中南大学模电第二章作业问题详解

第二章 习题解答2-1 电话线路上的直流电压约为50V ，用于电话机通话时的直流电源。

话机内部电路对电压有极性的要求。

话机电路中有一个导向电路，如题2-1图所示。

外线与话机引线相接时不必考虑电压极性。

试说明其工作原理。

答：当外线与话机引线相接时，如果话机引线的上端接正、下端接负，则电源正端经过D 1，话机内的其他电路、D 4到电源负端，形成电流回路，此时二极管D 1、D 4正向导通，D 2、D 3截止。

如果话机引线的下端接正、上端接负，则电源正端经过D 2、话机内的其他电路、D 3到电源负端，形成电流回路。

由此或见，无论话机引线的上端接正还是下端接正，对于话机内的其他电路来说都符合对电压极性的要求，这就是导向电路所起的作用。

2-2 已知硅和锗PN 结的反向饱和电流分别为10-14A 和10-8A 。

若外加电压为0.25V 、0.45V 、0.65V 时，试求室温下各电流I ，并指出电压增加0.2V 时，电流增加的倍数。

解：根据式（1-2-4） ()1/-=T v v S e I I ，室温时mV V T 26≈对于硅PN 结：A I S 1410-=，则外加电压V0.25V 0.45V 0.65V TV V e/I14993.7A 10105.1-⨯3285 7556 AA μ33.0103.37=⨯-7.20×1010mAA72.0102.74=⨯-电压增加0.2V 时电流增加的倍数为倍219126/20026/2.0≈=mV mv mV V e e对于锗PN 结，A I S 810-=，则 外加电压V0.25V 0.45V 0.65V T V V e /14993.73285 7556 7.20×1010ImAA15.0105.14=⨯-A 33.0A 2102.7⨯电压增加0.2V 时电流同样增加2191倍。

2-3 在室温时锗二极管和硅二极管的反向饱和电流分别为1μA 和0.5pA ，若两个二极管均通过1mA 正向电流，试求它们的管压降分别为多少。

习题2 解答2.1 选择正确答案填入空内。

（1）有两个放大倍数相同、输入和输出电阻不同的放大电路A 和B ，对同一具有内阻的信号源电压进行放大。

在负载开路的情况下，测得电路A 的输出电压小。

这说明电路A 的 （ ）。

A. 输入电阻大B. 输入电阻小C. 输出电阻大D. 输出电阻小（2）有两个放大倍数相同、输入和输出电阻不同的放大电路A 和B ，对同一理想电压源信号进行放大。

在连接相同负载的情况下，测得电路A 的输出电压小。

这说明电路A 的 （ ）。

A. 输入电阻大B. 输入电阻小C. 输出电阻大D. 输出电阻小（3）在电压放大电路的上限截止频率点或下限截止频率点，电压增益比中频区增益下降3dB ，这时在相同输入电压条件下，与中频区比较，输出电压下降为（ ）倍。

A ．1B ．10C ．1.414D ．0.707（4）当负载电阻R L = 1k Ω时，电压放大电路输出电压比负载开路时输出电压减少20%，该放大电路的输出电阻R o 为（ ）。

A ．0．25 k ΩB ．0．5 k ΩC ．1 k ΩD ．1．5k ΩΩ==-=-=----k R V V V V R V V R V V o oo oo OL oo LOLooo OL oo 25.045)2.01()1(负载电压开路电压设：（5）电路如题图2.1.5所示，放大电路的输出端直接与输入端相连，则输出电阻R o （ ）。

A ．R 1B ．（1+β）R 1C ．R 1/ 1+βD ．R 1/ βE ．0（6）差模输入信号是两个输入端信号的（ ），共模信号是两个输入端信号的（ ）。

A .差 B .和 C .平均值答案 （1）B （2）C （3）D （4）A （5）E （6）ACos V2.2 将正确答案填入空内。

（1）在某放大电路输入端测量到输入正弦信号电流和电压的峰－峰值分别为5μA 和5 mV ，它们的相位相同；此时，输出端接2k Ω电阻负载，测量到正弦电压信号峰－峰值为1V ，则该放大电路的电压增益A v 等于 ，电流增益A i 等于 ，功率增益A p 等于 。

