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第1章半导体存器件

1.1 学习要求

（1）了解半导体的特性和导电方式，理解PN结的单向导电特性。

（2）了解半导体二极管、三极管的结构。

（3）理解二极管的工作原理、伏安特性和主要参数。

（4）理解双极型三极管的放大作用、输入和输出特性及其主要参数。

（5）了解MOS场效应管的伏安特性、主要参数及其与双极型三极管的性能比较。

1.2 学习指导

本章重点：

（1）PN结的工作原理。

（2）二极管的工作原理、伏安特性和主要参数。

（3）双极型三极管的放大作用、输入和输出特性及其主要参数。

本章难点：

（1）半导体二极管的限幅、钳位等作用。

（2）双极型三极管的电流分配与电流放大作用。

本章考点：

（1）本征半导体、杂质半导体的相关概念。

（2）PN结的单向导电特性。

（3）半导体二极管、稳压管的限幅、钳位等电路分析。

（4）双极型三极管的管脚、工作状态及放大条件的判别。

1.2.1 PN结

1．半导体的导电特征

半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。纯净的半导体称为本征半导体，其导电能力在不同的条件下有着显著的差异。本征半导体在温度升高或受光照射时产生激发，形成自由电子和空穴，使载流子数目增多，导电能力增强。

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2

杂质半导体是在本征半导体中掺入杂质元素形成的，有N型半导体和P型半导体两种类型。N型半导体是在本征半导体中掺入五价元素形成的，自由电子为多数载流子，空穴为少数载流子。P型半导体是在本征半导体中掺入三价元素形成的，空穴为多数载流子，自由电子为少数载流子。杂质半导体的导电能力比本征半导体强得多。

2．PN结及其单向导电性

在同一硅片两边分别形成N型半导体和P型半导体，交界面处就形成了PN结。PN的形成是多数载流子扩散和少数载流子漂移的结果。PN结具有单向导电性：PN 结加正向电压（P区接电源正极，N区接电源负极）时，正向电阻很小，PN结导通，可以形成较大的正向电流。PN结加反向电压（P区接电源负极，N区接电源正极）时，反向电阻很大，PN结截止，反向电流基本为零。

1.2.2 半导体二极管

在PN结的两端各引出一个电极便构成了半导体二极管。由P区引出的电极称为阳极或正极，由N区引出的电极称为阴极或负极。二极管的核心实质是一个PN结。

1．二极管的伏安特性

（1）正向特性。正向电压小于死区电压（硅管约为0.5Ｖ，锗管约为0.2Ｖ）时二极管截止，电流几乎为零。正向电压大于死区电压后二极管导通，电流较大。导通后的二极管端电压变化很小，基本上是一个常量，硅管约为 0.7Ｖ，锗管约为0.3Ｖ。

（2）反向特性。反向电压在一定范围内时二极管截止，电流几乎为零。反向电压增大到反向击穿电压U BR时，反向电流突然增大，二极管击穿，失去单向导电性。

2．二极管的主要参数

（1）最大整流电流I O M。指二极管长期使用时允许通过的最大正向平均电流。

（2）反向工作峰值电压U D R M。指二极管使用时允许加的最大反向电压。

（3）反向峰值电流I R M。指二极管加上反向峰值电压时的反向电流值。

（4）最高工作频率f M。指二极管所能承受的外施电压的最高频率。

二极管在电路中主要用于整流、限幅、钳位等。整流是将输入的交流电压变换为单方向脉动的直流电压，限幅是将输出电压限制在某一数值以内，钳位是将输出电压限制在某一特定的数值上。

3．特殊二极管

（1）稳压管。稳压管的反向击穿特性曲线比普通二极管陡，正常工作时处于反向击穿区，且在外加反向电压撤除后又能恢复正常。稳压管工作在反向击穿区时，电流虽然在很大范围内变化，但稳压管两端的电压变化很小，所以能起稳定电压的作

第1章 半导体器件 3

用。如果稳压管的反向电流超过允许值，将会因过热而损坏，所以与稳压管配合的电阻要适当，才能起稳压作用。稳压管除用于稳压外，还可用于限幅、欠压或过压保护、报警等。

（2）光电二极管。光电二极管用于将光信号转变为电信号输出，正常工作时处于反向工作状态，没有光照射时反向电流很小，有光照射时就形成较大的光电流。

（3）发光二极管。发光二极管用于将电信号转变为光信号输出，正常工作时处于正向导通状态，当有正向电流通过时，电子就与空穴直接复合而发出光来。

4．二极管应用电路的分析方法

（1）判断二极管是导通还是截止。判断方法是：假设将二极管开路，计算接二极管阳极处的电位U A 和接二极管阴极处的电位U K 。当将二极管视为理想元件（即忽略二极管正向压降和反向漏电流）时，若U A ≥U K ，则接上二极管必然导通，其两端电压为零。否则接上二极管必然截止，其反向电流为零。当计及二极管的正向压降U D 时，若U A -U K ≥U D ，则接上二极管必然导通，其两端电压通常硅管取 0.7Ｖ，锗管取0.2Ｖ。否则接上二极管必然截止，其反向电流为零。

（2）由二极管的工作状态画出等效电路，由于在等效电路中不含二极管，故可根据电路分析方法（如支路电流法、叠加定理、戴维南定理等）分析计算。

例如，在如图1.1（a ）所示电路中，设二极管VD 的正向电阻为零，反向电阻为无穷大，试求A 点电位U A 。

将二极管断开，得电路如图1.1（b ）所示，此时A 、K 两点的电位分别为：

4060603060

AO =?+=U （V ）

20202020

2020

60KO =-?++=U （V ）

因为U A O >U K O ，所以如图 1.1（a ）所示电路中的二极管是导通的，可以用短路线代替，如图1.1（c ）所示，运用节点电压法即可求出A 点电位为：

4060

1301201201306020202060A =++++-+=U （V ）

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4

-20V Ω20Ω(a)

-20V Ω20Ω(b)

-20V

Ω20Ω(c)

图1.1 二极管电路计算示例

1.2.3 双极型三极管 1．结构与工作原理

双极型三极管简称晶体管或三极管，有NPN 型和PNP 型两种类型。晶体管有发射区、基区和集电区3个区，从这3个区分别引出发射极E 、基极B 和集电极C ，基区和发射区之间的PN 结称为发射结，基区与集电区之间的PN 结称为集电结。

晶体管具有电流放大作用的内部条件是：

（1） 发射区的掺杂浓度大，以保证有足够的载流子可供发射。 （2） 集电区的面积大，以便收集从发射区发射来的载流子。

（3） 基区很薄，且掺杂浓度低，以减小基极电流，即增强基极电流的控制作用。 晶体管实现电流放大作用的外部条件是：发射结正向偏置，集电结反向偏置。对NPN 型晶体管，电源的接法应使3个电极的电位关系为E B C U U U >>。对PNP 型晶体管，则应使E B C U U U <<。

工作于放大状态的晶体管，基极电流I B 远小于集电极I C 和发射极电流I E ，只要发射结电压U B E 有微小变化，造成基极电流I B 有微小变化，就能引起集电极I C 和发射极电流I E 大的变化，这就是晶体管的电流放大作用。

2．特性曲线

晶体管的输入特性曲线常熟==CE )(BE B U U f I 与二极管的正向特性曲线相似，也有同样的死区电压和管压降范围，如图1.2（a ）所示。

晶体管的输出特性曲线常熟

==B )

(CE C I U f I 是一簇曲线，如图1.2（b ）所示。根据

晶体管工作状态的不同，输出特性曲线分为放大区、截止区和饱和区3个工作区。晶体管在不同工作状态下的特点如表1.1所示。

第1章 半导体器件

5

BE (V)

A U CE (V)

（a ）输入特性曲线 （b ）输出特性曲线

图1.2 晶体管的特性曲线

3．主要参数

（1）电流放大系数β和β。

直流（静态）电流放大系数：B C

I I =

β 交流（动态）电流放大系数：B

C I I

??=β

小功率晶体管200~50=≈ββ，大功率管的β值一般较小。选用晶体管时应注意，β太小的管子放大能力差，而β太大则管子的热稳定性较差，一般以100=β左右为宜。

（2）反向饱和电流I C B O 和穿透电流I C E O 。二者的关系为CBO CEO )1(I I β+=，它们随温度升高而增大，影响电路工作的稳定性。

（3）集电极最大允许电流I C M 。集电极电流超过I C M 时β值将明显下降。

（4）反向击穿电压U （BR ）CEO 。基极开路时集电极与发射极之间的最大允许电压。 （6）集电极最大允许耗散功率P C M 。CE C CM U I P =。I C M 、U （B R ）C E O 和P C M 称为晶体管的极限参数，由它们共同确定晶体管的安全工作区。

表1.1 晶体管在不同工作状态下的特点

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6 4．晶体管工作状态、类型和管脚的判别方法

（1）晶体管的工作状态可根据发射结和集电结的偏置情况判断。对NPN 型晶体管，若U B E ≤0，则发射结反偏，晶体管工作在截止状态。若0BE >U ，则发射结正偏，这时可再根据集电结的偏置情况判断晶体管是工作在放大状态还是饱和状态，集电结反偏为放大状态，集电结正偏为饱和状态；也可根据I B 与I B S 的关系判断，

