第8章 滤波电路及放大电路的频率响应 习 题 8 8.1 设运放为理想器件。在下列几种情况下，他们分别属于哪种类型的滤波电路（低通、高通、带通、带阻）？并定性画出其幅频特性。 （1）理想情况下，当0f =和f →∞时的电压增益相等，且不为零； （2）直流电压增益就是它的通带电压增益； （3）理想情况下，当f →∞时的电压增益就是它的通带电压增益； （4）在0f =和f →∞时，电压增益都等于零。 解：（1）带阻 （2）低通 （3）高通 （4）带通 V A (2)理理理理 (3)理理理理 (4)理理理理 (1)理理理理 H A A A A V A V A V A 8.2 在下列各种情况下，应分别采用哪种类型（低通、高通、带通、带阻）的滤波电路。 （1）希望抑制50Hz 交流电源的干扰； （2）希望抑制500Hz 以下的信号； （3）有用信号频率低于500Hz ； （4）有用信号频率为500 Hz 。 解：（1）带阻 （2）高通 （3）低通（4）带通 8.3 一个具有一阶低通特性的电压放大器，它的直流电压增益为60dB ，3dB 频率为1000Hz 。分别求频率为100Hz ，10KHz ，100KHz 和1MHz 时的增益。 解：H Z o 100H ,60dB f A ==，其幅频特性如图所示
3dB -20dB/理 理理理 20 40 60 f/Hz Z v 20lg /dB A ? ??(a)理理理理 u 100Hz,60dB f A == u H 10KHz,6020lg 40,40dB f f A f =-== u H 100KHz,6020lg 20,20dB f f A f =-== u H 10MHz,6020lg 0,0dB f f A f =-== 8.4 电路如图8.1所示的，图中C=0.1μF ，R=5K Ω。 （1）确定其截止频率； （2）画出幅频响应的渐进线和－3dB 点。 图8.1 习题8.4电路图 解：L 36 11 318.3(Hz)225100.110 f RC ππ--= ==????
第二章 2—4、二极管电路如图题2.4所示，试判断图中的二极管是导通还是截止，并求出各电路的输出 电压V 0，设二极管的导通压降为0.7V 。 解： 二极管导通 V V 7.50-= 二极管VD 1导通，二极管VD 2截止。 V V 7.00-= 2—5、电路如图题2.5所示，图中二极管是理想的，设输入电压t sin u i ω10=(V)时，试画出) t (u 0的波形。 V /u -10
2—6、硅二极管限幅电路如图题2.6(a)所示，当输入波形i u 如图题2.6(b)所示时，画出输出电压0 u 的波形。 2—7、（1）已知两只硅稳压管的稳压值分别为8V 和6V ，当将它们串联或并联使用时可以得到几 种不同的稳压值？ （2）稳压值为6V 的稳压管接成如题图2.7所示电路，R 1=4K Ω，在下面四种情况下确定 V 0的值。a ）V i =12V ， R 2=8K Ω；b ）V i =12V ， R 2=4K Ω；c ）V i =24V ， R 2=2K Ω；d ）V i =24V ， R 2=1K Ω。 V /u V / -0u
解：（1）串联使用时可以得到：8+6=14V ；8+0.7=8.7V ；6+0.7=6.7V ；0.7+0.7=1.4V （2）a)V 0=6V ； b)V 0=6V ； c)V 0=6V ； d)V 0=4.8V ； 2—8、在下列几种情况下求输出端F 的点位V F 以及电路各元件中流过的电流：（1）V A =V B =0V ； （2）V A =+3V ,V B =0V （3）V A =V B =+3V 。二极管的正向电压忽略不计。 解：(1) V A =V B =0V 时，两个二极管均导通。V F =0V mA 0839312..I R ≈= mA .I I I R VDB VDA 5412 1=== （2）V A =+3V ,V B =0V 时，VD A 截止，VD B 导通。 V F =0V mA 0839312..I I DB V R ≈= = 0=VDA I （3）V A =V B =+3V 时，两个二极管均导通。