模拟电子技术 第二章

【例2-1】理想二极管电路如例2-1图所示，试判断二极管是导通还是截止？并求输出电压U A0。

解：为了判断二极管在电路中是导通的还是截止，首先假设将二极管断开，确定二极管两端的电位差；然后根据二极管两端加的是正向电压还是反向电压判定二极管是否导通，若二极管两端的电位差为正向电压且大于阈值电压，则二极管导通，若二极管两端的电位差为反向电压，则二极管截止；若电路中出现两个或两个以上二极管，则判断承受正向电压较大的二极管优先导通，再按照上述方法判断其余的二极管是否导通。

本例中，对于例2-1图(a)所示电路, 当二极管D 断开后，V 4)9()5(A B BA =−−−=−=U U U ，所以二极管D 导通，V 5A0−=U 。

对于例2-1图(b) 所示电路, 当二极管1D 、2D 都断开后，V 3)12()9(11B A AB =−−−=−=U U UV 6)15()9(22B A AB =−−−=−=U U U ，由于12AB AB U U >，所以二极管2D 先导通，2D 导通后V 15A0−=U ，这时V 3)12()15(11B A AB −=−−−=−=U U U ，所以二极管1D 最终处于截止状态。

对于例2-1图(c) 所示电路, 当二极管1D 、2D 都断开后，V 3912A B A B 11=−=−=U U U , V 1910A B A B 22=−=−=U U U ，由于A B A B 21U U >，因此，二极管1D 优先导通，1D 导通后，V 12A0=U ，此时，V -21210A B A B 22=−=−=U U U ，所以二极管2D 最终处于截止状态。

5V例2-1图【例2-2】例2-2(a)图所示电路中的二极管是硅管，①若二极管为理想二极管，则流过二极管中的电流是多少？②如果二极管正向导通压降为0.7V ，则流过二极管中的电流又是多少？③若U ＝20V ，且二极管正向导通压降为0.7V ，则流过二极管中的电流又是多少？ 解：由例2-2图(a)所示电路①若二极管为理想二极管，二极管D 因受正向电压而导通，U D ＝0V ，二极管中的电流为 mA 82.1107.461D =×==R U I ②如果二极管正向导通压降为0.7V 先判断二极管是导通还是截止。

第二章半导体二极管及其基本电路2-1．填空（1）N型半导体是在本征半导体中掺入；P型半导体是在本征半导体中掺入。

（2）当温度升高时，二极管的反向饱和电流会。

（3）PN结的结电容包括和。

（4）晶体管的三个工作区分别是、和。

在放大电路中，晶体管通常工作在区。

（5）结型场效应管工作在恒流区时，其栅-源间所加电压应该。

（正偏、反偏）答案：（1）五价元素；三价元素；（2）增大；（3）势垒电容和扩散电容；（4）放大区、截止区和饱和区；放大区；（5）反偏。

2-2．判断下列说法正确与否。

（1）本征半导体温度升高后，两种载流子浓度仍然相等。

（）（2）P型半导体带正电，N型半导体带负电。

（）（3）结型场效应管外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证R GS大的特点。

（）（4）只要在稳压管两端加反向电压就能起稳压作用。

（）（5）晶体管工作在饱和状态时发射极没有电流流过。

（）（6）在N型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P型半导体。

（）（7）PN结在无光照、无外加电压时，结电流为零。

（）（8）若耗尽型N沟道MOS场效应管的U GS大于零，则其输入电阻会明显减小。

（）答案：（1）对；温度升高后，载流子浓度会增加，但是对于本征半导体来讲，电子和空穴的数量始终是相等的。

（2）错；对于P型半导体或N型半导体在没有形成PN结时，处于电中性的状态。

（3）对；结型场效应管在栅源之间没有绝缘层，所以外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证R GS大的特点。