βCS BS B I I I =<为放大状态，I B ≥βCS BS I

I =为饱和状态。

（2）晶体管的类型（NPN 型还是PNP 型，硅管还是锗管）和管脚可根据各极

电位来判断。NPN 型集电极电位最高，发射极电位最低，即E B C U U U >>，0BE >U ；PNP 型集电极电位最低，发射极电位最高，即E B C U U U <<，0BE

管基极电位与发射极电位大约相差0.6或0.7V ；锗管基极电位与发射极电位大约相差0.2或0.3V 。

此外，还可根据各极电流来判断晶体管的管脚以及是NPN 型还是PNP 型。根据晶体管各极电流关系C B E I I I +=和B C I I β=可知，发射极电流最大，基极电流最小，并且发射极电流从晶体管流出的为NPN 型，流入晶体管的为PNP 型。

例如，在如图 1.3所示的电路中，已知1C =R k Ω，10B =R k Ω，5CC =U V ，晶体管的50=β，7.0BE =U Ｖ，3.0CES =U Ｖ。试分别计算1i -=U V ，1i =U V 以及3i =U V 时的I B 、I C 和U o ，并指出晶体管所处的工作状态。

U i

U U o

图1.3 晶体管工作状态计算示例

当1i -=U V 时0BE

0B =I 0C =I

5CC CE o ===U U U （V ）

当1i =U V 时0BE >U ，晶体管发射结正偏，因而导通，故有：

03.010

7.01B BE i B =-=-=R U U I （mA ）

5.103.050B C =?==I I β（mA ）

第1章 半导体器件 7

5.315.15C C CC CE o =?-=-==R I U U U （V ）

08.25.37.0CE BE BC <-=-=-=U U U

计算结果表明，晶体管的发射结正偏，集电结反偏，处于放大状态。 或由：

094.01

3.055011C CES CC CS BS =-?=-?==R U U I I ββ（mA ）

得BS B I I <，所以晶体管处于放大状态。

当3i =U V 时0BE >U ，晶体管发射结正偏，因而导通，故有：

23.010

7.03B BE i B =-=-=R U U I （mA ）

5.1123.050B C =?==I I β（mA ）

5.615.115C C CC CE o -=?-=-==R I U U U （V ）

()02.75.67.0CE BE BC >=--=-=U U U

计算结果表明，晶体管的发射结正偏，集电结也正偏，处于饱和状态。因为U CE 绝不可能为负值，所以从计算结果0CE o <=U U 也说明晶体管已不处于放大状态，故应处于饱和状态。当然，也可由BS B I I >知晶体管处于放大状态。此时CE o U U =应为：

3.0CES CE o ===U U U （V ）

在饱和状态下，集电极电流I C 和基极电流I B 之间已不存在B C I I β=的关系，这时的集电极电流I C 为：

7.41

3

.05C CE CC C =-=-=

R U U I （mA ）

1.2.4 场效应晶体管

绝缘栅型场效应管共有4种类型，它们的特性比较如表1.2所示。

表1.2 绝缘栅型场效应管的特性比较

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8

表1.3 晶体管与场效应管比较

1.3 习题解答

1.1 在如图 1.4所示的各个电路中，已知直流电压3i =U V ，电阻1=R k Ω，二

第1章半导体器件9 极管的正向压降为0.7V，求U o。

o o

(a) (b) (c)

图1.4 习题1.1的图

分析U o的值与二极管的工作状态有关，所以必须先判断二极管是导通还是截止。若二极管两端电压为正向偏置则导通，可将其等效为一个0.7Ｖ的恒压源；若二极管两端电压为反向偏置则截止，则可将其视为开路。

解对图 1.4（a）所示电路，由于3

i

=

U V，二极管VD承受正向电压，处于导通状态，故：

7.0

D

o

=

=U

U（V）

对图1.4（b）所示电路，由于3

i

=

U V，二极管VD承受反向电压截止，故：

5.1

3

2

1

i

o

=

?

=

+

=U

R

R

R

U（V）

对图1.4（c）所示电路，由于3

i

=

U V，二极管VD承受正向电压导通，故：

3.4

7.0

5

5D

o

=

-

=

-

=U

U（V）

1.2 在如图1.5所示的各个电路中，已知输入电压t

uω

sin

10

i

=V，二极管的正向压降可忽略不计，试分别画出各电路的输入电压u i和输出电压u o的波形。

分析在u i和5V电源作用下，分析出在哪个时间段内二极管正向导通，哪个时

间段内二极管反向截止。在忽略正向压降的情况下，正向导通时可视为短路，截止时可视为开路，由此可画出各电路的输入、输出电压的波形。

R R

(a) (b) (c)

图1.5 习题1.2的图

解对图1.5（a）所示电路，输出电压u o为：

5

D

R

i

o

+

=

-

=U

u

u

u

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10 u i ≥5V 时二极管VD 承受正向电压导通，U D =0，u o =5V ；u i <5V 时二极管VD 承受反向电压截止，电阻R 中无电流，u R =0，u o = u i 。输入电压u i 和输出电压u o 的波形如图1.6（a ）所示。

(a)

t

t

t

t

t

t

图1.6 习题1.2解答用图

对图1.5（b ）所示电路，输出电压u o 为：

5R D i o +=-=u U u u

u i ≥5V 时二极管VD 承受正向电压导通，U D =0，u o = u i ；u i <5V 时二极管VD 承受反向电压截止，电阻R 中无电流，u R =0，u o =5V 。输入电压u i 和输出电压u o 的波形如图1.6（b ）所示。

对图1.5（c ）所示电路，输出电压u o 为：

D R i o 5U u u u -=-= u i ≥5V 时二极管VD 承受反向电压截止，电阻R 中无电流，u R =0，u o = u i ；u i <5V 时二极管VD 承受正向电压导通，U D =0，u o =5V 。输入电压u i 和输出电压u o 的波形如图1.6（c ）所示。

1.3 在如图1.7所示的电路中，试求下列几种情况下输出端F 的电位U F 及各元件（R 、VD A 、VD B ）中的电流，图中的二极管为理想元件。

（1）0B A ==U U V 。

（2）3A =U ，0B =U V 。 （3）3B A ==U U V

。

A

B

F

图1.7 习题1.3的图

第1章 半导体器件 11

分析 在一个电路中有多个二极管的情况下，一些二极管的电压可能会受到另一些二极管电压的影响，所以，在判断各个二极管的工作状态时，应全面考虑各种可能出现的因素。一般方法是先找出正向电压最高和（或）反向电压最低的二极管，正向电压最高者必然导通，反向电压最低者必然截止，然后再根据这些二极管的工作状态来确定其他二极管承受的是正向电压还是反向电压。

解 （1）因为0B A ==U U V 而U C C =6V ，所以两个二极管VD A 、VD B 承受同样大的正向电压，都处于导通状态，均可视为短路，输出端F 的电位U F 为：

0B A F ===U U U （V ）

电阻中的电流为：

23

6F CC R =-=-=

R U U I （mA ） 两个二极管VD A 、VD B 中的电流为：

122

1

21R DB DA =?===I I I （mA ）

（2）因为3A =U ，0B =U V 而U C C =6V ，所以二极管VD B 承受的正向电压最

高，处于导通状态，可视为短路，输出端F 的电位U F 为：

0B F ==U U （V ）

电阻中的电流为：

23

6F CC R =-=-=

R U U I （mA ） VD B 导通后，VD A 上加的是反向电压，VD A 因而截止，所以两个二极管VD A 、VD B 中的电流为：

0DA =I （mA ）

2R DB ==I I （mA ）

（3）因为3B A ==U U V 而U C C =6V ，所以两个二极管VD A 、VD B 承受同样大的正向电压，都处于导通状态，均可视为短路，输出端F 的电位U F 为：