V F =3V mA 31293312..I R ≈-= mA .I I I R VDB VDA 1512 1=== 2—11、在晶体管放大电路中测得晶体管3个电极的电位如图题2.11所示，试判断晶体管的类型、 材料，并区分a 、b 、c 三个极。 为PNP 型Ge 管 2—12、某个晶体管的参数如下：V V ,mA I ,mW P CEO )ER (CM CM 1520100 ===，问下列哪种情况下晶体管可以正常工作？ （1）mA I ,V V C CE 103==；（2）mA I ,V V C CE 402==；（3）mA I ,V V C CE 206== 解：（1）可以正常工作。（2）CM C I I >不能正常工作。（3）CM C P P >不能正常工作。 （集电极） （发射极） （基极）
第八章 8.1、试将下列二进制数转换为十进制数。 10 2431010111）（））（（= 10 2625.13101.11012）（））（（= 1026875.01011.03）（））（（= 8.2、试将下列十进制数转换为二进制数。 2 101001011751）（））（（= 210110101.11100183.573）（））（（= 8.3、试将下列二进制数转换为十六进制数及八进制数。 8 16266.08.011011.01）（）（））（（==D 8 162275101111012）（）（））（（==BD 8 16236.6778.3701111.1101113）（）（））（（== 8.5试将下列十进制数表示为8421BCD 码。 BCD 8421100001.1010010011001.9321）（））（（= BCD 84211001011000.0110011158.672）（））（（= 8.7、用真值表证明下列各式相等。 )()()(2AC AB C B A ⊕=⊕）（ C B A C B A )(3+=+）（ 8.8、写出下列逻辑函数的对偶式'F 和反函数F 。 G E D C B A F ])[(2++=）（ 解：G E D C B A F +++=])[('
G E D C B A F +++=])[( BC A C B A F +++=)3( 解：C B A C B A F +?+=)(' C B A C B A F +?+=)( 8.10、用逻辑代数公式将下列逻辑函数化成最简与或表达式。 B C D C A ABD AB F +++=）（ 1 解： BCD C A ABD AB F +++= C A AB BCD C A AB +=++= D C B BC C A B A C B D C B A F ++++++=)(3）（ 解： D C B BC C A B A C B D C B A F ++++++=)( 1=++++=++++=+++++=+++++=++++++=D C A B D C D C A B A D AC C A D C A B D B A C B A C A B A D C B D B A C B A BC C A B A D C C B D B A C B A C B B A C B A F ++++=）（5 解： C B B A C B A F ++++= 1 ))((=+++=+++=++++++=+++++=++?=C B C A C B C B A C B C B C A AB B A A C B B A C B A C B B A C B A 8.11、用卡诺图将下列逻辑函数化成最简与或表达式。 D C A C B A D C ABD ABC F ++++=）（1
第八章 波形的发生和信号的转换 自测题 一、（1）√ （2）× （3）× （4）× 二、（a ）加集电极电阻R c 及放大电路输入端的耦合电容。 （b ）变压器副边与放大电路之间加耦合电容，改同铭端。 三、④、⑤与⑨相连，③与⑧相连，①与⑥相连，②与⑦相连。 四、（1）正弦波振荡电路 （2）同相输入过零比较器 （3）反相输入积分运算电路 （4）同相输入滞回比较器 五、图（b ＝±0.5 U 。 六、（1）A 1：滞回比较器；A 2：积分运算电路。 （2） （3）)()(2000)()(1 1O 12O11O 12O14O t u t t u t u t t u C R u +--=+-- = （4） （5）减小R 4、C 、R 1，增大R 2。 习题 8.1 （1）√ （2）× （3）× （4）× （5）× （6）√ 8.2 （1）× （2）√ （3）√ （4）× （5）√ （6）× 8.3 （1）A （2）B （3）C
