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第一章 半导体器件1-1 当T=300K 时，锗和硅二极管的反向饱和电流I S 分别为1A μ和pA 。
如将此两个二极管串联起来，有1μA 的正向电流流过，试问它们的结电压各为多少？ 解：二极管正偏时，TD U U S eI I ≈ ， ST D I I lnU U ≈ 对于硅管：mV 6.179A1mA1ln mV 26U D =μ≈ 对于锗管：mV 8.556pA5.0mA1ln mV 26U D =≈1-2 室温27C 时，某硅二极管的反向饱和电流I S =。
（1）当二极管正偏压为时，二极管的正向电流为多少？（2）当温度升至67C 或降至10C -时，分别计算二极管的反向饱和电流。
此时，如保持（1）中的正向电流不变，则二极管的正偏压应为多少？ 解：（1）mA 2.7e 101.0eI I mA26mA 65012U U S TD =⨯⨯=≈-（2）当温度每上升10℃时，S I 增加1倍，则pA107.72101.02)27(I )10(I pA6.12101.02)27(I )67(I 37.312102710SS 412102767S S -------⨯=⨯⨯=⨯=-=⨯⨯=⨯=T=300k(即27℃)，30026q K mA 26300qKq KT )27(U T ==⨯==即则67℃时，mA7.716pA 107.7mA2.7ln 8.22U ,C 10mA7.655pA6.1mA 2.7ln 5.29U ,C 67mV8.2226330026)10(U mV 5.2934030026)67(U 3D D T T =⨯=-===⨯=-=⨯=-时时1-3 二极管电路如图P1-3（a ）所示，二极管伏安特性如图P1-3（b ）所示。
已知电源电压为6V ，二极管压降为伏。
试求： （1）流过二极管的直流电流；（2）二极管的直流电阻D R 和交流电阻D r 。
解：（1）mA 53100V7.06I D =Ω-=（2）Ω===Ω==49.0mA 53mA 26I mA 26r 2.13mA53V7.0R D D D1-4 当T=300K 时，硅二极管的正向电压为，正向电流为1mA ，试计算正向电压加至时正向电流为多少？ 解：mA26mA 800SmA26mA 700SU U S e II e I 1mA eI I TD ⨯=⨯=≈则 mA 35.1e I TU 100=≈1-5 双极型晶体管可以等效为二只背靠背的二极管，如图P1-5所示。
模拟电子技术基础第一章1.1 电路如题图1.1所示，已知()5sin i u t V ω=，二极管导通电压降D 0.7V U =。
试画出i u 和o u 的波形，并标出幅值。
解：通过分析可知：(1) 当37V i u .>时，37o u .V = (2) 当37V 37V i .u .-≤≤时，o i u u = (3) 当37V i u .<-时，37o u .V =- 总结分析，画出部分波形图如下所示：1.2 二极管电路如题图1.2所示。
（1）判断图中的二极管是导通还是截止？（2）分别用理想模型和横压降模型计算AO 两端的电压AO U 。
解：对于（a ）来说，二极管是导通的。
采用理想模型来说，6V AO U =-采用恒压降模型来说，67V AO U .=-对于（c ）来说，二极管1D 是导通的，二极管2D 是截止的。
采用理想模型来说，0AO U = 采用恒压降模型来说，07V AO U .=-1.3 判断题图1.3电路中的二极管D 是导通还是截止？用二极管的理想模型计算流过二极管的电流D ?I = 解：（b ）先将二极管断开，由KVL 定律，二极管左右两端电压可求出：25101515V 182255U .-⨯+⨯++左＝＝ 10151V 14010U ⨯+右＝＝故此二极管截止，流过的电流值为0D I ＝（c ）先将二极管断开，由KVL 定律，二极管左右两端电压可求出：151525V 255U .⨯+左＝＝，2252005V 182U ..-⨯+左＝＝ 10151V 14010U ⨯+右＝＝由于05V U U .-=右左，故二极管导通。
运用戴维宁定理，电路可简化为05327μA 153D .I ..==1.6 测得放大电路中六只晶体管的电位如题图1.6所示，在图中标出三个电极，并说明它们是硅管还是锗管。