（4）错；稳压管要进入稳压工作状态两端加反向电压必须达到稳压值。

（5）错；晶体管工作在饱和状态和放大状态时发射极有电流流过，只有在截止状态时没有电流流过。

（6）对；N型半导体中掺入足够量的三价元素，不但可复合原先掺入的五价元素，而且可使空穴成为多数载流子，从而形成P型半导体。

（7）对；PN结在无光照、无外加电压时，处于动态平衡状态，扩散电流和漂移电流相等。

第2章放大电路中某三极管三个管脚○1○2○3测得对地电位-8V ，-3V,和3V 、12V 、，试判别此管的三个电极，并说明它是NPN 管还是PNP 管，是硅管还是锗管解：放大电路中的发射结必定正偏导通，其压降对硅管为，对锗管则为。

（1）三极管工作在放大区时，U B 值必介于U C 和U E 之间，故对应的管脚○3为基极，U B =，○2脚电位与○3脚基极电位差为，所以○2脚为发射极，则○1脚为集电极，该管为PNP 锗管。

（2）由于○3脚电位为介于3V 和12V 之间，故○3脚为基极，○1脚电位低于○3脚，故○1脚为发射极，则○2脚为集电极，该管为NPN 硅管。

对图所示各三极管，试判别其三个电极，并说明它是NPN 管还是PNP 管，估算其β值。

解：（a ）因为i B <i C <i E ，故①、②、③脚分别为集电极、发射极和基极。

由电流流向可知是NPN 管：4904.096.1==≈mAmAi i B C β （b ）①、②、③脚分别为基极、集电极和发射极。

由电流流向知是PNP 管10001.01==≈mAmA i i B C β 图所示电路中，三极管均为硅管，β=100，试判断各三极管的工作状态，并求各管的图图I B 、I C 、U CE 。

解：（a ）mA k VV I B 1.0517.06≈Ω-=设三极管工作在放大状态，则 I C =βI B =100×=10mA U CE =16V －10mA ×1k Ω=6V由于U CE =6V>U CE =，三极管处于放大状态，故假设成立。

因此三极管工作在放大状态，I B =，I C =10 mA ，U CE =6V 。

（b ）mA k VI B 077.056)7.05(=Ω-=设三极管工作在放大状态，则得 I C =βI B =100×= 则U CE =-(5V －×3k Ω)=-(5V － ＞0说明假设不成立，三极管已工作在饱和区，故集电极电流为mA k V R U V I I C CES CC CS C 57.13V3.0-5=Ω=-==因此三极管的I B=，I C=，U CE=U CES≈（c）发射结零偏置，故三极管截止，I B=0，I C=0，U CE=5V。

在基本放大电路的三种组态中，输入电阻最大的放大电路是[ ] A.共射放大电路 B.共基放大电路C.共集放大电路D.不能确定在基本共射放大电路中，负载电阻RL 减小时，输出电阻RO将[ ]A.增大B.减少C.不变D.不能确定在三种基本放大电路中，输入电阻最小的放大电路是[ ]A.共射放大电路B.共基放大电路C.共集放大电路D.不能确定在电路中我们可以利用[ ]实现高内阻信号源与低阻负载之间较好的配合。

A 共射电路B 共基电路C 共集电路D 共射-共基电路在基本放大电路的三种组态中，输出电阻最小的是[ ]A.共射放大电路B.共基放大电路C.共集放大电路D.不能确定在由NPN晶体管组成的基本共射放大电路中，当输入信号为1kHz,5mV的正弦电压时，输出电压波形出现了底部削平的失真，这种失真是[ ]A.饱和失真B.截止失真C.交越失真D.频率失真以下电路中，可用作电压跟随器的是[ ] A．差分放大电路 B．共基电路C．共射电路 D．共集电路晶体三极管的关系式iE =f(uEB)|uCB代表三极管的A.共射极输入特性B.共射极输出特性C.共基极输入特性D.共基极输出特性对于图所示的复合管，穿透电流为（设ICEO1、ICEO2分别表示T1、T2管的穿透电流）A.ICEO = ICEO2ICEOB.ICEO =ICEO1+ICEO2C.ICEO =（1+2）ICEO1+ICEO2D.ICEO =ICEO1图 [ ]在由PNP晶体管组成的基本共射放大电路中，当输入信号为1kHz,5mV的正弦电压时，输出电压波形出现了顶部削平的失真，这种失真是[ ] B.饱和失真 B.截止失真 C.交越失真 D.频率失真对于基本共射放大电路， Rb 减小时，输入电阻Ri将[ ]A.增大B.减少C.不变D.不能确定在基本共射放大电路中，信号源内阻RS 减小时，输入电阻Ri将[ ]A.增大B.减少C.不变D.不能确定在三种基本放大电路中，电压增益最小的放大电路是[ ]A.共射放大电路B.共基放大电路C.共集放大电路D.不能确定在三种基本放大电路中，电流增益最小的放大电路是[ ]A.共射放大电路B.共基放大电路C.共集放大电路D.不能确定某放大电路的负载开路时的输出电压为4V，接入3K的负载电阻后输出电压降为3V，这说明放大电路的输出电阻为。