3B A F ===U U U （V ）

电阻中的电流为：

13

3

6F CC R =-=-=

R U U I （mA ） 两个二极管VD A 、VD B 中的电流为：

5.012

1

21R DB DA =?===I I I （mA ）

1.4 在如图1.8所示的电路中，试求下列几种情况下输出端F 的电位U F 及各元件（R 、VD A 、VD B ）中的电流，图中的二极管为理想元件。

（1）0B A ==U U V 。

（2）3A =U V ，0B =U 。

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12 （3）3B A ==U U V 。

A B

F

图1.8 习题1.4的图

分析 本题与上题一样，先判断出两个二极管VD A 、VD B 的工作状态，从而确定出输出端F 的电位，再根据输出端F 的电位计算各元件中的电流。

解 （1）因为0B A ==U U V ，所以两个二极管VD A 、VD B 上的电压均为0，都处于截止状态，电阻R 中无电流，故：

0R DB DA ===I I I （mA ）

输出端F 的电位U F 为：

0R R F ===R I U U （V ）

（2）因为3A =U V ，0B =U V ，所以二极管VD A 承受的正向电压最高，处于导通状态，可视为短路，输出端F 的电位U F 为：

3A F ==U U （V ）

电阻中的电流为：

13

3

6F CC R =-=-=

R U U I （mA ） VD A 导通后，VD B 上加的是反向电压，VD B 因而截止，所以两个二极管VD A 、VD B 中的电流为：

0DB =I （mA ）

1R DA ==I I （mA ）

（3）因为3B A ==U U V ，所以两个二极管VD A 、VD B 承受同样大的正向电压，都处于导通状态，均可视为短路，输出端F 的电位U F 为：

3B A F ===U U U （V ）

电阻中的电流为：

13

3

6F CC R =-=-=

R U U I （mA ） 两个二极管VD A 、VD B 中的电流为：

5.012

1

21R DB DA =?===I I I （mA ）

1.5 在如图 1.9所示的电路中，已知10=E V ，t e ωsin 30=V 。试用波形图表示二极管上的电压u D 。

分析 设二极管为理想元件，则二极管导通时u D =0，二极管截止时因电阻R 中

第1章 半导体器件 13

无电流，E e u +=D ，因此，判断出二极管VD 在u i 和E 作用下哪个时间段内导通，哪个时间段内截止，即可根据u D 的关系式画出其波形。

解 设二极管为理想元件，则当E e +≥0，即e ≥10-=-E V 时二极管导通，u D =0；当0<+E e ，即10-=-

E e D

t

-u (V)

图1.9 习题1.5的图 图1.10 习题1.5解答用图

1.6

在如图1.11所示的电路中，已知20=E V ，9001=R Ω，11002=R Ω。稳压管VD Z 的稳定电压10=Z U V ，最大稳定电流8ZM =I mA 。试求稳压管中通过的电流I Z ，并判断I Z 是否超过I Z M ？如果超过，怎么办？

分析 稳压管工作于反向击穿区时，电流虽然在很大范围内变化，但稳压管两端的电压变化很小，所以能起稳压的作用。但与稳压管配合的电阻要适当，否则，要么使稳压管的反向电流超过允许值而过热损坏，要么使稳压管因为没有工作在稳压区而不能稳压。

E

Z

图1.11 习题1.6的图

解 设稳压管VD Z 工作正常，则电阻R 1和R 2中的电流分别为：

1.1190010201Z 1≈-=-=R U E I （mA ）

09.91100102Z 2≈==R U I （mA ）

稳压管中通过的电流I Z 为：

02.209.91.1121Z =-≈-=I I I （mA ） 可见ZM Z I I <。

如果I Z 超过I Z M ，则应增大R 1，也可减小R 2。但R 2一般是负载电阻，不能随意改变，若R 1不能变，则应限制R 2的最大值，或另选稳压管。

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14 1.7 有两个稳压管VD Z 1和VD Z 2，其稳定电压分别为5.5V 和8.5V ，正向压降都是0.5V ，如果要得到0.5V 、3V 、6V 、9V 和14V 几种稳定电压，这两个稳压管（还有限流电阻）应该如何连接，画出各个电路。

分析 稳压管工作在反向击穿区时，管子两端电压等于其稳定电压；稳压管工作在正向导通状态时，管子两端电压等于其正向压降。因此，可通过两个稳压管的不同组合来得到不同的稳定电压。

解 应按如图11.12（a ）～（e ）所示各个电路连接，可分别得到上述几种不同的稳定电压，图中的电阻均为限流电阻。

(a)

(b)

+6V

-(c)

(d)

(e)

图1.12 习题1.6的图

1.8 在一放大电路中，测得某晶体管3个电极的对地电位分别为-6V 、-3V 、-3.2V ，试判断该晶体管是NPN 型还是PNP 型？锗管还是硅管？并确定3个电极。

分析 晶体管的类型（NPN 型还是PNP 型，硅管还是锗管）和管脚可根据各极电位来判断。NPN 型集电极电位最高，发射极电位最低，即E B C U U U >>，0BE >U ；PNP 型集电极电位最低，发射极电位最高，即E B C U U U <<，0BE

管基极电位与发射极电位大约相差0.6或0.7V ；锗管基极电位与发射极电位大约相差0.2或0.3V 。

解 设晶体管3个电极分别为1、2、3，即61-=U V 、32-=U V 、2.33-=U V 。因为2、3两脚的电位差为0.2V ，可判定这是一个锗管，且1脚为集电极。由于集电极电位最低，可判定这是一个PNP 型管。又由于2脚电位最高，应为发射极，而3脚为基极。因为发射极与基极之间的电压2.0)3(2.323BE -=---=-=U U U V ，基极与集电极之间的电压8.2)6(2.313BC =---=-=U U U V ，可见发射结正偏，集电结反偏，

第1章 半导体器件 15

晶体管工作在放大状态。综上所述，可知这是一个PNP 型的锗晶体管。

1.9 晶体管工作在放大区时，要求发射结上加正向电压，集电结上加反向电压。试就NPN 型和PNP 型两种情况讨论：

（1）U C 和U B 的电位哪个高？U C B 是正还是负？ （2）U B 和U E 的电位哪个高？U B E 是正还是负？ （3）U C 和U E 的电位哪个高？U C E 是正还是负？ 分析 晶体管工作在放大区时，要求发射结上加正向电压，集电结上加反向电压。对NPN 型晶体管，电源的接法应使3个电极的电位关系为E B C U U U >>。对PNP 型晶体管，则应使E B C U U U <<。

解 （1）对NPN 型晶体管，由E B C U U U >>可知：B C U U >，E B U U >，E C U U >；0CB >U ，0BE >U ，0CE >U 。

（2）对PNP 型晶体管，由E B C U U U <<可知：B C U U <，E B U U <，E C U U <；0CB

1.10 一个晶体管的基极电流80B =I μA ，集电极电流5.1C =I mA ，能否从这两个数据来确定它的电流放大系数？为什么？

分析 晶体管工作在不同状态时，基极电流和集电极电流的关系不同。工作在截止状态时0B =I ，0C =I ；工作在放大状态时B C I I β=；工作在饱和状态时B C I I β<。 解 不能由这两个数据来确定晶体管的电流放大系数。这是因为晶体管的电流放大系数是放大状态时的集电极电流与基极电流的比值，而题中只给出了基极电流和集电极电流的值，并没有指明这两个数据的测试条件，无法判别晶体管是工作在放大状态还是饱和状态，所以不能由这两个数据来确定晶体管的电流放大系数。

1.11 若晶体管的发射结和集电结都加正向电压，则集电极电流I C 将比发射结加正向电压、集电结加反向电压时更大，这对晶体管的放大作用是否更为有利？为什么？ 分析 晶体管的发射结和集电结都加正向电压时工作在饱和状态，I C 不随I B 的增大而成比例地增大，晶体管已失去了线性放大作用。

解 发射结和集电结都加正向电压时对晶体管的放大作用不是更为有利，而是反而不利。这是因为这时晶体管工作在饱和状态，集电极电流I C 虽然比发射结加正向电压、集电结加反向电压（即放大状态）时更大，但是I C 已不再随I B 线性增大，I B 对I C 已失去控制作用，所以已没有放大能力。另一方面，晶体管工作在饱和状态时集电极与发射极之间的电压5.0CE

1.12 有两个晶体管，一个管子的150=β、200CEO =I μA ，另一个管子的

50=β、10CEO =I μA ，其他参数都一样，哪个管子的性能更好一些？为什么？

分析 虽然在放大电路中晶体管的放大能力是一个非常重要的指标，但并非β越大就意味着管子性能越好。衡量一个晶体管的性能不能光看一、两个参数，而要综合考虑它的各个参数。在其他参数都一样的情况下，β太小，放大作用小；β太大，温

电子技术学习指导与习题解答

16 度稳定性差。一般在放大电路中，以100=β左右为好。I C B O 受温度影响大，此值越小，温度稳定性越好。I C B O 越大、β越大的管子，则I C E O 越大，稳定性越差。 解 第二个管子的性能更好一些。这是因为在放大电路中，固然要考虑晶体管的放大能力，更主要的是要考虑放大电路的稳定性。

1.13 有一晶体管的100CM =P mW ，20CM =I mA ，30(BR)CEO =U V ，试问在下列几种情况下，哪种为正常工作状态？

（1）3CE =U V ，10C =I mA 。

（2）2CE =U V ，40C =I mA 。 （3）8CE =U V ，18C =I mA 。

分析 I CM 、U （BR ）CEO 和P CM 称为晶体管的极限参数，由它们共同确定晶体管的安全工作区。集电极电流超过I CM 时晶体管的β值将明显下降；反向电压超过U （BR ）CEO 时晶体管可能会被击穿；集电极耗散功率超过P CM 时晶体管会被烧坏。

解 第（1）种情况晶体管工作正常，这是因为(BR)CEO CE U U <，CM C I I <，CM C CE C mW 30103P I U P <=?==。其余两种情况晶体管工作不正常

