。 （12）两个电阻并联时，电阻值，越小的电阻（B） a)该支路分得的电流愈小； b)该支路分得的电流愈大。 （13）电路如图2-78所示，ab端的等效电阻R ab=（B） a)2.4 b)2 （14）电路如图2-79所示，已知U AB=6V，已知R1与R2消耗功率之比为1：2，则电阻R1，R2分别为（A） a)2 ，4 b)4 ，8 图2-78题2.1.1（13）图图2-79题2.1.1（14）图
第7章 触发器和时序逻辑电路 7.1 如图所示的基本RS 触发器的电路图以及D R 和D S 的工作波形如图7.1所示，试画出Q 端的输出波形。 (b) D R D S 图7.1 习题 7.1的图 解： D R D S Q 7.2 同步RS 触发器电路中，CP ，R,S 的波形如图7.2所示，试画出Q 端对应的波形，设触发器的初始状态为0。 Q Q CP (a)(b) CP S R 图7.2 习题7.2的图 解：
CP S R Q 7.3 图7.3所示的主从结构的RS 触发器各输入端的波形如图（b ）所示。D S =1，试画出Q 、Q 端对应的波形，设触发器的初始状态为 (a)(b) CP D R S R 图7.3 习题7.3的图 解： CP D R S R Q 7.4 试分析如图所示电路的逻辑功能。 图 7. 4习题7. 4的图 解：
11n J Q K Q JQ KQ Q +===+= 所以构成T ’触发器，具有计数功能。 7. 5 设JK 触发器的初始状态为0，画出输出端Q 在时钟脉冲作用下的波形图。 Q Q CP 1CP 图7.5习题7. 5的图 解： JK 触发器J 、K 端均接1时，计数。 CP Q 7.6 在图7.6所示的信号激励下，画出主从型边沿JK 触发器的Q 端波形，设触发器的初始态为0。 CP J K (a)(b) 图7.6 习题7.6的图 解： CP K J Q 7.7 一种特殊的同步RS 触发器如图7.7所示，试分析其逻辑功能。
Q Q CP 图7.7 习题7.7的图 解：CP 为0时，保持；CP 为1时，R=S=0，则保持，R=S=1时置0，当R=0，S=1时，置1，当R=1，S=0时，置0。 7.8如图所示的 D 触发器的逻辑电路和波形图如图所示，试画出输出端Q 的波形图，设触发器的初始态为0。 （a ）（b ） D CP 图7. 8习题7. 8的图 解： D CP Q 7.9 图7.9所示的边沿T 触发器，T 和CP 的输入波形如图7.9所示，画出触发器输出端Q 和Q 的波形，设触发器的初始状态为0。
练习题 7.1.1某生产机械采用Y112M-4型三相异步电动机拖动, 起动不频繁,用熔断器作短路保护,试选择熔体的额定电流。电动机的I N = 8.8 A。 7.2.1下列电路能否控制电机起停? SB stp SB st KM SB stp SB st KM KM KM SB st SB stp KM SB stp SB st KM KM KM KM
器- 7.2.2画出即能长期工作又能点动的三相笼式异步电动 机的继电器-接触器控制电路。 7.2.3画出能分别在两地控制同一台电机起停的控制电 路。 7.4.1两条皮带运输机分别由两台笼式电动机拖动 ,用一 套起停按钮控制它们的起停,为了避免物体堆积在运输机上 ,要 求电动机按下述顺序启动和停止 :启动时, M 1启动后, M 2才 随之启动;停止时, M 2停止后, M 1才随之停止。 7.5.1图 7.10 (教材图 7.5.2 )时工作台能自动往返的行程 控制电路,若要求控制台退回到原位停止,怎么办?