.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 ) 。

模拟电子技术习题答案第二章2.4.1电路如图题2.4.1所示。

（1）利用硅二极管恒压降模型求电路的I D 和 V o 的值；（2）在室温（300K ）的情况下，利用二极管的小信号模型求v o 的变化范围。

解（1）求二极管的电流和电压mA A VR v V I D DD D 6.8106.8101)7.0210(233=⨯=Ω⨯⨯-=-=- V V V V D O 4.17.022=⨯==（2）求v o 的变化范围图题2.4.1的小信号模型等效电路如图解2.4.l 所示，温度 T ＝300 K 。

Ω≈==02.36.826mAmV I V r D T d 当r d1=r d2=r d 时，则mV V r R r V v d d DDO 6)02.321000(02.32122±=Ω⨯+Ω⨯⨯±=+∆=∆O v 的变化范围为)(~)(O O O O v V v V ∆-∆+，即1.406V ～1.394V 。

2.4.3二极管电路如图2.4.3所示，试判断图中的二极管是导通还是截止，并求出AO 两端电压V AO 。

设二极管是理想的。

解 图a ：将D 断开，以O 点为电位参考点，D 的阳极电位为－6 V ，阴极电位为－12 V ，故 D 处于正向偏置而导通，V AO =–6 V 。

图b ：D 的阳极电位为－15V ，阴极电位为－12V ，D 对被反向偏置而截止，VAO ＝－12V 。

图c ：对D 1有阳极电位为 0V ，阴极电位为－12 V ，故D 1导通，此后使D 2的阴极电位为 0V ，而其阳极为－15 V ，故D 2反偏截止，V AO =0 V 。

图d ：对D 1有阳极电位为12 V ，阴极电位为0 V ，对D 2有阳极电位为12 V ，阴极电位为 －6V ．故D 2更易导通，此后使V A ＝－6V ；D 1反偏而截止，故V AO ＝－6V 。

2.4.4 试判断图题 2.4.4中二极管是导通还是截止，为什么？ 解 图a ：将D 断开，以“地”为电位参考点，这时有V V k k V A 115)10140(10=⨯Ω+Ω=V V k k V k k V B 5.315)525(510)218(2=⨯Ω+Ω+⨯Ω+Ω=D 被反偏而截止。

《模拟电子技术》电子教案授课教案课程：模拟电子技术任课教师：教研室主任：课号：５课题：第二章基本放大电路 2.1 简单交流放大电路教学目的：（1）熟练掌握基本放大电路的组成，工作原理及作用。

（2）重点掌握静态工作点的建立条件、作用教学内容：放大的概念，共射电压放大器及偏置电路，放大电路的技术指标和基本分析方法教学重点：基本放大电路的组成、工作原理教学难点：放大过程中交直流的叠加教学时数：2学时课前提问及复习：结型场效应管、绝缘栅型场效应管的构造原理和特性参数新课导入：放大的概念，应用场合以及放大电路。

新课介绍：第二章基本放大电路2．1 概述2.1.1 放大的概念放大对象：主要放大微弱、变化的信号（交流小信号），使V或I、P得到放大！OOO放大实质：能量的控制和转换，三极管——换能器。