1.14 某场效应管漏极特性曲线如图1.13所示，试判断： （1）该管属哪种类型？画出其符号。

（2）该管的夹断电压U G S (o f f ) 大约是多少？ （3）该管的漏极饱和电流I D S S 大约是多少？

分析 根据表1.2所示绝缘栅型场效应管的漏极特性曲线可知，N 沟道场效应管当U G S 由正值向负值变化时I D 减小，P 沟道场效应管当U G S 由正值向负值变化时I D 增大；耗尽型场效应管在0GS =U 时0D ≠I ，增强型场效应管在0GS =U 时0D =I 。 解 由图1.13可知，因为该管当U G S 由正值向负值变化时I D 减小，且0GS =U 时0D ≠I ，所以该管属N 沟道耗尽型场效应管，并且夹断电压6GE(off)-≈U V ，漏极饱和电流12DSS ≈I mA ，其符号如图1.14所示。

DS (V)

S

图1.13 习题1.14的图 图1.14 习题1.14解答用图

1.15 试由如图1.13所示的场效应管漏极特性曲线，画出6DS =U V 时的转移特性曲线，并求出管子的跨导g m 。

分析 根据场效应管漏极特性曲线画转移特性曲线的方法是：首先根据U D S 在漏

第1章 半导体器件 17

极特性曲线上作垂线，然后确定出该条垂线与各条漏极特性曲线的交点所对应的I D 值和U G S 值，最后根据各个I D 值和U G S 值画出转移特性曲线。

解 根据6DS U V 在漏极特性曲线上作垂线，如图1.15（a ）所示。该条垂线与各条漏极特性曲线的交点所对应的I D 值和U G S 值如表1.4所示。根据表1.4画出的转移特性曲线如图1.15（b ）所示。

表1.4 习题1.15解答用表

DS (V)

（a ）漏极特性曲线 （b ）转移特性曲线

图1.15 习题1.15解答用图

1.4 习题与考研试题精选

1-1 试判断如图1.16所示各电路中的二极管是导通还是截止，并求出AO 两端的电压U A O （设二极管是理想器件）。

(a)

(b)

(c)

A

O

A O

O

图1.16 习题1-1的图

1-2 试计算如图1.17所示各电路中流过二极管的电流I D 和A 点的电位U A ，设二极管的正向压降为0.7V 。

电子技术学习指导与习题解答

18

1k

(a) (b)

(c)

3k 2k 500D

D

10k 3k D

图1.17 习题1-2的图

1-3 在如图1.18所示的电路中，试求下列几种情况下输出端F 的电位U F 及各元件（R 、VD A 、VD B ）中的电流，图中的二极管为理想元件。

（1）10A =U V ，0B =U 。

（2）6A =U V ，8.5B =U 。 （3）5B A ==U U V 。

1-4 用直流电压表测得放大电路中几个晶体管3个电极的对地电位分别如表1.5所示，试判断这几个晶体管是NPN 型还是PNP 型？是锗管还是硅管？并确定每个管子的3个电极及电压U B E 和U B C 。

A B

F

图1.18 习题1-3的图 表1.5 习题1-4的表

1-5 试分析如图1.19所示各电路中的晶体管各工作在什么状态，设各晶体管的7.0BE =U V ，50=β。

第1章半导体器件19

12V

=50

2k

(a)

+12V

(b)

20k

+12V

(c)

200k

图1.19 习题1-5的图

《模拟电子技术》复习题10套及答案

. 《模拟电子技术》复习题一 一、填空题 1、在N型半导体中，多数载流子是；在P型半导体中，多数载流子是。 2、场效应管从结构上分为结型和两大类，它属于控制性器件。 3、为了使高阻信号源与低阻负载能很好地配合，可以在信号源与负载之间接入（共射、共集、共基）组态放大电路。 4、在多级放大器中，中间某一级的电阻是上一级的负载。 5、集成运放应用电路如果工作在线性放大状态，一般要引入____________。 6、根据下图中各三极管的电位，判断它们所处的状态分别为_________、_________、_________。 7、正弦波振荡电路通常由，，和 四部分组成。 二、选择题 1、利用二极管的（）组成整流电路。 A 正向特性 B 单向导电性C反向击穿特性 2、P型半导体是在本征半导体中加入（）后形成的杂质半导体。 A空穴B三价元素硼C五价元素锑 3、场效应管的漏极特性曲线如图2-3所示，其类型为( )场效应管。 A P沟道增强型MOS型 B P沟道耗尽型MOS型 C N沟道增强型MOS型 D N沟道耗尽型MOS型 E N沟道结型 F P沟道结型

. 图2－10 4、有一晶体管接在放大电路中，今测得它的各极对地电位分别为V 1＝-4Ｖ，V 2＝-1.2Ｖ，V 3＝-1.4Ｖ，试判别管子的三个管脚分别是（ ）。 A 1：ｅ、2：ｂ、3：ｃ B 1：ｃ、2：e 、3：ｂ C 1：ｃ、2：ｂ、3：ｅ D 其它情况 5、集成运放中间级的作用是（ ）。 A 提高共模抑制比 B 提高输入电阻 C 提高放大倍数 D 提供过载保护 6、根据相位平衡条件，判断图2-6所示振荡电路中（ ）发生振荡。 A 可能 B 不能 7、差模信号电压是两个输入信号电压（ ）的值。 A 差 B 和 C 算术平均 8、在单相桥式整流电容滤波电路中，已知变压器二次电压有效值U 2＝24V ，设二极管为理想二极管，用直流电压表测得R L 的电压值约为21.6V ，问电路的现象是( )。 A 正常工作情况 B R L 开路 C C 开路 D 一个二极管和C 开路 E 一个二极管开路 F 其它情况 9、某仪表放大电路，要求输入电阻大，输出电流稳定，应选（ ）负反馈。 A 电压串联 B 电压并联 C 电流串联 D 电流并联 10、设图2-10所示电路中二极管D1、D2为理想二极管，判断它们是导通还是截止？（ ） A D1导通，D2导通 B D1导通，D2截止 C D1截止，D2导通 D D1截止，D2截止 三、判断题 （ ）1、温度升高后，本征半导体中自由电子和空穴数目都增多，且增量相同。 （ ）2、结型场效应管通常采用两种偏置方式，即（源极）自给偏压式和栅极分压与源极自偏相结合的偏置方式。 （ ）3、共集电极电路没有电压和电流放大作用。 （ ）4、用电流源代替R e 后电路的差模倍数增加。 （ ）5、集成运放内部第一级是差分放大电路，因此它有两个输入端。 （ ）6、只有两个晶体管的类型相同（都为NPN 管或都为PNP 管时）才能组成复合管。 （ ）7、RC 桥式振荡电路只要R ｆ≤2R １就能产生自激振荡。 （ ）8、一个理想的差分放大电路，只能放大差模信号，不能放大共模信号。 （ ）9、电压负反馈可以稳定输出电压。 （ ）10、直流电源是一种电能形式转换电路，将交流电变为直流电。 四、分析题 + + +++ +------Rb1Rb2Re1Re2 Rc RL C1Ce C1C2L 15V 8V B=50 Rf Re1 Re2 Ucc Ucc C2 Ugs+10-1-2 id Ubs us Rs R R R R R R R R 2R 2R 2R Uo1Uo2Uo3Uo4+-Uo +1+2+4A1A2A3 A4图2-1 图2-2图2-3 图2-6 图2-4 图2-5图3-1 ++++++ ------D2R Rb1Rb2Re1 Re2 Rc RL C1 Ce C1 C2 L 15V 8V B=50 Uo Ui Rf Re1 Re2 Ucc Ucc C2 Ugs+10-1-2 id Ubs us Rs R R R R R R R R 2R 2R 2R Uo1Uo2Uo3Uo4+-Uo +1 +2+4A1A2A3 A4图2-1 图2-2 图2-3图2-6 图2-4图2-5 图3-1

直流稳压电源设计模拟电子技术

课程设计说明书 题目：直流稳压电源设计 课程名称：模拟电子技术 学院：电子信息与电气工程学院学生姓名： 学号： 专业班级: 指导教师： 2015年 6 月6日

课程设计任务书

固定直流稳压电源设计 摘要: 通过模拟电子技术设计固定直流稳压电源，主要运用变压器，整流二极管，电解电容，稳压器等器件.该固定直流稳压系统先通过将220V市电降压，再经过整流二极管1N4007进行整流，通过电容滤波之后，采用稳压芯片7805，7905分别对其进行稳压，从而输出的稳定电压（+5V/-5V）。 关键词：变压;整流;滤波;稳压;

目录 1.设计背景 (1) 1.1设计背景 (1) 1.2设计目的 (1) 2.设计方案 (1) 2.1电路概述 (1) 2.2整流电路 (3) 2.3稳压电路 (4) 2.4固定直流稳压电源电路设计 (5) 3.方案实施 (6) 3.1电路仿真设计与仿真 (6) 3.2Altium Designer设计原理图及PCB设计 (7) 3.3电路板的制作与调试 (8) 3.4相关数据测量 (8) 4.结果与结论 (9) 5.收获与致谢 (9) 6.参考文献 (10) 7.附件 (10) 7.1电路实物图 (10) 7.2元器件清单 (11)