习题2-5 设图中的三极管β =100，U BEQ =0.6V ，V CC =12 V ，R C =3 k Ω，R b =120 k Ω。

求静态工作点处的I BQ I CQ 和U CEQ 值。

习题2-15 设图中三极管的β =100，U BEQ =0.6V ，V CC =10V ，R C =3 k Ω，Rb b’=100 Ω。

V CC =10V ,，R C =3 k Ω，Re=1.8 k Ω，RF=200Ω，Rb1=33 k Ω，Rb2=100 k Ω，RL=3 k Ω C1，C2和Ce 足够大。

①求静态工作点②画微变等效电路如图(3)求Oiu U A U =；(4)设Rs =4 k Ω，求osus U A U =(5)求o i R R 和① 2.48,0.94, 5.3E U I I mA U =≈=≈BQCQ Q CEQ V V②微变等效电路如图③be 2.9r ≈ k Ω，Lbe = 6.5(1)u FR A r R ββ'-≈-++(4)12i r ≈ k Ω，= 4.9ius u i sr A A r R -≈-+(5) R i ≈12 k Ω，R o ≈3 k Ω习题2-17 画出如图放大电路的微变等效电路，写出计算电压放大倍O1O2i iU U U U 和数的表达式，并画出当c e RR =时的两个输出电压o1o1U U 和的波形（与正弦波i U 相对应）。

微变等效电路如下图解O1i be (1)ceU R U r R ββ=-++e c O1O2O1O2R u u R U U =≈当时，，和的波形如下图ebe e *02*)1(1R r R U U Au iββ+++==）（习题2-21在下图所示的放大电路已知V DD = 30V，R d = 15 kΩ，R d =1 kΩ，R g=20 MΩ，R1=30kΩ，R2=200kΩ，R L= 1 MΩ，A和输入和输出的电阻Ri，R o场效应试估算电压放大倍数u管g m=1.5mS。

第二章电路的基本分析方法2.1 求题2.1图所示电路的等效电阻。

解：标出电路中的各结点，电路可重画如下：(b)(a)(c)(d)6Ω7Ω3Ωa aabbbddcb(a)(d)(c)(b)6Ωb4Ω（a ）图 R ab =8+3||[3+4||（7+5）]=8+3||（3+3）=8+2=10Ω（b ）图 R ab =7||(4||4+10||10)=7||7=3.5Ω（c ）图 R ab =5||[4||4+6||(6||6+5)]=5||(2+6||8)=5||(2+3.43)=2.6Ω（d ）图 R ab =3||(4||4+4)=3||6=2Ω（串联的3Ω与6Ω电阻被导线短路）2.2 用电阻的丫-△的等效变换求题2.2图所示电路的等效电阻。

解：为方便求解，将a 图中3个6Ω电阻和b 图中3个2Ω电阻进行等效变换，3个三角形连接的6Ω电阻与3个星形连接的2Ω电阻之间可进行等效变换，变换后电路如图所示。

（a ）R ab =2+(2+3)||(2+3)=4.5Ω（b ） R ab =6||(3||6+3||6)=6||4=2.4Ω2.3 将题2.3图所示电路化成等效电流源电路。

baba(b)(a)题2.2图(b)(a)题2.3图b abΩ(b)解：（a ）两电源相串联，先将电流源变换成电压源，再将两串联的电压源变换成一个电压源，最后再变换成电流源；等效电路为（b ）图中与12V 恒压源并联的6Ω电阻可除去（断开），与5A 恒流源串联的9V 电压源亦可除去（短接）。

两电源相并联，先将电压源变换成电流源，再将两并联的电流源变换成一个电流源，等效电路如下：2.4 将题2.4图所示电路化成等效电压源电路。

解：（a ）与10V 电压源并联的8Ω电阻除去（断开），将电流源变换成电压源，再将两串联的电压源变换成一个电压源，再变换成电流源，最后变换成电压源，等效电路如下：（b ）图中与12V 恒压源并联的6Ω电阻可除去（断开），与2A 恒流源串联的4Ω亦可(a)(b)题2.4图aa bababababbbb b除去（短接），等效电路如下：2.5 用电源等效变换的方法，求题2.5图中的电流I 。