8.4 （1）B A C （2）B C A （3）B 8.5 （a ）可能产生正弦波振荡。因为共射放大电路输出电压和输入电压反相（φA ＝－180o ），而三级移相电路为超前网络，最大相移为＋270o ，因此存在使相移为＋180o （φF ＝＋180o ）的频率，即存在满足正弦波振荡相位条件的频率f 0（此时φA ＋φF ＝0o ）；且在f ＝f 0时有可 能满足起振条件F A ＞1，故可能产生正弦波振荡。 （b ）可能产生正弦波振荡。因为共射放大电路输出电压和输入电压反相（φA ＝－180o ），而三级移相电路为滞后网络，最大相移为－270o ，因此存在使相移为－180o （φF ＝＋180o ）的频率，即存在满足正弦波振荡相位条件的频率f 0（此时φA ＋φF ＝－360o ）；且在f ＝f 0时 有可能满足起振条件F A ＞1，故可能产生正弦波振荡。 8.6 （1）不能，因为不存在满足相位条件的频率。 （2）可能，因为存在满足相位条件的频率，且有可能满足幅值条件。 8.7 （1）根据起振条件k Ω22' ' ＞，＞W W f R R R R +。 （2）求解振荡频率的范围。 Hz 145)π(21kHz 6.1π21 21max 01max 0≈+=≈=C R R f C R f 8.8 （1）V 36.62 5.1Z o ≈=U U （2）Hz 95.9π21 0≈= RC f 8.9 （1）上“－”下“＋” （2）输出严重失真，几乎为方波。 （3）输出为零。 输出为零。 （5）输出严重失真，几乎为方波。 8.10（1）在特定频率下，由A 2组成的积分运算电路的输出电压O2U 超前输入电压O1U 90o ，而由A 1组成的电路的输出电压O1U 滞后输入电压O2U 90o ，因而O1U 和O2 U 互为依存条件，即存在f 0满足相位条件。在参数选择合适时也满足幅值条件，故电路在两个集成运放的输出 同时产生正弦和余弦信号。 （2）解方程组： ????? ??? ???-=?-=-+-?+==251O O21 1P 31O 1P 41O 1P 1 O 2111N 1P C C R j U U j U R U U R U U U R R R U U ωω
第8章波形的发生和信号的转换 自测题 一、改错：改正图T8.1所示各电路中的错误，使电路可能产生正弦波振荡。要求不能改变放大电路的基本接法（共射、共基、共集）。 (a) (b) 图T8.1 解：(a)加集电极电阻R c及放大电路输入端的耦合电容。 (b)变压器副边与放大电路之间加耦合电容，改同名端。 二、试将图T8.2所示电路合理连线，组成RC桥式正弦波振荡电路。 图T8.2 解：④、⑤与⑨相连，③与⑧相连，①与⑥相连，②与⑦相连。如解图T8.2所示。 解图T8.2
三、已知图T8.3(a)所示方框图各点的波形如图(b)所示，填写各电路的名称。 电路1为正弦波振荡电路，电路2为同相输入过零比较器， 电路3为反相输入积分运算电路，电路4 为同相输入滞回比较器。 (a) (b) 图T8.3 四、试分别求出图T8.4所示各电路的电压传输特性。 (a) (b) 图T8.4 解：图(a)所示电路为同相输入的过零比较器；图(b)所示电路为同相输入的滞回比较器，两个阈值电压为±U T =±U Z。两个电路的电压传输特性如解图T8.5所示。
解图T8.4 五、电路如图T8.5所示。 图T8.5 (1)分别说明A 1和A 2各构成哪种基本电路； (2)求出u O1与u O 的关系曲线u O1=f (u O )； (3)求出u O 与u O1的运算关系式u O =f (u O1)； (4)定性画出u O1与u O 的波形； (5)说明若要提高振荡频率，则可以改变哪些电路参数，如何改变？ 解:(1)A 1：滞回比较器；A 2：积分运算电路。 (2)根据121 11112121 ()02 P O O O O N R R u u u u u u R R R R = ?+?=+==++ 可得：8T U V ±=± u O1与u O 的关系曲线如解图T8.5 (a)所示。 (3) u O 与u O1的运算关系式 1211121141 ()()2000()()O O O O O u u t t u t u t t u t R C =- -+=--+ (4) u O1与u O 的波形如解图T8.5(b)所示。 (5)要提高振荡频率，可以减小R 4 、C 、R l 或增大R 2。 (a) (b) 解图T8.5