1. 设计背景 1.1设计背景 随着科技日新月异的发展，越来越多的小型电子产品出现在我们身边，它们一般都需要稳定的直流电源供电，电池作为低效率，高污染的产品不能得到广泛的使用，而我们最常见到的电源就是220V的交流电源，再次情况下，我们设计了一个转换装置，从而可以使其给小型电子设备供电，达到及节能又环保，既方便有快捷的目的。 1.2设计目的 设计这个固定直流稳压电源是为了锻炼学生的动手能力，理论与实践相结合，更有利于同学们在学习中积极的思考，培养同学们对学习的兴趣；而且，检验了同学们对电路仿真软件和DXP这些软件的熟悉程度，进一步加深了对这些软件的理解，提高了应用能力；另外，让同学们看到，理论知识在现实生活中的应用，知道了这些知识的重要性，要更加努力的学习。本次课程设计就是在这样的一个背景下而进行的一次十分重要的实习安排。 2. 设计方案 2.1电路概述 根据电路的特点和性质，电路可有这几部分组成，变压器电路部分，整流电路部分，滤波电路部分，稳压电路部分。 变压器电路可以使电压达到设备可以使用的一个电压范围，如下图所示。 整流电路使用来把变压器副边通过的交流电压转换为直流电压，满足设备需要直流电源供电的要求。即将正弦波电压转换为单一方向的脉动电压，半波整流电路和全波整流电路的输出波形如下图所示。但实际情况是整流后还含有较大的交流分量，会影响负载电路的正常工作。 滤波电路是用来进一步的减少电路中的交流分量，增加电路中的直流分量，使输出电压平滑。理想情况下，应将交流分量全部滤掉，使滤波电路的输出电压仅为

广西大学模拟电子技术实验答案汇总

实验一、 一、实验目的 1、学习电子技术实验中常用电子仪器的主要技术指标、性能和正确使用方法。 2、初步掌握用示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。 电路实验箱的结构、基本功能和使用方法。 二、实验原理 在模拟电子电路实验中，要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以接线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局。接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的公共接地端应连接在一起，称共地。 1.信号发生器 信号发生器可以根据需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出信号电压频率可以通过频率分挡开关、频率粗调和细调旋钮进行调节。输出信号电压幅度可由输出幅度调节旋钮进行连续调节。 操作要领： 1）按下电源开关。 2）根据需要选定一个波形输出开关按下。 3）根据所需频率，选择频率范围（选定一个频率分挡开关按下）、分别调节频率粗调和细调旋钮，在频率显示屏上显示所需频率即可。 4）调节幅度调节旋钮，用交流毫伏表测出所需信号电压值。 注意：信号发生器的输出端不允许短路。 2.交流毫伏表 交流毫伏表只能在其工作频率范围内，用来测量300伏以下正弦交流电压的有效值。 操作要领： 1.为了防止过载损坏仪表，在开机前和测量前（即在输入端开路情况下）应先将量程 开关置于较大量程处，待输入端接入电路开始测量时，再逐档减小量程到适当位置。 2.读数：当量程开关旋到左边首位数为“1”的任一挡位时，应读取0～10标度尺上的 示数。当量程开关旋到左边首位数为“3”的任一挡位时，应读取0～3标度尺上的示数。 3）仪表使用完后，先将量程开关置于较大量程位置后，才能拆线或关机。 3．双踪示波器 示波器是用来观察和测量信号的波形及参数的设备。双踪示波器可以同时对两个输入信号进行观测和比较。 操作要领： 1.时基线位置的调节开机数秒钟后，适当调节垂直（↑↓）和水平（←→）位移旋 钮，将时基线移至适当的位置。

模拟电子技术课程设计报告

课程设计报告 题目方波、三角波、正弦波信号 发生器设计 课程名称模拟电子技术课程设计 院部名称机电工程学院 专业10自动化 班级10自动化 学生姓名吉钰源 学号1004104001 课程设计地点 C206 课程设计学时 1周 指导教师赵国树 金陵科技学院教务处制成绩

目录 1、绪论 (3) 1.1相关背景知识 (3) 1.2课程设计目的 (3) 1.3课程设计的任务 (3) 1.4课程设计的技术指标 (3) 2、信号发生器的基本原理 (4) 2.1总体设计思路 (4) 2.2原理框图 (4) 3、各组成部分的工作原理 (5) 3.1 正弦波产生电路 (5) 3.1.1正弦波产生电路 (5) 3.1.2正弦波产生电路的工作原理 (6) 3.2 正弦波到方波转换电路 (7) 3.2.1正弦波到方波转换电路图 (7) 3.2.2正弦波到方波转换电路的工作原理 (8) 3.3 方波到三角波转换电路 (9) 3.3.1方波到三角波转换电路图 (9) 3.3.2方波到三角波转换电路的工作原理 (10) 4、电路仿真结果 (11) 4.1正弦波产生电路的仿真结果 (11) 4.2 正弦波到方波转换电路的仿真结果 (11) 4.3方波到三角波转换电路的仿真结果 (13) 5、电路调试结果 (13) 5.1正弦波产生电路的调试结果 (13) 5.2正弦波到方波转换电路的调试结果 (14) 5.3方波到三角波转换电路的调试结果 (14) 6、设计结果分析与总结 (15)

1、绪论 1.1相关背景知识 由于物理学的重大突破，电子技术在20世纪取得了惊人的进步。特别是近50年来，微电子技术和其他高技术的飞速发展，致使农业、工业、科技和国防等领域发生了令人瞩目的变革。与此同时，电子技术也正在改变着人们日常生活。在电子技术中，信号发生器是一种能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器。函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途，可以用于生产测试、仪器维修和实验室，还广泛使用在其它科技领域，如医学、教育、化学、通讯、地球物理学、工业控制、军事和宇航等。它是一种不可缺少的通用信号源。 1.2课程设计目的 通过本次课程设计所要达到的目的是：增进自己对模拟集成电路方面所学知识的理解，提高自己在模拟集成电路应用方面的技能，树立严谨的科学作风，培养自身综合运用理论知识解决实际问题的能力。通过电路设计初步掌握工程设计方法，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法，为后续课程的学习和今后从事的实际工作提供引导性的背景知识，打下必要的基础。 1.3课程设计的任务 ①设计一个方波、三角波、正弦波函数发生器； ②能同时输出一定频率一定幅度的三种波形：正弦波、方波和三角波； ③用±12V电源供电； 先对课程设计任务进行分析，及根据参数的确定选择出一种最适合本课题的方案。在达到课题要求的前提下保证最经济、最方便、最优化的设计策略。然后运用仿真软件Multisim对电路进行仿真，观察效果并与课题要求的性能指标作对比。仿真成功后，用实物搭建电路，进行调试，观测示波器输出的波形。 1.4课程设计的技术指标 ①设计、组装、调试信号发生器； ②输出波形：正弦波、方波、三角波； ③频率范围在10Hz~10000Hz范围内可调； ④比较器用LM339,运算放大器用LM324，双向稳压管用两个稳压管代替。

《模拟电子技术基础》典型习题解答

半导体器件的基础知识 1.1 电路如图P1.1所示，已知u i＝5sinωt (V)，二极管导通电压U D＝0.7V。试画出u i 与u O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u I1和u I2的波形如图（b）所示，二极管导通电压U D＝0.7V。试画出输出电压u O的波形，并标出幅值。 图P1.2 解：u O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U Z ＝6V ，稳定电流的最小值I Zmin ＝5mA ，最大功耗P ZM ＝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 I ZM ＝P ZM /U Z ＝25mA 电阻R 的电流为I ZM ～I Zmin ，所以其取值范围为 Ω =-=k 8.136.0Z Z I ～I U U R 1.4 已知图P1.4所示电路中稳压管的稳定电压U Z ＝6V ，最小稳定电流I Zmin ＝5mA ，最大稳定电流I Zmax ＝25mA 。 （1） 别计算U I 为10V 、15V 、35V 三种情况下输出电压U O 的值； （2） 若U I ＝35V 时负载开路，则会出现什么现象?为什么？ 图P1.4 解：（1）当U I ＝10V 时，若U O ＝U Z ＝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 V 33.3I L L O ≈?+=U R R R U 当U I ＝15V 时，若U O ＝U Z ＝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 L O I L 5V R U U R R =?≈+ 当U I ＝35V 时，稳压管中的电流大于最小稳定电流I Zmin ，所以U O ＝U Z ＝6V 。 （2）=-=R U U I )(Z I D Z 29mA ＞I ZM ＝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U Z ＝3V ，R 的取值合适，u I 的波

模拟电子技术课程设计

模拟电子技术课程设计 ——线性F/v转换1．设计任务和要求 ------------------2 2.总体方案选择的论证 ------------------3 3．单元电路的设计 ------------------7 4．绘出总体电路图 ------------------14 5．组装与调试 ------------------15 6.所用元器件的购买清单 ------------------16 7.列出参考文献 ------------------16 8.收获、体会和建议 ------------------17

