太原理工大学电路与电子技术基础作业及重点练习解答分解
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第1章检测题(共100分,120分钟)一、填空题:(每空0.5分,共25分)1、N型半导体是在本征半导体中掺入极微量的五价元素组成的。
这种半导体内的多数载流子为自由电子,少数载流子为空穴,不能移动的杂质离子带正电。
P型半导体是在本征半导体中掺入极微量的三价元素组成的。
这种半导体内的多数载流子为空穴,少数载流子为自由电子,不能移动的杂质离子带负电。
2、三极管的内部结构是由发射区、基区、集电区区及发射结和集电结组成的。
三极管对外引出的电极分别是发射极、基极和集电极。
3、PN结正向偏置时,外电场的方向与内电场的方向相反,有利于多数载流子的扩散运动而不利于少数载流子的漂移;PN结反向偏置时,外电场的方向与内电场的方向一致,有利于少子的漂移运动而不利于多子的扩散,这种情况下的电流称为反向饱和电流。
4、PN结形成的过程中,P型半导体中的多数载流子由P向N区进行扩散,N型半导体中的多数载流子由N向P区进行扩散。
扩散的结果使它们的交界处建立起一个空间电荷区,其方向由N区指向P区。
空间电荷区的建立,对多数载流子的扩散起削弱作用,对少子的漂移起增强作用,当这两种运动达到动态平衡时,PN结形成。
5、检测二极管极性时,需用万用表欧姆挡的R×1K档位,当检测时表针偏转度较大时,与红表棒相接触的电极是二极管的阴极;与黑表棒相接触的电极是二极管的阳极。
检测二极管好坏时,两表棒位置调换前后万用表指针偏转都很大时,说明二极管已经被击穿;两表棒位置调换前后万用表指针偏转都很小时,说明该二极管已经绝缘老化。
6、单极型晶体管又称为场效应(MOS)管。
其导电沟道分有N沟道和P沟道。
7、稳压管是一种特殊物质制造的面接触型硅晶体二极管,正常工作应在特性曲线的反向击穿区。
8、MOS管在不使用时应避免栅极悬空,务必将各电极短接。
二、判断正误:(每小题1分,共10分)1、P型半导体中不能移动的杂质离子带负电,说明P型半导体呈负电性。
(错)2、自由电子载流子填补空穴的“复合”运动产生空穴载流子。
第九章:半导体二极管和三极管、第十章:基本放大电路一、单项选择题*1.若用万用表测二极管的正、反向电阻的方法来判断二极管的好坏,好的管子应为( C )A 、正、反向电阻相等B 、正向电阻大,反向电阻小C 、反向电阻比正向电阻大很多倍D 、正、反向电阻都等于无穷大 *2.电路如题2图所示,设二极管为理想元件,其正向导通压降为0V ,当U i =3V 时,则U 0的值( D )。
A 、不能确定B 、等于0C 、等于5VD 、等于3V**3.半导体三极管是具有( B )PN 结的器件。
A 、1个 B 、2个 C 、3个 D 、4个*4.三极管各极对公共端电位如题4图所示,则处于放大状态的硅三极管是( C )5.晶体管的主要特性是具有( D )。
A 、单向导电性B 、滤波作用C 、稳压作用D 、电流放大作用 *6.稳压管的稳压性能是利用PN 结的( D )。
A 、单向导电特性 B 、正向导电特性 C 、反向截止特性 D 、反向击穿特性*7.若三极管工作在放大区,三个电极的电位分别是6V 、12V 和6.7V ,则此三极管是( D )A 、PNP 型硅管B 、PNP 型锗管C 、NPN 型锗管D 、NPN 型硅管8.对放大电路进行动态分析的主要任务是( C ) A 、确定静态工作点QB 、确定集电结和发射结的偏置电压题4图题2图C、确定电压放大倍数A u和输入、输出电阻r i,r0D、确定静态工作点Q、放大倍数A u和输入、输出电阻r i,r o*9.射极输出器电路如题9图所示,C1、C2足够大,对输入的交流信号u可视作短路。
则输出电压u0与输入电压u i之间的关系是( B)。
A、两者反相,输出电压大于输入电压B、两者同相,输出电压小于且近似等于输入电压C、两者相位差90°,且大小相等D、两者同相,输出电压大于输入电压*10.某固定偏置单管放大电路的静态工作点Q如题10图所示,若将直流电源U cc适当降低,则Q点将( C)。
1. 你在绘制甲乙类放大器电路的原理图时遇到了什么问题?如果你解决了其中一些问题,请写出问题及解决方法;如果没有解决,请写出这些问题。
(不能全部的问题都没有解决!)(必答)答:问题一有时原理图较大,复制时有的元件信息会丢失解决方法在原理图四周点几个不明显的点,画小点的快捷方式是 P/T,再按tab键弹出属性对话框在text中填上“.”不是直接按tab键问题二实验中不知道如何生成.net文件解决方法点击菜单右键中creat netlist5、元件的属性有几个,它们的含义分别是什么?答:10个。
(1)Lib Ref:在元件库中定义的元件名称,不会显示在绘图页中。