基本特征：功率放大。

有源元件：能够控制能量的元件。

放大的前提是不失真，即只有在不失真的情况下放大才有意义。

2.1.2 放大电路的性能指标为了反映放大电路的各方面的性能，引出如下主要性能指标。

、放大倍数1输出量与输入量之比，根据输入量为电流、电压和输出量为电流、电压的不同，可以得到四种放大倍数。

2、输入电阻为从放大电路输入端看进去的等效电阻，输入电阻Ri Ri=Ui/Ii。

和输入电流有效值Ii之比，即定义为输入电压有效值Ui 、输出电阻3任何的放大电路的输出都可以等效成一个有内阻的电压源，从放大电路输出端看进去的等效。

内阻称为输出电阻Ro 、通频带4 通频带用于衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。

-f=f 上限截止频率 f 中频放大倍数下限截止频率LbwH页15共页1第章2第《模拟电子技术》电子教案5、非线性失真系数6、最大不失真输出电压定义：当输入电压再增大就会使输出波形产生非线性失真时的输出电压，用U表示。

om7、最大输出功率与效率最大输出功率P：在输出信号不失真的情况下，负载上能够获得的最大功率。

om效率η：直流电源能量的利用率。

模拟电⼦技术基础第⼆章练习题注意：答案仅供参考！⼀、填空题1. 半导体三极管属于电流控制器件，⽽场效应管属于电压控制器件。

2. 放⼤器有两种不同性质的失真，分别是线性失真和⾮线性失真。

3. 共射极放⼤电路中三极管集电极静态电流增⼤时，其电压增益将变⼤；若负载电阻R L 变⼩时，其电压增益将变⼩。

4. 单级共射极放⼤电路产⽣截⽌失真的原因是静态Ic 偏⼩；产⽣饱和失真的原因是 Ic 偏⼤；若两种失真同时产⽣，其原因是输⼊信号太⼤。

5.静态⼯作点Q 点⼀般选择在交流负载线的中央。

6.静态⼯作点Q 点选得过低会导致截⽌失真；Q 点选得过⾼会导致饱和失真。

7.对于下图所⽰电路，设V CC =12V ，R b =510k Ω，R c =8 k Ω，V BE =，V CE （sat ）=,当β=50，静态电流I BQ = 22µA ，I CQ = ，管压降V CEQ = ；若换上⼀个当β=80，静态电流I BQ = 22µA ，I CQ = ，管压降V CEQ = ，三级管⼯作在饱和状态。

8.对于下图所⽰电路，设V CC =12V ，三级管β=50，V BE =，若要求静态电流I CQ =2mA ，V CEQ =4V ，则电路中的R b = k Ω，R C = 4 k Ω。

9.对于下图所⽰电路，已知VCC =12V，Rb1=27 kΩ，Rc=2 kΩ,Re=1 kΩ,VBE=,现要求静态电流ICQ =3mA，则R= 12 kΩ。

10.已知图⽰的放⼤电路中的三级管β=40，VBE =，稳压管的稳定电压VZ=6V，则静态电流IBQ = ，ICQ= 11mA ，管压降VCEQ= 3V 。

11. 当环境温度升⾼时，三极管的下列参数变化的趋势是：电流放⼤系数β增⼤，穿透电流ICEO 增加，当IB不变时，发射结正向压降|UBE| 减⼩。

12.若下图所⽰放⼤电路在冬天调试时能正常⼯作，当到了夏天后，发现输出波形失真，且幅度增⼤，这时发⽣的失真是饱和失真，失真的主要原因是由于夏天室温升⾼后，三级管的 ICBO 、 V和β三个参数的变化，引起⼯作点上移；输出波形幅度增⼤，则是因为β参数随温度升⾼⽽增⼤所造成，输出波形幅度增⼤也是引起失真的⼀个原因。