一．课程设计与要求 （1）设计任务 选取基本集成放大器 LF353、555定时器、二极管和电阻、电容等元器件，设计并制作一个简易的线性F/V转换器。首先，在EWB软件平台环境下进行电路设计和原理仿真，选取合适的电路参数，通过输出的波形的直流电压测试线性F/V转换器的运行情况。其次，在硬件设计平台上搭建电路，并进行电路调试，通过数字万用表观测电路的实际输出电压值。最后，将该实际电压值与理论分析和仿真结果进行比较，分析产生误差的原因，并提出改进方法。 （2）设计要求 1.性能指标要求。 ①输入频率为0~10KHz、幅度为20mV（峰峰值）的交流信号。 ②线性输出0~10V的交流信号。 ③转换绝对误差小于20mV（平均值）。 ④1KHz时的纹波小于50mV。 2.设计报告要求。 ①根据电路性能指标要求设计完成电路原理图，计算元件参数，写出理论推导工程，并分析各单元电路的工作原理。 ②利用EWB软件进行仿真调试。 ③绘出总体电路图 ④记录实验结果和调试心得，判断误差原因，万恒实验结果分析。

参考答案模拟电子技术实验指导书

实验一常用电子仪器的使用 一、实验目的 1?熟悉示波器，低频信号发生器和晶体管毫伏表等常用电子仪器面板，控制旋钮的名称，功能及使 用方法。 2?学习使用低频信号发生器和频率计。 3?初步掌握用示波器观察波形和测量波形参数的方法。 二、实验原理 在电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、低频信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等。它们和万用电表一起，可以完成对电子电路的静态和动态工作情况的测试。 实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图 1 —1所示。接线时应注意，为防止外 界干扰，各仪器的共公接地端应连接在一起，称共地。信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。 交流奄伏表直流稳压电源 图1—1模拟电子电路中常用电子仪器布局图 1.低频信号发生器 低频信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出电压最大可达20V（峰-峰值）。 通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮，可使输出电压在毫伏级到伏级范围内连续调节。低频信号发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进行调节。 低频信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。 2.交流毫伏表 交流毫伏表只能在其工作频率范围之内，用来测量正弦交流电压的有效值。为了防止过载而损坏，测量前一般先把量程开关置于量程较大位置上，然后在测量中逐档减小量程。 3.示波器 示波器是一种用途极为广泛的电子测量仪器，它能把电信号转换成可在荧光屏幕上直接观察的图象。示波器的种类很多，通常可分通用、多踪多线、记忆存贮、逻辑专用等类。 双踪示波器可同时观测两个电信号，需要对两个信号的波形同时进行观察或比较时，选用双踪示波器比较合适。 本实验要测量正弦波和方波脉冲电压的波形参数，正弦信号的波形参数是幅值u m、周期T （或频率f） 和初相；脉冲信号的波形参数是幅值4、周期T和脉宽T P。幅值U、峰峰值U P-P和有效值都可表示正弦量 U m、 1 的大小，但用示波器测U P-P较方便（用万用表交流电压档测得的是正弦量的有效值U斗）。由于频率f=丄, V2 T 所以测出周期T,即可算得频率。矩形脉冲电压，可用周期T,脉宽T P和幅值Un三个参数来描述。T P与T 之比称为占空比。 三、实验内容和步骤 1 .检查示波器

模拟电子技术课程设计心得体会

模拟电子技术课程设计心得体会此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教，做课程设计要有严谨的思路和熟练的动手能力，我感觉自己做了这次设计后，明白了总的设计方法及思路，通过这次尝试让我有了更加光火的思路，对今后的学习也有莫大的好处。 一、设计目的 1、学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。 2、学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。 3、培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 1．电路图设计方法 （1）确定目标：设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出直流稳压电源方框图。 （2）系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式。 （3）参数选择：根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数。 （4）总电路图：连接各模块电路。 （5）将各模块电路连起来，整机调试，并测量该系统的各项指标。 （6）采用三端集成稳压器电路，用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器，输 出电压调整范围较宽，设计一电压补偿电路可实现输出电压从 0 V起连续可调，因要求电 路具有很强的带负载能力，需设计一软启动电路以适应所带负载的启动性能。该电路所用器 件较少，成本低且组装方便、可靠性高。 二、总体设计思路

1、直流稳压电源 直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。 直流稳压电源方框图 图2 直流稳压电源的方框图 2、整流电路 （1）直流电路常采用二极管单相全波整流电路，电路如图3所示。 图3 单相桥式整流电路 3、滤波电路——电容滤波电路 采用滤波电路可滤除整流电路输出电压中的交流成分，使电压波形变得平滑。常见的滤波电路有电容滤波、电感滤波和复式滤波等。 在整流电路的输出端，即负载电阻RL两端并联一个电容量较大的电解电容C，则构成

模拟电子技术习题及答案

模拟电子技术 第1章半导体二极管及其基本应用 1．1 填空题 1．半导体中有空穴和自由电子两种载流子参与导电。 2．本征半导体中，若掺入微量的五价元素，则形成 N 型半导体，其多数载流子是电子；若掺入微量的三价元素，则形成 P 型半导体，其多数载流子是空穴。 3．PN结在正偏时导通反偏时截止，这种特性称为单向导电性。 4．当温度升高时，二极管的反向饱和电流将增大，正向压降将减小。 5．整流电路是利用二极管的单向导电性，将交流电变为单向脉动的直流电。稳压二极管是利用二极管的反向击穿特性实现稳压的。 6．发光二极管是一种通以正向电流就会发光的二极管。 7．光电二极管能将光信号转变为电信号，它工作时需加反向偏置电压。 8．测得某二极管的正向电流为1 mA，正向压降为 V，该二极管的直流电阻等于 650 Ω，交流电阻等于 26 Ω。 1．2 单选题 1．杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于( C )。 A．温度 B．掺杂工艺 C．掺杂浓度 D．晶格缺陷

2．PN结形成后，空间电荷区由( D )构成。 A．价电子 B．自由电子 C．空穴 D．杂质离子 3．硅二极管的反向电流很小，其大小随反向电压的增大而( B )。 A．减小 B．基本不变 C．增大 4．流过二极管的正向电流增大，其直流电阻将( C )。 A．增大 B．基本不变 C．减小 5．变容二极管在电路中主要用作( D )。、 A．整流 B．稳压 C．发光 D．可变电容器 1．3 是非题 1．在N型半导体中如果掺人足够量的三价元素，可将其改型为P型半导体。( √ ) 2．因为N型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。( × ) 3．二极管在工作电流大于最大整流电流I 时会损坏。( × ) F 4．只要稳压二极管两端加反向电压就能起稳压作用。( × ) 1．4 分析计算题 =，试写出各电路的输出电压Uo值。1．电路如图T1．1所示，设二极管的导通电压U D(on) ＝(6—V＝ V。 解：(a)二极管正向导通，所以输出电压U

大工15秋《模拟电子线路实验》实验报告参考答案

大工15秋《模拟电子线路实验》实验报告参考答案 实验一常用电子仪器的使用 一、实验目的 1、了解并掌握模拟电子技术实验箱的主要功能及使用方法。 3、学习并掌握TDS1002型数字存储示波器和信号源的基本操作方法 二、基本知识 1．简述模拟电子技术实验箱布线区的结构及导电机制。 答：模拟电子技术试验箱布线区：用来插接元件和导线，搭建实验电路。配有2只8脚集成电路插座和1只14脚集成电路插座。结构及导电机制：布线区面板以大焊孔为主，其周围以十字花小孔结构相结合，构成接点的连接形式，每个大焊孔与它周围的小孔都是相通的。 2．试述NEEL-03A型信号源的主要技术特性。 答：NEEL-03A型信号源的主要技术特性： ①输出波形：三角波、正弦波、方波、二脉、四脉、八脉、单次脉冲信号；②输出频率：10Hz~1MHz连续可调；

③幅值调节范围：0~10VP-P连续可调； ④波形衰减：20dB、40dB； ⑤带有6位数字频率计，既可作为信号源的输出监视仪表，也可以作外侧频率计用。 3．试述使用万用表时应注意的问题。 答：应注意使用万用表进行测量时，应先确定所需测量功能和量程。 确定量程的原则： ①若已知被测参数大致范围，所选量程应“大于被测值，且最接近被测值”。 ②如果被测参数的范围未知，则先选择所需功能的最大量程测量，根据初测结果逐步把量程下调到最接近于被测值的量程，以便测量出更加准确的数值。如屏幕显示“1”，表明已超过量程范围，须将量程开关转至相应档位上。2、了解并掌握数字万用表的主要功能及使用方法。 三、预习题 1．正弦交流信号的峰-峰值×峰值，峰值×有效值。 2．交流信号的周期和频率是什么关系？答：互为倒数，f=1/T，T=1/f