解： T1: 硅管，PNP ，11.3V 对应b, 12V 对应e, 0V 对应cT2: 硅管，NPN ，3.7V 对应b, 3V 对应e, 12V 对应c T3: 硅管，NPN ，12.7V 对应b, 12V 对应e,15V 对应c T4: 锗管，PNP ，12V 对应b, 12.2V 对应e, 0V 对应c T5: 锗管，PNP ，14.8V 对应b, 15V 对应e, 12V 对应c T6: 锗管，NPN ，12V 对应b, 11.8V 对应e, 15V 对应c 模拟电子技术基础 第二章2.2 当负载电阻L 1k R =Ω时，电压放大电路输出电压比负载开路（L R =∞）时输出电压减少20%，求该放大电路的输出电阻o r 。
习题1.1选择合适答案填入空内。
（1）在本征半导体中加入元素可形成N型半导体，加入元素可形成P型半导体。
A. 五价B. 四价C. 三价（2）当温度升高时，二极管的反向饱和电流将。
A. 增大B. 不变C. 减小（3）工作在放大区的某三极管，如果当I B从12μA增大到22μA时，I C从1mA变为2mA，那么它的β约为。
A. 83B. 91C. 100（4）当场效应管的漏极直流电流I D从2mA变为4mA时，它的低频跨导g m将。
A.增大B.不变C.减小解：（1）A ，C （2）A （3）C （4）A1.2 能否将1.5V的干电池以正向接法接到二极管两端？为什么？解：不能。
因为二极管的正向电流与其端电压成指数关系，当端电压为1.5V时，管子会因电流过大而烧坏。
1.3 电路如图P1.3所示，已知u i＝10sinωt(v)，试画出u i与u O的波形。
设二极管正向导通电压可忽略不计。
图P1.3解图P1.3解：u i和u o的波形如解图P1.3所示。
1.4 电路如图P1.4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P1.4解图P1.4解：波形如解图P1.4所示。
1.5 电路如图P1.5（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P1.5解：u O的波形如解图P1.5所示。
解图P1.51.6 电路如图P1.6所示，二极管导通电压U D＝0.7V，常温下U T≈26mV，电容C对交流信号可视为短路；u i为正弦波，有效值为10mV。
试问二极管中流过的交流电流有效值解：二极管的直流电流I D＝（V－U D）/R＝2.6mA其动态电阻r D≈U T/I D＝10Ω故动态电流有效值I d＝U i/r D≈1mA 图P1.61.7现有两只稳压管，它们的稳定电压分别为6V和8V，正向导通电压为0.7V。
第1章 电 阻 电 路1.1 正弦交流电 交流电 1.2 电流 电压 功率 1.3 电压 电流 功率 1.4 幅值 相位 频率 1.5 幅值 相位 频率 1.622221.7 相电压 线电压 220V 380V 1.8 星型 三角形 1.9 31.10 超前 滞后 同相 1.1131.12——1.25 F F T T F F T F F T T F T T1.26 答：（1） 固定电阻器可分为碳膜电阻器、金属氧化膜电阻器、金属膜电阻器、线绕电阻器和贴片式电阻器等。
① 碳膜电阻器：碳膜电阻器以碳膜作为电阻材料，在小圆柱形的陶瓷绝缘基体上，利用浸渍或真空蒸发形成结晶的电阻膜（碳膜）。
电阻值的调整和确定通过在碳膜上刻螺纹槽来实现；② 金属氧化膜电阻器：金属氧化膜电阻器的电感很小，与同样体积的碳膜电阻器相比，其额定负荷大大提高。
但阻值范围小，通常在200Kω以下；③ 金属膜电阻器：金属膜电阻器的工作稳定性高，噪声低，但成本较高，通常在精度要求较高的场合使用；④ 线绕电阻器：线绕电阻器与额定功率相同的薄膜电阻相比，具有体积小的优点 ⑤ 贴片式电阻器：贴片式电阻器的端面利用自动焊接技术，直接焊到线路板上。
这种不需引脚的焊接方法有许多优点，如重量轻、电路板尺寸小、易于实现自动装配等。
（2） 电位器根据电阻体的材料分有：合成碳膜电位器、金属陶瓷电位器、线绕电位器、实心电位器等① 合成碳膜电位器：分辨率高、阻值范围大，滑动噪声大、耐热耐湿性不好； ② 金属陶瓷电位器：具有阻值范围大，体积小和可调精度高（±0.01%）等特点； ③ 线绕式电位器：线绕式电位器属于功率型电阻器，具有噪声低、温度特性好、额定负荷大等特点，主要用于各种低频电路的电压或电流调整；④ 微调电位器：微调电位器一般用于阻值不需频繁调节的场合，通常由专业人员完成调试，用户不可随便调节。
