《核电子学》习题解答教学内容
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1-1核电子学基础1 PPT课件
f(t) ann(t)
n
五、信号与系统---信号
正交函数
若在区间(t1，t2)用f2(t)来近似表示f1(t)，即
f1(t)C12f2(t)
1-1
C12为相关系数，为了减小用f2(t)来近似表示f1(t)的 误差，可求得
C12
t2 t1
f1(t ) f2 (t )dt
t2 f 2 (t )dt
二、核电子学特点及发展
核电子学研究信号的特点
随机性 信号弱，但跨度大（ μV~几十伏） 速度快
脉冲上升沿快 10-10~10-12s 平均计数率高 时间间隔短 级联辐射 10-9~10-12s
二、核电子学特点及发展
CZT detector
GEM detector 高密度读出探测器
二、核电子学特点及发展
反褶
(τ →-τ)
平移
(-τ →t-τ)
相乘 积分
f1(τ)× f2(t-τ)
f1()f2(t)d
总结
核电子学的特点及发展
核电子学研究信号的特点
信号
信号的定义、正交函数、单位阶跃函数、单位冲 激函数、卷积
正交函数集
设g1(t)，g2(t)，…，gn(t)，n个函数构成一个函数 集，这些函数在区间(t1，t2)内满足下列条件
t2 t1
gi
(t)gj
(t)dt
0
t2 t1
gi2 (t )dt
Ki
i j
则称此函数集为正交函数集。当Ki=1时，则称为归 一化正交函数集。
五、信号与系统---信号
四、核电子学应用
辐射成像， 无损检测
集装箱检查 系统
有上千路探 测器加前放 加主放的数 据采集系统
n
五、信号与系统---信号
正交函数
若在区间(t1，t2)用f2(t)来近似表示f1(t)，即
f1(t)C12f2(t)
1-1
C12为相关系数，为了减小用f2(t)来近似表示f1(t)的 误差，可求得
C12
t2 t1
f1(t ) f2 (t )dt
t2 f 2 (t )dt
二、核电子学特点及发展
核电子学研究信号的特点
随机性 信号弱，但跨度大（ μV~几十伏） 速度快
脉冲上升沿快 10-10~10-12s 平均计数率高 时间间隔短 级联辐射 10-9~10-12s
二、核电子学特点及发展
CZT detector
GEM detector 高密度读出探测器
二、核电子学特点及发展
反褶
(τ →-τ)
平移
(-τ →t-τ)
相乘 积分
f1(τ)× f2(t-τ)
f1()f2(t)d
总结
核电子学的特点及发展
核电子学研究信号的特点
信号
信号的定义、正交函数、单位阶跃函数、单位冲 激函数、卷积
正交函数集
设g1(t)，g2(t)，…，gn(t)，n个函数构成一个函数 集，这些函数在区间(t1，t2)内满足下列条件
t2 t1
gi
(t)gj
(t)dt
0
t2 t1
gi2 (t )dt
Ki
i j
则称此函数集为正交函数集。当Ki=1时，则称为归 一化正交函数集。
五、信号与系统---信号
四、核电子学应用
辐射成像， 无损检测
集装箱检查 系统
有上千路探 测器加前放 加主放的数 据采集系统
核电子学习题+答案+课后答案
对A点：
,
噪声均方值：
对B点：
，
噪声均方值：
第二章
2.1电荷灵敏前置放大器比电压灵敏前置放大器有什么优点？为什么把反馈电容称为积分电容，作用是什么？
优点：VOM稳定性高，能用高能量分辨能谱系统
Cf起积分作用，当A很大时，