2.分别改正下图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（a）静态时，发射结正偏，集电结反偏，-VCC改为+VCC(b) 没有RB发射结会烧坏，集电结不能反偏（c）没有RB1当ui=0时发射结两端电压为零，VBB反过来。

（d）没有RB在交流通路中，VBB短路，交流信号加不进来。

3.放大电路及三极管输出特性如下图所示。

①在输出特性曲线上画出直流负载线。

如要求I CQ=2mA，确定此时的静态工作点，并确定此时的R b的值；②利用图解法分别求出R L=∞和R L=3kΩ时的最大不失真输出电压U om（有效值）；③若R b调至150kΩ且i B的交流分量i b（t）=20sinωt(μA)，画出i C和u CE的波形图，这时出现什么失真？解：（1）直流负载线12,.4,0====-=Ce C c ce Cc CC ce U O I I U R I V U 作负载线得：I CQ =40μAΩ=≈+=k R U R I V b CEb B CC 30004.012 （2）R L =∞直流负载线与交流负载线重合Uom=6/1.414=4.23V R L =3K Ώ,R L //R C =1.5 K Ώ 当 U CEQ +1.5*I CQ =9 ,Uom=1.5*I CQ/1.414=2.12V(3) 当RB=150K Ώ时，IBQ=80Ma4.电路如图P2.7所示，晶体管的β=80 ，'100bb r =Ω。

分别计算L R =∞和3L R k =Ω时的Q 点、u A 、i R 和o R 。

解：在空载和带负载情况下，电路的静态电流、be r 均相等，它们分别为：22CC BEQBEQ BQ bsV U U I A R R μ-=-≈1.76CQ BQ I I mA β=≈'26(1)1.3be bb EQmVr r k I β=++≈Ω 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：6.2CEQ CC CQ c U V I R V=-≈；308cu beR A r β=-≈-// 1.3i b be be R R r r k =≈≈Ω； 93beus u be sr A A r R ≈⋅≈-+ 5o c R R k ==Ω3L R k =Ω时，静态管压降、电压放大倍数分别为：(//) 2.3LCEQ CC CQ c L L cR U V I R R V R R =-≈+(//)115c L u beR R A r β=-≈-34.7beus u be sr A A r R ≈⋅≈-+// 1.3i b be be R R r r k =≈≈Ω 5oc RR k ==Ω。

第二章自我检测题参考答案一、填空题1.三极管用来放大时，应使发射结处于正向偏置，集电结处于反向偏置。

2.型号为3CG4D的三极管是PNP型高频小功率管。

3.温度升高时，三极管的电流放大系数β增大，反向饱和电流I CBO增大，正向结电压U BE下降。

4. 有两只三极管：A管β=200，I CEO=200μA；B管β=80，I CEO=10μA，其他参数大致相同，一般应选B管。

5.共射基本电路电压放大倍数为负值，说明输出信号与输入信号相位相差180o。

6.放大电路未输入信号时的状态称为静态，其在特性曲线上的点称为静态工作点；有输入信号时的状态称为动态，动态工作点移动的轨迹称为交流负载线。

7.在放大电路的下限截止频率处，幅度的放大倍数为中频处的0.707倍，这主要是由电路的频率失真引起的。

8.场效应晶体管是通过改变栅源电压来改变漏极电流（输出电流），所以它是一个电压控制电流源（或电压控制）器件。

二、判断题1.由于放大的是变化量，所以在输入直流信号时，任何放大电路的输出量都没有变化。

（×）提示：直接耦合放大电路就有变化。

2.阻容耦合多级放大电路的点相互独立，（√）它只能放大交流信号。

（√）3.放大电路中各电量的交流成分是由交流信号源提供的。

（×）提示：增加的幅度所需能量是由直流电源提供的。

4.通常，JFET在漏极与源极互换时，仍有正常放大作用。

（√）三、选择题1.测得某放大电路中三极管三个管脚对地电压分别为U1=2V，U2=6V，U3=2.7V，则三极管三个电极为（B）。

A.①管脚为发射极，②管脚为基极，③管脚为集电极；B.①管脚为发射极，②管脚为集电极，③管脚为基极；C.①管脚为集电极，②管脚为基极，③管脚为发射极；D. ①管脚为发射极，②管脚为集电极，③管脚为基极。