第二章模拟电子技术练习题2-1 电路如题2-1图所示，二极管为理想元件，t sin 3u i ω=V ，U=3V ，当ωt = 0 瞬间，输出电压 u O 等于何值？ A ． 0 V B ． 3 VC ． —3 VD ． 0.7Vu O题2-1图2-1正确答案是A ．提示：ωt = 0 瞬间u i = 0，二极管D 的阳极为电位最低点，因而此时二极管D 承受反向电压截止，0u u i 0==。

2-2 电路如题2-2图所示，二极管D 为理想元件，U S =5 V ，则电压u 0等于多少？ A ．U s B ．U S / 2 C ．0V D ．0.7Vu O题2-2图2-2正确答案是A ．提示：二极管承受正向电压而导通，二极管D 为理想元件，所以电阻两端电压应等于电压源电压，即u O = U s 。

2-3 电路如题2-3图所示，D 1，D 2 均为理想二极管，设V 6U 2=， U 1 的值小于 6V ， 则U 0 为多大？A ．+12VB ．+6VC ．U 1D ．U 1 － U 2O题2-3图2-3正确答案是C ．提示：D 1，D 2 均承受正向电压而导通，二极管为理想元件。

所以 u O = U 1 。

2-4 在同一测试条件下，测得三个同型号二极管的参数如下表所示，其中性能最好的一个二极管是哪一个？2-4提示：其他条件相同的情况下反向电流越小的二极管性能越好。

2-5 电路如题2-5图所示，A 点与 B 点的电位差U AB 约等于多少？A ．0.3VB ．－2.3VC ．1.0VD ．1.3VΩ100k Ω18k Ω6k ΩB题2-5图2-5正确答案是A ．提示：先将二极管摘开，求出A 点和B 点的电位：Vk k VV Vk k VV B A 36)618(126100)100100(12=Ω⨯Ω+==Ω⨯Ω+=再判断二极管承受电压情况：二极管承受正向电压而导通，2AP15是锗管，导通管压降为0.3V 。

习题：一．填空题1. 半导体的导电能力与温度、光照强度、掺杂浓度和材料性质有关。

2. 利用PN结击穿时的特性可制成稳压二极管，利用发光材料可制成发光二级管，利用PN结的光敏性可制成光敏（光电）二级管。

3.在本征半导体中加入＿＿5价＿＿元素可形成N型半导体，加入＿3价＿元素可形成P型半导体。

N型半导体中的多子是_自由电子_______；P型半导体中的多子是___空穴____。

4. PN结外加正向电压时导通外加反向电压时截止这种特性称为PN结的单向导电性。

5. 通常情况下硅材料二极管的正向导通电压为0.7v ，锗材料二极管的正向导通电压为0.2v 。

6..理想二极管正向电阻为__0______，反向电阻为_______，这两种状态相当于一个___开关____。

7..晶体管的三个工作区分别为放大区、截止区和饱和区。

8.. 稳压二极管是利用PN结的反向击穿特性特性制作的。

9.. 三极管从结构上看可以分成 PNP 和 NPN 两种类型。

10. 晶体三极管工作时有自由电子和空穴两种载流子参与导电，因此三极管又称为双极型晶体管。

11.设晶体管的压降U CE不变，基极电流为20μA时，集电极电流等于2mA，则β=__100__。

12. 场效应管可分为绝缘栅效应管和结型两大类，目前广泛应用的绝缘栅效应管是MOS管，按其工作方式分可分为耗尽型和增强型两大类，每一类中又分为N沟道和P沟道两种。

13. 查阅电子器件手册，了解下列常用三极管的极限参数，并记录填写题表2-1在下表中题表2-1二．选择题1.杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于A。

A、杂质浓度B、温度C、输入D、电压2.理想二极管加正向电压时可视为 B ，加反向电压时可视为＿＿A＿＿。

A.开路B.短路C.不能确定3.稳压管的稳压区是二极管工作在＿＿D＿＿状态。

A.正向导通B.反向截止C.反向导通D.反向击穿4.当温度升高时，二极管的反向饱和电流将＿＿A＿＿。

【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。