习题 题8-1 试用相位平衡条件和幅度平衡条件，判断图P8-1中各电路是否可能产生正弦波振荡，简述理由。 （a ）（b ） （c ）（d ） （e ） 8-1解：(a)不能振荡，o o A F 18090~90o ??==+-因，而，故不能满足相位平衡条件。 (b) 不能振荡，虽然电路能够满足相位平衡条件，但当o F 0?=时，13 F = ，而电压跟随器的1A = ，故不能同时满足幅度平衡条件。 (c)不能振荡，o o o A F F 180RC 0~180180o ???==因，两节电路的，但当接近时，其输出电压接近于零，故不能同时满足幅度平衡条件。 (d)不能振荡，放大电路为同相接法，A 0o ?=，选频网络为三节RC 低通电路 ， 图 P8-1
o o F 0~270?=-，但欲达到o F 0?=，只能使频率f=0。 (e)可能振荡，差分放大电路从VT2的集电极输出时A 0o ?=，而选频网络为RC 串并联电路，当f=f0时，o F 0?=，满足相位平衡条件。 题8-2 中图P8-2电路中 ① 将图中A 、B 、C 、D 四点连接，使之成为一个正弦波振荡电路，请将连线画在图上。 ② 根据图中给定的电路参数，估算振荡频率f o 。 ③ 为保证电路起振，R 2应为多大？ 解：① B 与C 连接；A 与D 连接 ②036 11 1061Hz 2π2 3.147.5100.0210f RC -= ==?????=1.06kHz ③保证电路起振，同相比例放大倍数大于3，即2 1 13R R +>，R 2=20kΩ 题8-3 在图P8-3中 ① 判断电路是否满足正弦波振荡的相位平衡条件。如不满足，修改电路接线使之满足(画在图上)。 ② 在图示参数下能否保证起振荡条件？如不能，应调节哪个参数，调到什么值？ ③ 起掁以后，振荡频率f o =? ④ 如果希望提高振荡频率f o ，可以改变哪些参数，增大还是减小？ ⑤ 如果要求改善波形，减小非线性失真，应调节哪个参数，增大还是减小？ 图 P8-2
习题 1. 设2AX81的I CM =200mA ，P CM =200mW ，U (BR)CEO =15V ；3AD6的P CM =10W （加散热板），I CM =2A ，U (BR)CEO =24V 。求它们在变压器耦合单管甲类功放中的最佳交流负载电阻值。 解：当静态工作点Q 确定后，适当选取交流负载电阻值L R '，使Q 点位于交流负载线位于放大区部分的中点，则可输出最大不失真功率，此时的L R '称为最佳交流负载电阻。 忽略三极管的饱和压降和截止区，则有L CQ CC R I U '=。 同时应满足以下限制：CM CQ CC P I U ≤?，2 (BR)CEO CC U U ≤ ，2 CM CQ I I ≤ 。 (1)对2AX81而言，应满足mW 200CQ CC ≤?I U ，V 5.7CC ≤U ，mA 100CQ ≤I 。取 mW 200CQ CC =?I U 。 当V 5.7CC =U 时，mA 7.26CQ =I ，此时L R '最大，Ω=='k 28.07 .265 .7L(max)R ； 当mA 100CQ =I ，V 2CC =U 时，此时L R '最小，Ω=='k 02.0100 2 L(min)R ； 故最佳交流负载电阻值L R '为：ΩΩk 28.0~k 02.0。 (2)对3AD6而言，应满足W 10CQ CC ≤?I U ，V 12CC ≤U ，A 1CQ ≤I 。取 W 10CQ CC =?I U 。 当V 12CC =U 时，A 83.0CQ =I ，此时L R '最大，Ω=='46.1483.012 L(max)R ； 当A 1CQ =I 时， V 10CC =U ，此时L R '最小，Ω=='101 10L(min)R ； 故最佳交流负载电阻值L R '为：ΩΩ46.14~10。 2. 图题8-2为理想乙类互补推挽功放电路，设U CC =15V ，U EE =－15V ，R L =4Ω，U CE(sat)=0，输入为正弦信号。试求 (1) 输出信号的最大功率； (2) 输出最大信号功率时电源的功率、集电极功耗（单管）和效率； (3) 每个晶体管的最大耗散功率P Tm 是多少？在此条件下的效率是多少？