2.2试对下图典型的电荷灵敏前置放大器电路在输入冲击电流I(t)=Q·δ(t)时，
1
【判断题】
电荷灵敏和电流灵敏析系统。
错
2
【判断题】
要提高放大电路输出稳定性，减小相对变化量，一般要求放大器开环增益A0必须很高。
对
3
【判断题】
信号由基极输入，发射极输出，构成共集电极放大电路，又叫射极跟随器。
对
4
【判断题】
放大电路中的自举电容，从本质上来说起到一种特殊形式的正反馈。
7.定时误差通常按误差产生的原因分为两类：___时移___和___时晃_。
8.放大器输出信息中，总是由：_信号__,__噪声__,__干扰__组成。
二、选择题：（每题2分，共20分）
1.下列探测器中，能量分辨率最佳的是（B）
A.闪烁体探测器B.半导体探测器C.电离室D.气体探测器
2.CR微分电路（高通滤波器）的频率响应为（A）
优点：有源滤波器更接近于理想的微分和积分特性，把放大和滤波成形连在一起，既节省元件，又比无源滤波器级数少，效果好。
4.改善放大器线性的方法，可以简单归结为：（1）合理选择工作点__。
（2）__采用负反馈_。
5.谱仪放大器基本上由____放大电路__和滤波成形电路组合而成，对滤波成形电路来讲，有_弹道亏损_____和__堆积畸变_两种信息畸变。
6.脉冲幅度甄别器是将__模拟脉冲__转换成__数字逻辑脉冲_输出的一种装置。
,
噪声均方值：
对B点：
，
噪声均方值：
第二章
2.1电荷灵敏前置放大器比电压灵敏前置放大器有什么优点？为什么把反馈电容称为积分电容，作用是什么？
优点：VOM稳定性高，能用高能量分辨能谱系统
Cf起积分作用，当A很大时，
2.2试对下图典型的电荷灵敏前置放大器电路在输入冲击电流I(t)=Q·δ(t)时，
1
【判断题】
电荷灵敏和电流灵敏析系统。
错
2
【判断题】
要提高放大电路输出稳定性，减小相对变化量，一般要求放大器开环增益A0必须很高。
对
3
【判断题】
信号由基极输入，发射极输出，构成共集电极放大电路，又叫射极跟随器。
对
4
【判断题】
放大电路中的自举电容，从本质上来说起到一种特殊形式的正反馈。
7.定时误差通常按误差产生的原因分为两类：___时移___和___时晃_。
8.放大器输出信息中，总是由：_信号__,__噪声__,__干扰__组成。
二、选择题：（每题2分，共20分）
1.下列探测器中，能量分辨率最佳的是（B）
A.闪烁体探测器B.半导体探测器C.电离室D.气体探测器
2.CR微分电路（高通滤波器）的频率响应为（A）
优点：有源滤波器更接近于理想的微分和积分特性，把放大和滤波成形连在一起，既节省元件，又比无源滤波器级数少，效果好。
4.改善放大器线性的方法，可以简单归结为：（1）合理选择工作点__。
（2）__采用负反馈_。
5.谱仪放大器基本上由____放大电路__和滤波成形电路组合而成，对滤波成形电路来讲，有_弹道亏损_____和__堆积畸变_两种信息畸变。
6.脉冲幅度甄别器是将__模拟脉冲__转换成__数字逻辑脉冲_输出的一种装置。
核电子技术原理 答案
核电子技术原理引言核电子技术是一门涉及核能、电子学和工程学的交叉学科。
它研究核能在电子学和工程应用中的原理、方法和技术。
核电子技术的应用范围非常广泛，涵盖了医学、能源、环境保护等领域。
本文将介绍核电子技术的一些基本原理和应用。
核能原理核电子技术的基础是核能的利用。
核能是指原子核中的能量，它可以通过核反应转化为其他形式的能量，如热能和电能。
核能的利用主要依靠核裂变和核聚变反应。
核裂变核裂变是指重核（如铀、钚等）被中子撞击后发生裂变，释放出大量能量和多个中子的过程。