(2)Footprint:封装形式,应该输入该元件在PCB库里的名称。
(3)Designator:流水序号。
(4)Part Type:显示在绘图页中的元件名称,与元件库中名称“Lib Ref”一致。
一般这里写入元件的大小或类型。
(5)Sheet Path:成为绘图页元件时,定义下层绘图页的路径。
(6)Part:定义子元件序号,如与门电路的第一个逻辑门为1,第二个为2等。
(7)Selection:切换选取状态。
(8)Hidden Pins:是否显示元件的隐藏引脚。
(9)Hidden Fields:是否显示“Part Fields 1-8”、“Part Fields 9-16”选项卡中的元件数据栏。
(10)Field Name:是否显示元件的数据栏名称。
1.放置元件的操作有几种方法?分别是什么?答:方法1:通过元件库浏览器元件列表区:双击元件,单击元件+Place;方法2:菜单命令:Place | Part;或Wiring Tools工具栏方法3:Digital Objects工具栏---常用元器件。
7. ERC电气检测法则能检查电路中的逻辑错误吗?答:能检测,ERC是为了检查所设计的电路原理图中的电气连接和引脚信息,以便能查找明显的错误。
执行ERC检查后,将生成错误报告,并且在电路原理图中标志错误,以便用户分析和修正错误。
第1章 电路的基本知识1.1 电路的概念 (1)略(2)电路通常由电源、负载和中间环节(导线和开关)等部分组成。
A .电源的作用:将其他形式的能转换成电能。
B .负载的作用:将电能转换成其他形式的能。
C .中间环节的作用:传递、分配和控制电能。
1.2 电路中的主要物理量 (1)零、负电位、正电位 (2)3、1.5、3、1.5、0、3 (3)-7,-5 1.3 电阻 (1)3∶4(2)查表1.3,知锰铜合金的电阻率⋅Ω⨯=-7104.4ρm根据SlR ρ=,得43.1104.41021.0376=⨯⨯⨯==--ρRS l m 1.4 欧姆定律 (1)电动势、内压降(2)当R =∞ 时,电路处于开路状态,其特点是电路中电流为零,电源端电压等于电源电动势;当R =0时,电路处于短路状态,其特点是短路电流极大,电源端电压等于0。
(3)22.01000220===R U I A 由于22.0=I A=220mA 50>mA ,故此人有生命危险。
1.5 电功与电功率 (1)25401000===P W t h (2)略(3)31680072002.0220=⨯⨯==UIt W J思考与练习一、判断题1.√2. ×3. √4. ×5. √6. ×7. ×8. √9. × 二、选择题1. C2. C3. B4. B5. B6. B7. C8. B 三、填空题1.正、相反; 2.参考点; 3.负极、正极; 4.高、低、低、高; 5.材料、长度、横截面积、 SlR ρ=; 6.1800、±5%; 7.220 四、计算题1.5510=-=-=b a ab V V U V 10)5(5=--=-=c b bc V V U V 15)5(10=--=-=c a ac V V U V 15-=-=ac ca U U V2.2.012024===t Q I A Ω===202.04I U R 3.(1)210100220=+=+=r R E I A (2)2001002=⨯==IR U V (3)20102=⨯==Ir U r V 4.(1)8804220=⨯==UI P W (2)15840001800880=⨯==Pt W J (3)1440018005.0422=⨯⨯==Rt I Q J (4)1569600144001584000=-=-=Q W E J第2章 直流电路的分析与计算2.1 电阻的连接 (1)5.04211===R U I A 10205.022=⨯==IR U V 1210221=+=+=U U U V(2)由于12221221R R R U R U P P == 故142820101212=⨯==P R R P W(3)(a )Ω==343R R ab (b )Ω=⨯==++++=32043535)()(R R R R R R R R R ab(c )Ω===1444R R ab (d )R R R R RR RR ab ++++=)2()2(Ω=⨯==53245858R2.2 基尔霍夫定律 (1)5、3、6、3(2)假设2I 、3I 的方向和回路绕行方向如图2.1所示,依基尔霍夫定律,知:2332213311321E R I R I E R I R I I I I =+=+=+ 128038050008.0008.0322332=+=+⨯=+I R I I I I 即解得 图2.1 作业测评2电路图0245.02=I A=24.5mA0325.03=I A=32.5mAΩ=3842R2.3 电压源与电流源的等效变换 (1)rEI s =、不变、并、r I E s =、不变、串 (2)(a )把两个电压源等效变换为电流源,如图2.2(a ')所示。