2.在共射基本放大电路中，集电极电阻R C的作用是（C）。

A.放大电流B.调节I BQC.防止输出信号交流对地短，把放大了的电流转换成电压。

【1】电路如图(a)所示。

设为A理想的运算放大器，稳压管DZ的稳定电压等于5V。

（1）若输入信号的波形如图(b)所示，试画出输出电压的波形。

（2）试说明本电路中稳压管的作用。

图(a) 图(b)【相关知识】反相输入比例器、稳压管、运放。

【解题思路】（1）当稳压管截止时，电路为反相比例器。

（2）当稳压管导通后，输出电压被限制在稳压管的稳定电压。

【解题过程】（1）当时，稳压管截止，电路的电压增益故输出电压当时，稳压管导通，电路的输出电压被限制在，即。

根据以上分析，可画出的波形如图(c)所示。

图(c)（2）由以上的分析可知，当输入信号较小时，电路能线性放大；当输入信号较大时稳压管起限幅的作用。

【2】在图(a)示电路中，已知, ，，设A为理想运算放大器，其输出电压最大值为，试分别求出当电位器的滑动端移到最上端、中间位置和最下端时的输出电压的值。

反馈类型？图(a)【相关知识】反相输入比例器。

【解题思路】当时电路工作闭环状态；当时电路工作开环状态。

【解题过程】（1）当的滑动端上移到最上端时，电路为典型的反相输入比例放大电路。

输出电压（2）当的滑动端处在中间位置时，画出输出端等效电路及电流的参考方向如图(b)所示。

图中。

图(b)由图可知以上各式联立求解得代入有关数据得（3）当的滑动端处于最下端时，电路因负反馈消失而工作在开环状态。

此时，反相输入端电位高于同相输入端电位，运放处于负饱和状态。

输出电压。

【3】电压－电流转换电路如图所示，已知集成运放为理想运放，R2＝R3＝R4＝R7＝R，R5＝2R。

求解i L与u I之间的函数关系。

【相关知识】集成运放工作在线性区的特点，“虚短”和“虚断”的分析方法，基本运算电路的识别。

【解题思路】（1）由图判断出集成运放A1和A2分别引入的局部电压反馈为负反馈。

（2）识别集成运放A1和A2分别组成的基本运算电路类型。

（3）根据运算电路类型以及“虚短”和“虚断”的分析方法分别求解u O1以及u O2的表达式，从而得到i L与u I之间的函数关系。

模拟电子技术第二章习题解答-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII习题题 2-1试判断图P2-1中各放大电路有无放大作用，简单说明理由。

图 P2-1题2-1解 (a) 无放大作用，不符合“发射结正偏，集电结反偏”的外部直流偏置要求；(b) 不能正常放大，三极管发射结没有偏置（正偏）；(c) 无放大作用，三极管集电结没有偏置（反偏）；(d) 无放大作用，三极管发射结没有偏置（正偏）；(e) 有放大作用；(f) 无放大作用，输入信号的负半轴不能加到放大电路中去；(g) 无放大作用，电容C2使输出端对地交流短路，输出交流电压信号为0；(h) 无放大作用，电容Cb使三极管基极对地交流短路，输入交流信号无法加至三极管基极；本题的意图是掌握放大电路的组成原则和放大原理。

题 2-2 已知图P2-2(a)中：R b=510kΩ，R c=10kΩ，R L=1.5kΩ，V CC＝10V。

三极管的输出特性如图(b)所示。

①试用图解法求出电路的静态工作点，并分析这个工作点选得是否合适；②在V CC和三极管不变的情况下，为了把三极管的静态集电极电压U CEQ提高到5V左右，可以改变哪些参数如何改法③在V CC和三极管不变的情况下，为了使I CQ=2mA，U CEQ=2V，应改变哪些参数改成什么数值（a ）题2-2解：① 先由估算法算出I BQ CC BEQBQ b100.7mA 0.02mA 20μA 510V U I R --=≈≈= 然后，由式Cc C CC CE i R i V u 1010-=-=，在输出特性曲线上画出直流负载线，其与横、纵两个坐标轴的交点分别未（10V ，0）和（0，1mA ），直流负载线与i B =20uA 的一条输出特性曲线的交点Q1即为静态工作点。