⑤ 贴片式电位器：贴片式电位器的负荷能力较小，一般用于通信、家电等电子产品中。
《模拟电子技术基础》第4版习题解答第1章半导体二极管及其基本应用电路一、填空题1．1 在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于，而少数载流子的浓度则与有很大关系。
1．2 在N型半导体中，多子是，少子是；在P型半导体中，多子是，少子是。
1．3二极管具有性；当时，二极管呈状态；当时，二极管呈状态。
1．4 2APl2型二极管是由半导体材料制成的；2CZ52A型二极管是由半导体材料制成的。
1．5在桥式整流电路中接入电容C(与负载并联)滤波后，输出电压较未加C时，二极管的导通角，输出电压随输出电流的增大而。
二、选择正确答案填空(只需选填英文字母)1．6二极管正向电压从0．7 V增大15％时，流过的电流增大(a．15％；b．大于15％；c．小于15％)。
1．7当温度升高后，二极管的正向压降将，反向电流将(a．增大；b．减小；c．不变)。
1．8利用二极管的组成整流电路(a1．正向特性；b1．单向导电性；c1．反向击穿特性)。
稳压二极管工作在状态下，能够稳定电压(a2．正向导通；b2．反向截止；c2．反向击穿)。
三、判断下列说法是否正确(用√或×号表示)1．9在N型半导体中，掺入高浓度的三价杂质，可以改型为P型半导体。
( )1．10 PN结的伏安特性方程可以描述PN结的正向特性和反向特性，也可以描述其反向击穿特性。
( )1．11 在桥式整流电路中，如用交流电压表测出变压器二次侧的交流电压为40 V，则在纯电阻负载两端用直流电压表测出的电压值约为36 V。
( ) 1．12光电二极管是受光器件，能将光信号转换为电信号。
( ) 解答：1.1 杂质浓度温度1.2 电子空穴空穴电子1.3 单向导电性 正向偏置 导通 反向偏置 截止1.4 N 型锗材料 N 型硅材料1.5 增大 减小 减小1.6 （b ）1.7 （b ） （a ）1.8 （b 1） （c 2）1.9 （√）1.10 （×）1.11 （√）1.12 （√）1．13某硅二极管在室温下的反向饱和电流为910-A ，求外加正向电压为0．2 V 、0．4 V 时二极管的直流电阻R D 。
1.3电路如图所示，已知i 5sin (V)u t ω=，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。
解：当i 3.7u ≥V 时，D 1导通，将u o 钳位在3.7V ；当i 3.7u <V 时，D 2导通，将u o 钳位在-3.7V ； 当i 3.7 3.7V u -<<V 时，D 1、D 2均截止，u o = u i 。
1.4电路如图所示，二极管导通电压U D =0.7V ，常温下U T ≈26mV ，电容C 对交流信号可视为短路；u i 为正弦波，有效值为10mV 。
试问二极管中流过的交流电流有效值为多少？ 解：二极管中的直流电流为D D ()/ 2.6I V U R mV =-=其动态电阻r D ≈U T /I D =10Ω。
故动态电流有效值为I D =U i /r D ≈1mA 。
1.6已知稳压管的稳定电压U Z =6V ，最小稳定电流I Zmin =5mA ，最大稳定电流I Zmax =25mA 。
(1)分别计算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？解：（1）稳压管正常工作时所允许的输入电压的范围为Imin Z L Zmin Z(/)(6/0.55)1623V U U R I R U =++=+⨯+=Imax Z L Zmax Z(/)(6/0.525)1643V U U R I R U =++=+⨯+=故23V<U i <43V 。
因此，U I 为10V 和15V 时稳压管未工作在稳压状态下。
所以I LO 10V I L | 3.33VU R U U R R ===+I LO 15V I L|5VU R U U R R ===+U I 为35V 时稳压管工作在稳压状态下，所以I O 35V Z |6V U U U ===（2）当负载开路时，稳压管的电流等于限流电阻中的电流，即Z D I Z Zmax ()/29I U U R mA I =-=>稳压管将因功耗过大而损坏。