模拟电子技术教程课后习题答案大全

第1章习题答案 1. 判断题：在问题的后面括号中打√或×。 （1）当模拟电路的输入有微小的变化时必然输出端也会有变化。（√） （2）当模拟电路的输出有微小的变化时必然输入端也会有变化。（×） （3）线性电路一定是模拟电路。（√） （4）模拟电路一定是线性电路。（×） （5）放大器一定是线性电路。（√） （6）线性电路一定是放大器。（×） （7）放大器是有源的线性网络。（√） （8）放大器的增益有可能有不同的量纲。（√） （9）放大器的零点是指放大器输出为0。（×） （10）放大器的增益一定是大于1的。（×） 2 填空题： （1）放大器输入为10mV电压信号，输出为100mA电流信号，增益是10S。 （2）放大器输入为10mA电流信号，输出为10V电压信号，增益是1KΩ。 （3）放大器输入为10V电压信号，输出为100mV电压信号，增益是0.01 。 （4）在输入信号为电压源的情况下，放大器的输入阻抗越大越好。 （5）在负载要求为恒压输出的情况下，放大器的输出阻抗越大越好。 （6）在输入信号为电流源的情况下，放大器的输入阻抗越小越好。 （7）在负载要求为恒流输出的情况下，放大器的输出阻抗越小越好。 （8）某放大器的零点是1V，零漂是+20PPM，当温度升高10℃时，零点是 1.0002V 。（9）某放大器可输出的标准正弦波有效值是10V，其最大不失真正电压输出+U OM是14V，最大不失真负电压输出-U OM是-14V 。 （10）某放大器在输入频率0~200KHZ的范围内，增益是100V/V，在频率增加到250KHZ时增益变成约70V/V，该放大器的下限截止频率f L是0HZ，上限截止频率f H是250KHZ，通频带 f BW是250KHZ。 3. 现有：电压信号源1个，电压型放大器1个，1K电阻1个，万用表1个。如通过实验法求信号源的 内阻、放大器的输入阻抗及输出阻抗，请写出实验步骤。 解:提示：按照输入阻抗、输出阻抗定义完成，电流通过测电阻压降得到。 4. 现有：宽频信号发生器1个，示波器1个，互导型放大器1个，1K电阻1个。如通过实验法求放大 器的通频带增益、上限截止频率及下限截止频率，请写出实验步骤。 解: 提示：放大器输入接信号源，输出接电阻，从0HZ开始不断加大频率，由示波器观测输入信号和输出信号的幅值并做纪录，绘出通频带各点图形。 第2章习题答案

模拟电子技术课程设计报告

课程设计 重庆科技学院 模拟电子技术课程设计成果 院（系）：_电子信息工程学院_班级:自普本2008— 01 学生姓名：_袁小敏___________ 学号:_2008440910 _________ 设计地点（单位）1404 _________________ 设计题目: ___________________________________________ 完成日期：2010 年7月9 日 指导教师评语：__________________________________________ 成绩（五级记分制）: _______________ 教师签名: __________________________

一、........................................................................ 设计任务和指标要求. (3) 二、............................................................ 设计框图及整机概述3 三、................................................ 各单元电路的设计方案及原理说明4 四、........................................................ 仿真调试过程及结果分析7 五、.................................................... 设计、安装及调试中的体会8 六、.................................................... 对本次课程设计的意见及建议9 七、...................................................................... 参考资料10 八、.......................................................................... 附录11 附件1 整机逻辑电路图 (11) 附件2 元器件清单 (12)

模拟电子技术习题答案1

模拟电子技术 习题答案 电工电子教学部 2012.2

第一章 绪论 一、填空题： 1. 自然界的各种物理量必须首先经过 传感器 将非电量转换为电量，即 电信号 。 2. 信号在频域中表示的图形或曲线称为信号的 频谱 。 3. 通过傅立叶变换可以实现信号从 时域 到频域的变换。 4. 各种信号各频率分量的 振幅 随角频率变化的分布，称为该信号的幅度频谱。 5. 各种信号各频率分量的 相位 随角频率变化的分布，称为该信号的相位频谱。 6. 周期信号的频谱都由 直流分量 、基波分量 以及 无穷多项高次谐波分量 组成。 7. 在时间上和幅值上均是连续的信号 称为模拟信号。 8. 在时间上和幅值上均是离散的信号 称为数字信号。 9. 放大电路分为 电压放大电路 、电流放大电路、互阻放大电路 以及 互导放大电路 四类。 10. 输入电阻 、输出电阻 、增益 、 频率响应 和 非线性失真 等主要性能指标是衡量放大电路的标准。 11. 放大电路的增益实际上反映了 电路在输入信号控制下，将供电电源能量转换为信号能量 的能力。 12. 放大电路的电压增益和电流增益在工程上常用“分贝”表示，其表达式分别是 dB lg 20v A =电压增益 、dB lg 20i A =电流增益 。 13. 放大电路的频率响应指的是，在输入正弦信号情况下，输出随 输入信号频率连续变化 的稳态响应。 14. 幅频响应是指 电压增益的模与角频率 之间的关系 。 15. 相频响应是指 放大电路输出与输入正弦电压信号的相位差与角频率 之间的关系 。 二、某放大电路输入信号为10pA 时，输出为500mV ，它的增益是多少？属于哪一类放大电路？ 解： Ω105A 10V 50pA 10mV 5001011i o r ?==== -.i v A 属于互阻放大电路 三、某电唱机拾音头内阻为1MΩ，输出电压为1V （有效值），如果直接将它与10Ω扬声器连接，扬声器上 的电压为多少？如果在拾音头与扬声器之间接入一个放大电路，它的输入电阻R i =1MΩ，输出电阻R o =10Ω，电压增益为1，试求这时扬声器上的电压。该放大电路使用哪一类电路模型最方便？ 解：直接将它与10Ω扬声器连接， 扬声器上的电压V 10V 1Ω 10Ω 10V 1Ω10M Ω1Ω1056o -=?≈?+= V 在拾音头与扬声器之间接入放大电路后，使用电压放大电路模型，则等效电路如下图所示

模拟电子技术实验报告

姓名：赵晓磊学号：1120130376 班级：02311301 科目：模拟电子技术实验B 实验二：EDA实验 一、实验目的 1.了解EDA技术的发展、应用概述。 2. 掌握Multisim 1 3.0 软件的使用，完成对电路图的仿真测试。 二、实验电路

三、试验软件与环境 Multisim 13.0 Windows 7 (x64) 四、实验内容与步骤 1.实验内容 了解元件工具箱中常用的器件的调用、参数选择。 调用各类仿真仪表，掌握各类仿真仪表控制面板的功能。 完成实验指导书中实验四两级放大电路实验（不带负反馈）。 2.实验步骤 测量两级放大电路静态工作点，要求调整后Uc1 = 10V。 测定空载和带载两种情况下的电压放大倍数，用示波器观察输入电压和输出电压的相位关系。 测输入电阻Ri，其中Rs = 2kΩ。 测输出电阻Ro。 测量两级放大电路的通频带。 五、实验结果 1. 两级放大电路静态工作点 断开us，Ui+端对地短路

2. 空载和带载两种情况下的电压放大倍数接入us，Rs = 0 带载： 负载： 经过比较，输入电压和输出电压同相。 3. 测输入电阻Ri Rs = 2kΩ，RL = ∞ Ui = 1.701mV

Ri = Ui/(Us-Ui)*Rs = 11.38kΩ 4. 测输出电阻Ro Rs = 0 RL = ∞，Uo’=979.3mV RL = 4.7kΩ，Uo = 716.7mV Ro = (Uo’/Uo - 1)*R = 1.72kΩ 5. 测量两级放大电路的通频带电路最大增益49.77dB 下限截止频率fL = 75.704Hz 上限截止频率fH = 54.483kHz 六、实验收获、体会与建议

《模拟电子技术》复习题10套及答案

可编辑 《模拟电子技术》复习题一 一、填空题 1、在N型半导体中，多数载流子是；在P型半导体中，多数载流子是。 2、场效应管从结构上分为结型和两大类，它属于控制性器件。 3、为了使高阻信号源与低阻负载能很好地配合，可以在信号源与负载之间接入（共射、共集、共基）组态放大电路。 4、在多级放大器中，中间某一级的电阻是上一级的负载。 5、集成运放应用电路如果工作在线性放大状态，一般要引入____________。 6、根据下图中各三极管的电位，判断它们所处的状态分别为_________、_________、_________。 7、正弦波振荡电路通常由，，和 四部分组成。 二、选择题 1、利用二极管的（）组成整流电路。 A 正向特性 B 单向导电性 C反向击穿特性 2、P型半导体是在本征半导体中加入（）后形成的杂质半导体。 A空穴 B三价元素硼 C五价元素锑 3、场效应管的漏极特性曲线如图2-3所示，其类型为( )场效应管。 A P沟道增强型MOS型 B P沟道耗尽型MOS型 C N沟道增强型MOS型 D N沟道耗尽型MOS型 E N沟道结型 F P沟道结型