由Q1可得，U CEQ ≈0.5V ，I CQ =0.95mA 。

可见，Q1点靠近饱和区，位置不太合适，容易产生饱和失真。

第二章 习题与思考题◆ 题 2-1 试判断图 P2-1中各放大电路有无放大作用,简单说明理由。

解：<a> 无放大作用,不符合"发射结正偏,集电结反偏"的外部直流偏置要求； <b> 不能正常放大,三极管发射结没有偏置〔正偏； <c> 无放大作用,三极管集电结没有偏置〔反偏； <d> 无放大作用,三极管发射结没有偏置〔正偏； <e> 有放大作用〔电压放大倍数小于1；<f> 无放大作用,电容C 2使输出端对地交流短路,输出交流电压信号为0；<g> 无放大作用,电容C b 使三极管基极对地交流短路,输入交流信号无法加至三极管基极； <h> 不能正常放大,场效应管栅源之间无直流偏置；<i> 无放大作用,VGG 的极性使场效应管不能形成导电沟道。

本题的意图是掌握放大电路的组成原则和放大原理。

◆题 2-2 试画出P2-2中各电路的直流通路和交流通路。

设电路中的电容均足够大,变压器为理想变压器。

解：本题的意图是掌握直流通路和交流通路的概念,练习画出各种电路的直流通路和交流通路。

◆题 2-3 在NPN 三极管组成的单管共射放大电路中,假设电路其他参数不变,分别改变以下某一项参数时,试定性说明放大电路的I BQ 、I CQ 、U CEQ 将增大、减小还是不变。

① 增大Rb ；②增大VCC ；③增大β。

解：①↓↓⇒↓⇒↑⇒CEQ CQ BQ b U I I R②不定)(↑-↑=↑⇒↑⇒↑⇒CQ c CC CEQ CQ BQ CC I R V U I I V ③⎩⎨⎧↓↑⇒↑⇒CC CQBQ V I I 基本不变β本题的意图是理解单管共射放大电路中各种参数变化时对Q 点的影响。

◆题 2-4 在图所示NPN 三极管组成的分压式工作点稳定电路中,假设电路其他参数不变,分别改变以下某一项参数时,试定性说明放大电路的I BQ 、I CQ 、U CEQ 、r be 和||uA 将增大、减小还是不变。

.第 2 章基本放大电路自测题一．在括号内用“√”和“×”表明下列说法是否正确。

1.只有电路既放大电流又放大电压 ,才称其有放大作用。

(×)2.可以说任何放大电路都有功率放大作用。

(√)3. 放大电路中输出的电流和电压都是有源元件提供的。

(×)4.电路中各电量的交流成分是交流信号源提供的。

(×)5. 放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作。

(√)6.由于放大的对象是变化量，所以当输入直流信号时，任何放大电路的输出都毫无变化。

(×)7. 只要是共射放大电路，输出电压的底部失真都是饱和失真。

(×)二．试分析图 T2.2 各电路是否能放大正弦交流信号，简述理由。

设图中所有电容对交流信号均可视为短路。

(a)(b)(c).(d)(e)(f)(g)(h)(i)图 T2.2解：图 (a) 不能。

V BB将输入信号短路。

图(b) 可以。

图(c) 不能。

输入信号与基极偏置是并联关系而非串联关系。

图(d) 不能。

晶体管基极回路因无限流电阻而烧毁。

图(e) 不能。

输入信号被电容C2短路。

图(f) 不能。

输出始终为零。

图(g) 可能。

图(h) 不合理。

因为G- S间电压将大于零。

图(i) 不能。

因为T 截止。

.三．在图T2.3所示电路中，已知VCC12V ,晶体管=100b100k。

填空：要求β， R'先填文字表达式后填得数。

(1)当U V时，测得 UBEQ 0.7V ，若要基极电流 IBQ20A,则 R'和R W之和i0b R b=((V CC U BEQ)/I BQ) k≈( 565 ) k；而若测得U CEQ6V，则R c=((V UCEQ) /IBQ≈。

CC) ( 3 ) k(2)若测得输入电压有效值 U i 5mV 时，输出电压有效值 U o' 0.6V ，则电压放大倍数A u(U o /U i) ≈( -120 ) 。