第1章直流电路习题解答1.1 求图1.1中各元件的功率，并指出每个元件起电源作用还是负载作用。
图1.1 习题1.1电路图解 W 5.45.131=⨯=P （吸收）；W 5.15.032=⨯=P （吸收） W 15353-=⨯-=P （产生）；W 5154=⨯=P （吸收）；W 4225=⨯=P （吸收）;元件1、2、4和5起负载作用，元件3起电源作用。
1.2 求图1.2中的电流I 、电压U 及电压源和电流源的功率。
图1.2 习题1.2电路图解 A 2=I ；V 13335=+-=I I U电流源功率：W 2621-=⋅-=U P （产生），即电流源产生功率6W 2。
电压源功率：W 632-=⋅-=I P （产生），即电压源产生功率W 6。
1.3 求图1.3电路中的电流1I 、2I 及3I 。
图1.3 习题1.3电路图解 A 1231=-=I ;A 1322-=-=I由1R 、2R 和3R 构成的闭合面求得：A 1223=+=I I 1.4 试求图1.4所示电路的ab U 。
图1.4 习题1.4电路图解 V 8.13966518ab -=⨯+++⨯-=U 1.5 求图1.5中的I 及S U 。
图1.5 习题1.5电路图解 A 7152)32(232=⨯+-⨯+-=IV 221021425)32(22S =+-=⨯+-⨯+=I U1.6 试求图1.6中的I 、X I 、U 及X U 。
图1.6 习题1.6电路图解 A 213=-=I ；A 31X -=--=I I ; V 155X -=⋅=I UV 253245X X -=⨯--⋅=I U1.7 电路如图1.7所示：（1）求图(a)中的ab 端等效电阻；（2）求图(b)中电阻R 。
图1.7 习题1.7电路图解 (1) Ω=+=+++⨯+⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯+=1046418666661866666ab R (2) Ω=--=712432383R1.8 电路如图1.8所示：（1）求图(a)中的电压S U 和U ；（2）求图(b)中V 2=U 时的电压S U 。
第1章直流电路习题解答1.1 求图1.1中各元件的功率，并指出每个元件起电源作用还是负载作用。
图1.1 习题1.1电路图解 W 5.45.131=⨯=P （吸收）；W 5.15.032=⨯=P （吸收） W 15353-=⨯-=P （产生）；W 5154=⨯=P （吸收）；W 4225=⨯=P （吸收）;元件1、2、4和5起负载作用，元件3起电源作用。
1.2 求图1.2中的电流I 、电压U 及电压源和电流源的功率。
图1.2 习题1.2电路图解 A 2=I ；V 13335=+-=I I U电流源功率：W 2621-=⋅-=U P （产生），即电流源产生功率6W 2。
电压源功率：W 632-=⋅-=I P （产生），即电压源产生功率W 6。
1.3 求图1.3电路中的电流1I 、2I 及3I 。
图1.3 习题1.3电路图解 A 1231=-=I ;A 1322-=-=I由1R 、2R 和3R 构成的闭合面求得：A 1223=+=I I 1.4 试求图1.4所示电路的ab U 。
图1.4 习题1.4电路图解 V 8.13966518ab -=⨯+++⨯-=U 1.5 求图1.5中的I 及S U 。
图1.5 习题1.5电路图解 A 7152)32(232=⨯+-⨯+-=IV 221021425)32(22S =+-=⨯+-⨯+=I U1.6 试求图1.6中的I 、X I 、U 及X U 。
图1.6 习题1.6电路图解 A 213=-=I ；A 31X -=--=I I ; V 155X -=⋅=I UV 253245X X -=⨯--⋅=I U1.7 电路如图1.7所示：（1）求图(a)中的ab 端等效电阻；（2）求图(b)中电阻R 。
图1.7 习题1.7电路图解 (1) Ω=+=+++⨯+⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯+=1046418666661866666ab R (2) Ω=--=712432383R1.8 电路如图1.8所示：（1）求图(a)中的电压S U 和U ；（2）求图(b)中V 2=U 时的电压S U 。