可编辑 + + +++ +------Rb1 Rb2Re1Re2 Rc RL C1Ce C1C2L 15V 8V Re1 Re2 Ucc Ucc C2 Ugs+10-1-2 id Ubs us Rs R R R R R R R R 2R 2R 2R Uo1Uo2Uo3Uo4+-Uo +1 +2+4A1A2A3 A4图2-1 图2-2 图2-3 图2-6 图2-4 图2-5图3-1 + + ++++ ------D2R Rb1 Rb2Re1 Re2 Rc RL C1 Ce C1 C2 L 15V 8V B=50 Ui Rf Re1 Re2 Ucc Ucc C2 Ugs+10-1 -2 id Ubs us Rs R R R R R R R R 2R 2R 2R Uo1Uo2Uo3Uo4+-Uo +1+2+4A1A2A3 A4图2-1 图2-2 图2-3图2-6 图2-4图2-5图3-1 图2－10 4、有一晶体管接在放大电路中，今测得它的各极对地电位分别为V 1＝-4Ｖ，V 2＝-1.2Ｖ，V 3＝-1.4Ｖ，试判别管子的三个管脚分别是（ ）。 A 1：ｅ、2：ｂ、3：ｃ B 1：ｃ、2：e 、3：ｂ C 1：ｃ、2：ｂ、3：ｅ D 其它情况 5、集成运放中间级的作用是（ ）。 A 提高共模抑制比 B 提高输入电阻 C 提高放大倍数 D 提供过载保护 6、根据相位平衡条件，判断图2-6所示振荡电路中（ ）发生振荡。 A 可能 B 不能 7、差模信号电压是两个输入信号电压（ ）的值。 A 差 B 和 C 算术平均 8、在单相桥式整流电容滤波电路中，已知变压器二次电压有效值U 2＝24V ，设二极管为理想二极管，用直流电压表测得R L 的电压值约为21.6V ，问电路的现象是( )。 A 正常工作情况 B R L 开路 C C 开路 D 一个二极管和C 开路 E 一个二极管开路 F 其它情况 9、某仪表放大电路，要求输入电阻大，输出电流稳定，应选（ ）负反馈。 A 电压串联 B 电压并联 C 电流串联 D 电流并联 10、设图2-10所示电路中二极管D1、D2为理想二极管，判断它们是导通还是截止？（ ） A D1导通，D2导通 B D1导通，D2截止 C D1截止，D2导通 D D1截止，D2截止 三、判断题 （ ）1、温度升高后，本征半导体中自由电子和空穴数目都增多，且增量相同。 （ ）2、结型场效应管通常采用两种偏置方式，即（源极）自给偏压式和栅极分压与源极自偏相结合的偏置方式。 （ ）3、共集电极电路没有电压和电流放大作用。 （ ）4、用电流源代替R e 后电路的差模倍数增加。 （ ）5、集成运放内部第一级是差分放大电路，因此它有两个输入端。 （ ）6、只有两个晶体管的类型相同（都为NPN 管或都为PNP 管时）才能组成复合管。 （ ）7、RC 桥式振荡电路只要R ｆ≤2R １就能产生自激振荡。 （ ）8、一个理想的差分放大电路，只能放大差模信号，不能放大共模信号。 （ ）9、电压负反馈可以稳定输出电压。 （ ）10、直流电源是一种电能形式转换电路，将交流电变为直流电。 四、分析题 电路如图所示： （1）写出输入级、中间级、输出级的电路名称。

模拟电子技术课程设计(Multisim仿真).

《电子技术Ⅱ课程设计》 报告 姓名 xxx 学号 院系自动控制与机械工程学院 班级 指导教师 2014 年 6 月18日

目录 1、目的和意义 (3) 2、任务和要求 (3) 3、基础性电路的Multisim仿真 (4) 3.1 半导体器件的Multisim仿真 (4) 3.11仿真 (4) 3.12结果分析 (4) 3.2单管共射放大电路的Multisim仿真 (5) 3.21理论计算 (7) 3.21仿真 (7) 3.23结果分析 (8) 3.3差分放大电路的Multisim仿真 (8) 3.31理论计算 (9) 3.32仿真 (9) 3.33结果分析 (9) 3.4两级反馈放大电路的Multisim仿真 (9) 3.41理论分析 (11) 3.42仿真 (12) 3.5集成运算放大电路的Multisim仿真（积分电路） (12) 3.51理论分析 (13) 3.52仿真 (14) 3.6波形发生电路的Multisim仿真（三角波与方波发生器） (14) 3.61理论分析 (14) 3.62仿真 (14) 4.无源滤波器的设计 (14) 5.总结 (18) 6.参考文献 (19)

一、目的和意义 该课程设计是在完成《电子技术2》的理论教学之后安排的一个实践教学环节.课程设计的目的是让学生掌握电子电路计算机辅助分析与设计的基本知识和基本方法，培养学生的综合知识应用能力和实践能力，为今后从事本专业相关工程技术工作打下基础。这一环节有利于培养学生分析问题，解决问题的能力，提高学生全局考虑问题、应用课程知识的能力，对培养和造就应用型工程技术人才将能起到较大的促进作用。 二、任务和要求 本次课程设计的任务是在教师的指导下，学习Multisim仿真软件的使用方法，分析和设计完成电路的设计和仿真。完成该次课程设计后，学生应该达到以下要求： 1、巩固和加深对《电子技术2》课程知识的理解； 2、会根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料； 3、掌握仿真软件Multisim的使用方法； 4、掌握简单模拟电路的设计、仿真方法； 5、按课程设计任务书的要求撰写课程设计报告，课程设计报告能正确反映设计和仿真结果。

上海大学模拟电子技术课程设计

电子技术课程设计报告——高传真音频功率放大器 魔都大学机自学院自动化系 自动化专业 : 学号: 指导老师: 2018年6月29日

一、用途 家庭、音乐中心装置中作主放大器 二、主要技术指标 1. 正弦波不失真输出功率Po＞5W (f=1kHz,R L=8Ω，Pomax＞5W ) 2. 电源消耗功率P E＜10W 3. 输入信号幅度V S=200～400mV（f=1kHz，R L=8Ω，Po＞5W ) 4. 输入电阻R i＞10kΩ( f=1kHz ) 5. 频率响应BW=50Hz～15kHz ( R L=8Ω，Po＞5W) 三、设计步骤 1．选择电路形式 功率放大器的电路有双电源供电的OCL互补对称功放电路，单电源供电的OTL功放电路，BTL桥式推挽电路和变压器耦合功放电路等等。 这里选用OTL电路。OTL 功率放大器通常由功率输出级、推动级和输入级三部分组成。 功率输出级有互补对称电路和复合管准互补对称电路，前者电路简单易行，但由于大功率管β不大，故推动级要求有一定功率，复合管准互补对称电路的优点是大功率管可用同一型号，复合后β较大，推动级只要小功率管就可以了，但复合管饱和压降增大故电源电压要相应高一些，晶体管数目要多一些。 推动级通常是甲类放大，其工作电流大于功率管基极推动电流，故有一定电流要求。由于推动极电压幅度与输出级相同，通常采用自举电路达到，一般推动级都是共射极放大电路，具有一定的电压增益。输入级的目的是为了增大开环增益，以便引入深度负反馈，改进电路的各项指标。本次设计采用较简单的互补对称OTL 电路，电路中的二极管是为消除交越失真而设。推动级的偏置由功放级引入电压并联负反馈形式进行，起稳定工作点的作用，整体交流电压串联负反馈改善放大器各项指标。 输入级的目的是为了增大开环增益，以便引入深度负反馈，改进电路的各项指标。电路中的R11是稳定功放管静态电流用的;推动级的偏置由功放级引入电压并联负反馈，起稳定工作点的作用;整体交流电压负反馈改善放大器各项指标。 特点：较典型的OTL电路，局部反馈稳定了工作点，总体串联电压负反馈控制了放大倍数并提高输入电阻和展宽频带，退耦滤波电容及校正电容是为防止寄生振荡而设。

模拟电子技术电路设计

一、课程设计目的 1通过课程设计了解模拟电路基本设计方法以及对电路图进行仿真，加深对所学理论知识的理解。 2通过解决比较简单的电路图，巩固在课堂上所学的知识和实验技能。 3综合运用学过的知识，并查找资料，选择、论证方案，完成电路设计并进行仿真，分析结果，撰写报告等工作。 4 使学生初步掌握模拟电子技术电路设计的一般方法步骤，通过理论联系实际提高和培养学生分析、解决实际问题的能力和创新能力。 二、方案论证 2.1设计思路 一般来说，正弦波振荡电路应该具有以下四个组成部分： １．放大电路 ２．反馈网络 ３．选频网络 ４．稳幅环节 其中放大电路和反网络构成正反馈系统，共同满足条件1=? ? F A 选频网络的作用是实现单一频率的正弦波振荡。稳幅环节的作用是使振荡幅度达到稳定，通常可以利用放大元件的非线形特性来实现。 如果正弦波振荡电路的选频网络由电阻和电容元件组成，通常成为ＲＣ振荡电路。 2.2工作原理

1．电路组成 振荡电路的电路图如2.3原理图所示。其中集成运放A 工作在放大电路，RC 串并联网络是选频网络，而且，当 f f o = 时，它是一个接成正反馈的反馈 网络。另外，R f 和R ' 支路引入一个负反馈。由原理图可见 RC 串并联网络中的串联支路和并联支路，以及负反馈支路中的R F 和R ' ，正好组成一个电桥的四个臂，所以又称文氏电桥振荡电路。 2．振荡频率和起振条件 （1）振荡频率 为了判断电路是否满足产生振荡的相位平衡条件，可假设在集成运放的同相输入端将电路断开，并加上输入电压? Ui 。由于输入电压加在同相输入端，故集成运放的输出电压与输入电压同相，即0=A ?已经知道，当 f f o = 时，RC