7.5.2如图三相异步电动机正反转控制电路。控制要求是: 在正转和反转的预定位置能自动停止,并且有短路、过载和失压保护。请找出图中的错误,画出正确的电路,并阐述从KM1 线圈通电换到KM2线圈通电的操作过程。 Q 3~ SB1 KM R KM F SB2 KM1 SB3 KM2 3 ~ ST1 KM1 KM1 ST2 KM2 KM2
7.5.3试说明图中所示电路的功能及所具有的保护作用。 若KM1通电运行时按下SB3 ,试问电动机的运行状况如何变化? 3~ Q FU1 FU2 SB1 FR KM1 KM2 SB2 KM1 SB3 KM2 FR 3 ~ ST A1 KM2 KM1 ST B1 KM1 KM2
第二章电路分析基础 2-1 电路如图所示，已知U S1 =24V ，U S2 =16V ，I S =1A ，R 1 =R 2 =8Ω，R 3 =4Ω。试用支路电流法求各支路电流。 解：该题有四条支路其中一条支路是恒流源（设恒流源两端电压为U IS ），应列四个 方程。有两个节点 ，按KCL 定理可列一个节点方程： I 1+I 2 =I S +I 3 有三个网孔按KVL 定理可列三个回路方程： I 1R 1 =U S1+U IS I 2R 2 =U S2+U IS I 2R 2+I 3R 3 =U S2 U IS =I 3R 3 解之 I 1=2A I 2=1A I 3=2A U S =8V 2-2 电路如图所示。已知I S =2A ，U S =6V ，R 1=R 2=3Ω，R 3=R 4=6Ω，用叠加原理求a 、b 两点之间电压U ab 。 解：当电压源U S 单独作用时， 题图变如右图： Uab1= 当电流源I S 单独作用时，题图变如右图Uab 2=3V Uab=Uab 1+Uab 2= 2-3 电路如图所示。已知R 1 =6Ω，R 2 =12Ω，R 3 =8Ω，R 4 =4Ω，R 5 =1电路中流经R 3 的电流I 当电流源I S 单独作用时， 题图变如右图) (138 44434A I R R R I =?+=+= '')(211A I I =+=''+' 2-4 在图示电路中，当U S =24V 时，Uab=8v. 试用叠加原理求U S =0时的UabIs 。 解：当电压源U S 单独作用时， 题图变如右图 )(18 412 43A R R U I S =+=+= '
一、填空题 1．对称三相电源（正序），设V 相的相电压 V =220V，则U相电压 U = ， W 相电压 W = 。 2.三相电源绕组的连接方式有_________和_________两种，而常用的是 _________连接。 3.三相四线制供电系统中，电源线电压在数值上等于相电压的__________倍；相位上，电源线电压__________于相应的相电压__________。 4.三相对称负载三角形连接时，线电流有效值上等于相电流有效值的______倍。在相位上，线电流比相对应的相电流__________。 5.三相对称负载的定义是：__________相等、__________相等、__________相同。 6.三相不对称负载作星形连接时，中线的作用是使三相负载成为三个 _________________电路，保证各相负载都承受对称的电源____________。8.已知三相电源的线电压为380V，而三相负载的额定相电压为220V，则此负载 应作________形连接，若三相负载的额定相电压为380V，则此负载应作 ________形连接。 10.三相电动机绕组可以连成__________或__________；由单相照明负载构成的三相不对称负载，一般都连成__________。 11.某三相异步电动机，定子每相绕组的等效电阻为8Ω，等效感抗为6Ω,现将此电动机连成三角形接于线电压为380V的三相电源上。则每相绕组的相电压为__________V，相电流为__________A，线电流为__________A。 12.某三相异步电动机，每相绕组的等效电阻R＝8Ω，等效感抗X L ＝6Ω，现将此电动机连成星形接于线电压380V的三相电源上，则每相绕组承受的相电压为__________V，相电流为__________A，线电流为__________A。 16.三相对称负载连成三角形接于线电压为380V的三相电源上，若UV相负载处 因故发生断路，则VW相负载的电压为________V，WU相负载的电压为________V。 18.三相对称负载连成三角形，接到线电压为380V的电源上。有功功率为5.28kW， 功率因数为0.8，则负载的相电流为__________A，线电流为__________A。 二、判断题 1.同一台发电机作星形连接时的线电压等于作三角形连接时的线电压。（） 1
第 14 章 习题 一、选择题 1. 二极管电路如下图所示，考虑二极管的正向压降为时，输出电压 A ． B. C. -12V D. -15V D 1 D 2. PN 结加反向电压时， 其反向饱和电流是由 （ ） 少子 扩散而成 多子漂移而成 P CM =100mW ， ICM=20mA ， U （BR ）CEO =15V, 则下列哪种是正常工作状 态 ( )。 A. U CE =3V, I C =10mA C. U CE =6V, I C =20mA 6. 二极管电路如图所示，考虑二极管的正向压降为时，输出电压 A ． B ． C ． -12V D ． -15V 7． N 型半导体的多数载流子是电子，因此它应（ ）。 A ．带负电 B. 带正电 C. 不带电 8．半导体二极管的主要特点是具有（ ） 9．二极管接在电路中，若测得 a 、 b 两端电位如图所示，则二极管工作状态为（ ） A ．导通 B ．截止 C ．击穿 （ A ． ）。 NPN 型锗管 B. NPN 型硅管 C. PNP 型锗管 5. 图示电路中， D 1、D 2为理想二极管，则 ao 两端的电压为（ A ． － 3V B ． 0V C ． 1V D ． 4V 4. 某一正常工作的晶体三极管测得三个管脚对“地”的电位分别为： , 6V, , 则该三极管为 D. PNP 型硅管 Uo=( ) E 1 D 2 15V E 1 12V U 0 （图1） A. 多子扩散而成 B. C. 少子漂移而成 D. 3. 一个晶体管的极限参数为 B . U CE =2V, I C =40mA D . U CE =16V, I C =30mA u o =( ) A ．电流放大作用 B ．单向导电性 C ．电压放大作用 1K Ω