图1.8 习题1.8电路图解 （a ）V 8.10546)54(63S =+++⨯⨯=U ; V 8.48.10544=⨯+=U（b ）S S 111244U U U +-+=即 22132S S =-U U ;求得 V 12S =U1.9滑线电阻分压器电路如图1.9(a )所示，已知Ω=500R ，额定电流为A 8.1，外加电压V 500，Ω=1001R ，求（1）输出电压o U ；（2）如果误将内阻为Ω.50，最大量程为A 2的电流表连接在输出端口，如图(b )所示，将发生什么结果？图1.9 习题1.9电路图解 （1）V 40050050010050010=⨯-=⨯-=U R R R U (2）设电流表内阻为A R ，流过电流表的电流为A I （方向各下），则总电流()A 975.45.04005.0400100500A 1A 11=+⨯+=+-⨯-+=R R R R R R R U IA 969.4975.45.0400400A 11A =⨯+=⨯+--=I R R R R R I由于A 8.1>I 的滑线电阻额定电流，A 2A >I 的电流表量程，故设备被损坏。
1.10 计算图1.10中各支路电流。
图1.10 习题1.10电路图解 A 95.16916131311=⨯++=IA 5.45.16916131612=⨯++=I ；A 35.16916131913=⨯++=I 1.11 为扩大电流表量程，要在电流表外侧接一个与电流表并联的电阻m R ，此电阻称为分流器，其电路如图1.11所示，已知电流表内阻Ω=5g R ，若用mA 100电流表测量A 1电流时，需接多少欧姆的分流器？该电阻的功率应选择多大？图1.11 习题1.11电路图解 由于m m g g R I R I =，g m g m g 1I R R I I I ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=;则Ω=-=-=556.011051g g m I I R R W 45.0556.0)1.01(2m 2m =⨯-=⋅=R I P ，故分流器电阻的额定功率应选为0.5W 。
1.12 将图1.12所示电路化为最简形式。
图1.12 习题1.12电路图解 图（a ）等效过程如图(c)→ (d) → (e)所示图 (b) 等效过程如图(f)→ (g) → (h)所示1.13 用电源等效变换求图1.13中的电流I 。
图1.13 习题1.13电路图解 等效变换如图(a) → (b) → (c)→ (d)所示由分流公式求得 A 6.329144=⨯+=I 1.14求图1.14所示电路的a 点电位和b 点电位。
图1.14 习题1.14电路图解 V 4126b =⨯-=V ;V 13b a =+-=V V1.15 利用支路电流法求图1.15中各支路电流。
图1.15 习题1.15电路图解 根据KCL 、KVL 列方程有⎪⎩⎪⎨⎧=+++=-=10242123213221I I I I I I I 整理得 10)1(24)2(2222=-⨯++-⨯I I I 解得 1A 2A A 0321===I I I ； ； 1.16 利用支路电流法求图1.16所示电路的电流1I 、2I 及3I 。
图1.16 习题1.16电路图解 根据KCL 、KVL 列方程有⎪⎩⎪⎨⎧=+++-=+=++0104862.06.02.03213221I I I I I I I 整理得 0)2.0(1048)4.0(6222=+⨯+++-⨯-I I I 解得 A 05.00.15A A 55.0321=-==I I I ； ； 1.17 用节点分析法求图1.17中的电压U 。
图1.17 习题1.17电路图解节点1方程为：01055.0552111=---+-V V V V 节点2方程为：01105.010221=+---VV V 整理得 ⎩⎨⎧-=-=-521552121V V V V , 解得 ⎪⎩⎪⎨⎧==V 940V 93521V V 则V 9521-=-=V V U1.18 求图1.18所示电路的节点电压a V 。