1半导体二极管 自我检测题 一．选择和填空 1．纯净的、结构完整的半导体称为 本征半导体，掺入杂质后称 杂质半导体。若掺入五价杂质，其多数载流子是 电子 。 2．在本征半导体中，空穴浓度 C 电子浓度；在N 型半导体中，空穴浓度 B 电子浓度；在P 型半导体中，空穴浓度 A 电子浓度。 （A ．大于，B ．小于，C ．等于） 3. 在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于 C ，而少数载流子的浓度与 A 关系十分密切。 （A ．温度，B ．掺杂工艺，C ．杂质浓度） 4. 当PN 结外加正向电压时，扩散电流 A 漂移电流，耗尽层 E ；当PN 结外加反向电压时，扩散电流 B 漂移电流，耗尽层 D 。 （A ．大于，B ．小于，C ．等于，D ．变宽，E ．变窄，F 不变 ） 5．二极管实际就是一个PN 结，PN 结具有 单向导电性 ，即处于正向偏置时，处于 导通 状态；反向偏置时，处于 截止 状态。 6. 普通小功率硅二极管的正向导通压降约为_B ，反向电流一般_C_；普通小功率锗二极管的正向导通压降约为_A_，反向电流一般_D_。 （A ．0.1～0.3V ，B ．0.6～0.8V ，C ．小于A μ1，D ．大于A μ1） 7. 已知某二极管在温度为25℃时的伏安特性如图选择题7中实线所示，在温度为 T 1 时的伏安特性如图中虚线所示。在25℃时，该二极管的死区电压为 0.5 伏，反向击穿电 压为 160 伏，反向电流为 10-6 安培。温度T 1 小于 25℃。（大于、小于、等于） 图选择题7 8．PN 结的特性方程是)1(-=T V v S e I i 。普通二极管工作在特性曲线的 正向区 ；稳压 管工作在特性曲线的 反向击穿区 。 二．判断题（正确的在括号内画√，错误的画×）
第一章半导体材料及二极管 习题类型 1．1半导体材料的导电特性； 1．2～1.9简单二极管电路的分析、计算； 1．10、1．11二极管限幅电路的分析、计算； 1．12～1.16稳压二极管电路的分析、计算； 1．17、1．18稳压管稳压电路的设计。 1.1 某N型Si材料的施主密度/cm3。在T=300K和T=550K时Si的本征浓度分别为/cm3和1015/cm3。计算在这两种温度下的自由电子浓度和空穴浓度，并说明材 料导电特性的变化。 解：（1）T=300K ，肯定成立 /cm3，/cm3。 （2）T=550K ，应联立求解和。 将，代入上二方程可得： 由上式解出/cm3 /cm3。 结论：在T=300K时，，材料呈现杂质导电特性。 在T=550K时，，材料已呈现本征导电特性。 1.2当T＝300K时，Ge和Si二极管的反向饱和电流分别为1μA和0.5pA。如果将此两个二极管串联连接，有1mA的正向电流流过，试问它们的结电压各为多少？ 解：，两管已充分导通，故伏安关系近似为，由此 ，取mV（T=300K） V
V。 题图1.2 1.3 在T=300K时，利用PN结伏安方程作以下估算： （1）若反向饱和电流A，求正向电压为0.1V，0.2V和0.3V时的电流。 （2）当反向电流达到反向饱和电流的90%时，反向电压为多少？ （3）若正、反向电压均为0.05V，求正向电流与反向电流比值的绝对值。 解： （1）V=0.1V时，A； V=0.2V时，mA； V=0.3V时，A； （2）按题意 由上式解出V （3） 1.4二极管的伏安特性可用来表示，设。如果用一个的干电池正向接在该二极管的两端，试计算将有多大电流通过？电流值是否与实际情况相符？ 解：计算值，实际上，电流一旦超过允许的最大整流电流，管子就因过热而烧毁。