习题六6-1 (1) A; (2) C; (3) B; (4) C; (5) A6-2,黑表笔插入COM,红表笔插入V/Ω(红笔的极性为“+”),将表笔连接在二极管,其读数为二极管正向压降的近似值。
用模拟万用表测量二极管时,万用表内的电池正极与黑色表笔相连;负极与红表笔相连。
测试二极管时,将万用表拨至R×1k档,将两表笔连接在二极管两端,然后再调换方向,若一个是高阻,一个是低阻,则证明二极管是好的。
当确定了二极管是好的以后就非常容易确定极性,在低阻时,与黑表笔连接的就是二极管正极。
6-3 什么是PN结的击穿现象,击穿有哪两种。
击穿是否意味着PN结坏了?为什么?答:当PN结加反向电压(P极接电源负极,N极接电源正极)超过一定的时候,反向电流突然急剧增加,这种现象叫做PN结的反向击穿。
击穿分为齐纳击穿和雪崩击穿两种,齐纳击穿是由于PN结中的掺杂浓度过高引起的,而雪崩击穿则是由于强电场引起的。
PN 结的击穿并不意味着PN结坏了,只要能够控制流过PN结的电流在PN结的允许范围内,不会使PN结过热而烧坏,则PN结的性能是可以恢复正常的,稳压二极管正式利用了二极管的反向特性,才能保证输出电压的稳定。
对于图(a)假定D1、D2、D3截止,输出端的电位为-18V,而D1、D2、D3的阳极电位分别是-6V、0V、-6V,因此,理论上D1、D2、D3都能导通,假定D1导通,则输出点的电位为-6V,由于该点电位也是D2的阴极电位,因此D2会导通,一旦D2导通,u O点的电位就为0V,因此,D1、D3的阴极电位为0V,而阳极端为-6V,这样D1、D3必定截止,所以输出电压u o=0V(这就是脉冲数字电路中的或门,0V为高电平,-6V为低电平,只要输入端有一个高电平,输出就为高电平)。
对于图(b)依同样的道理可知:D1、D2、D3的阳极电位都低于+18V,所以三个二极管均截止,流过R的电流为0,故输出电位u o=18V试分析图(b)中的三个二极管极性都反过来,输出电压u o=?6-5 现有两只稳压二极管,它们的稳定电压分别为5V和9V,正向导通电压为0.7V。
《电路与电子技术基础》参考解答 习题二2-1 求题图2-1(a)中得U ab 以及题图2-1(b)中得U ab 及U bc 。
解:(1)图(a ): ∴)V (210361061102410313624333321=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯=⨯-⨯=+=--K I K I U U U cb ac ab(2)图(b):)mA (45201001=+==KK R U I )V (80102010420331=⨯⨯⨯=⨯=-K I U ab)mA (5201001552==+=KK K U I)V (251051055332=⨯⨯⨯=⨯=-K I U ac)V (552580-=+-=+-=+=ac ab ac ba bc U U U U U2-2 电路如题图2-2所示,已知30Ω电阻中的电流I 4=0.2A ,试求此电路的总电压U 及总电流I 。
解:已知I 4,所以30Ω上的电压为:U 4=I 4R=0.2×30=6(V) 60Ω中的电流为:)A (1.06063==I I 2=I 3+I 4=0.1+0.2=0.3(A)10Ω上的电压降为:)V (3103.0102=⨯=⨯I 15Ω上的电压降为:U 4+3=6+3=9(V) 15Ω中流过的电流为:)A (6.01591==I 所以 I=I 1+I 2=0.6+0.3=0.9(A) 90Ω上的电压降为:0.9×90=81(V)U=81+9=90(V)2-3 电路如题图2-3所示,若10Ω两端得电压为24V ,求R=?I 1 I 212k 36k 12V a b U24k 36kc(a) c 15k 100V U 2k 5k 题图2-1 习题2-1电路图I 90Ω I 2 10Ω I 3+ I 1U 15Ω 30Ω 60Ω I 4 -题图2-2 习题2-2电路图解:已知10Ω两端的电压为24V ∴ 10Ω中的电流为 )V (4.2102410===U I 15Ω上的电压为:2.4×15=36(V) R 上的电压为:24+36=60(V)11.1Ω上的电压为:120-60=60(V) 11.1Ω中流过的电流为:)A (4.51.11601==I 流过R 中的电流为:I 2=I 1-I=5.4-2.4=3(A) 故电阻为:Ω==20360R2-4 电路如题图2-4所示,已知灯泡额定电压及电流分别是12V 及0.3A ,问电源电压应多大,才能使灯泡工作在额定值。