图1.18 习题1.18电路图解 列节点方程有0396631812a a a a =-+----V V V V ,解得 V 43a =V 1.19 用叠加原理求图1.19所示电路的电压U 。
图1.19 习题1.19电路图解：12V 电压源单独作用：V 4121261212633-=⨯+-⨯+='U 1A 的电流源单独作用：V 612612663631-=⎪⎭⎫⎝⎛+⨯++⨯⨯-=''U由叠加原理得V 10-=''+'=U U U1.20 用戴维南定理求图1.20所示电路的电流I 。
图1.20 习题1.20电路图解：将Ω6电阻支路开路求OC U V 4148OC =⨯-=U将所有独立源置为零，求戴维南等效电阻 Ω=40R ,A 4.0464=+=I 1.21 用戴维南定理求图1.21所示电路的电压U 。
图1.21 习题1.21电路图 图1.21(a)解：利用电源等效变换将图1.21等效成图1.21（a ）所示电路，再将Ω6电阻支路开路求OC UV 56331264OC =+⨯++-=UΩ=++⨯+=5.13213)21(0R V 4565.16=⨯+=U1.22 用诺顿定理求图1.22所示电路的电流I 。
图1.22 习题1.22电路图解：将Ω4电阻支路短路，求SC I A 5.25.02226SC =+-=I 将所有独立源置为零，求戴维南等效电阻 Ω=++=5.01212110R ；A 185A 90255.245.05.0==⨯+=I1.23 试求图1.23所示电路的电流I 及受控源功率。
图1.23 习题1.23电路图解 （a ）0642=++I I ；A 1-=I 受控电压源功率W 44=⋅=I I P （吸收），即受控电压源吸收功率W 4。
（b ）A 236==I受控电流源功率W 40)223(2-=+⨯-⋅=I I P （产生），即受控电流源产生功率W 40。
1.24 用电源等效变换求图1.24中的电流I 及电压源功率。
图1.24 习题1.24电路图 图1.24(a)解 等效变换如图1.24a 所示9)32(4=++I IA 1=IW 99-=⋅=I P －（产生），所以电压源产生功率W 9。
1.25 利用支路电流法求.图1.25中的电流 1I 及 2I 。
图1.25 习题1.25电路图解 根据KCL 、KVL 列方程有⎩⎨⎧=++=662221221I I I I I整理得 66622=+I I解得 A 5.0A 5.121==I I ，1.26 利用节点分析法求图1. 26所示电路的各节点电压。
图1.26 习题1.26电路图解 节点1： 023214=--+-U U U 节点2： V 32=V节点3： 04232133=--+-V V U 解得 ⎩⎨⎧-==V2V 63V U 1.27 用叠加原理求图1.27所示电路的电流I 和电压U 。
图1.27 习题1.27电路图解：2A 电流源单独作用：⎩⎨⎧'+⨯='='⋅+'+')2(2023I U I U U 解得 V 8.0='U ；A 6.1-='I6V 电压源单独作用：⎩⎨⎧''⋅=''=''⋅++''+''I U I U U 20263 解得 V 2.1-=''UA 6.0-=''I由叠加原理得V 4.0-=''+'=U U UA 2.2-=''+'=I I I1.28 在图1.30所示电路中，试用戴维南定理分别求出Ω=5L R 和Ω=15L R 时的电流L I 。
图1.28 习题1.28电路图解：将L R 支路断开，求OC U 和0RV 45)21(15510OC =+⨯=+=I I U利用外施电源法求戴维南等效电阻I I I U 15510=+=；Ω==150I UR当 Ω=5L R 时A 25.251545L =+=I当 Ω=15L R 时A 5.1151545L =+=I1.29 试用外施电源法求图1.29所示电路输入端口的等效电阻i R ，50β=。
r be b cR L6K Ωe R e2K Ω+-R b R c4K ΩR i bI βbI i U oU20k Ω1K Ω图1.29 习题1.29电路图解：在输入端口外加电压源U ，流出电压源的电流为I ，如下图所示，则i UR I =由图可知：b b be b b e b,()UI I U I r I I R R β=+=++可以推出i be e //[(1)]20//[1(150)2]16.75(K )b U RR r R I β==++=++⨯=Ω+-U oU。