核裂变可以产生巨大的能量，这是由于核裂变反应释放的能量远远超过化学反应。
核裂变反应是核电站中常用的反应类型之一。
核聚变核聚变是指两个轻核（如氘和氚）融合成一个更重的核的过程。
核聚变反应同样可以释放出巨大的能量，而且核聚变反应的产物不会产生放射性物质。
然而，核聚变反应目前还面临很多技术难题，还没有实现可控的核聚变反应。
核电子技术的应用核电子技术有着广泛的应用领域，下面我们将介绍一些常见的应用。
核医学核医学是指利用放射性同位素的物理性质以及放射性同位素与生物体相互作用的特点来进行医学诊断、治疗和研究的一门学科。
核医学常用的技术包括核素扫描、正电子发射断层扫描（PET）和单光子发射计算机断层扫描（SPECT）等。
通过这些技术，医生可以观察到患者的内脏器官的功能状态，从而帮助进行诊断和治疗。
核能源核能是一种清洁的能源，它没有产生大量的二氧化碳等温室气体，对环境污染较少。
核电站是利用核能发电的重要设施，它通过核裂变反应产生的热能转化为电能。
核电能源可以长时间稳定供应电力，是一种可靠的能源来源。
然而，核能也存在安全隐患，核电站的运营需要严格的安全措施和管理。
核测井核测井是利用放射性同位素的射线在地下介质中传播的特性来进行地质勘探和资源开发的技术。
通过测量射线的衰减和散射情况，可以获取到地下介质的成分和结构信息。
核测井常用于石油和矿产资源的勘探，可以提供有关地下储层的数据，帮助制定开发方案和评估储量。
核电子学课件(部分)
二、电荷灵敏前置放大器
2.1电荷灵敏前置放大器的主要特性
计数率效应
由于探测器输出脉冲在时间上是随机分布的，实际输 出电压Vo是围绕其平均值上下起伏的。 当平均计数率n较高时，输出电压的上下涨落分布可近 似表示为高斯分布。则前置放大器的动态范围应不小 于：
二、电荷灵敏前置放大器
2.1电荷灵敏前置放大器的主要特性
t ro
2 .2 R o 2 C o 2 1 Ao F
二、电荷灵敏前置放大器
定量估算
上升时间
当反馈深度AoF很大的时候，可得
t ro
2 .2 C o 2 ( C i C f ) gm C
f
当Ci和gm变化时，对能量分辨率是否有影响？
总结
一、前置放大器的作用与分类
(提高信噪比、减少外界干扰的影响；电压灵敏前 置放大器、电荷灵敏前置放大器、电流灵敏前置 放大器)
2.1电荷灵敏前置放大器的主要特性
变换增益
由于运算放大器的增益一般很大，所以输入信号可简 化为： 则输出信号为： 对于电荷灵敏前置放大器，运算放大器的开环增益Ao 足够大时，电荷变换增益ACQ仅与反馈元件Cf有关，因 此只要采用高稳定精密的反馈电容，就可得到稳定的 电荷变换增益。
二、电荷灵敏前置放大器
二、电荷灵敏前置放大器
2.1电荷灵敏前置放大器的主要特性
输出稳定性
电荷灵敏前置放大器的输出信号幅度为：
放大器开环增益Ao和输入电容的变化对输出稳定性的 影响为：
二、电荷灵敏前置放大器
2.1电荷灵敏前置放大器的主要特性
输出稳定性
引入反馈深度AoF，则
要提高输出稳定性，减小相对变化量，要求AoF足够大。 一般Cf取得较小，所以反馈系数F值也较小，此时放大 器开环增益Ao必须很高。
核电子学与核辐射仪器(部分答案)第三章
幅度过载：放大器工作有一个线性范围，当超过这个线性范围很大时，放大器在一段时间内就不能正常工作，这种现象称为幅度过载。
计数率过载：由于计数率过高所引起的脉冲幅度分布的畸变。
区别：幅度过载使得放大器不能正常工作，在幅度过载期间，正常信号无法正常放大，从而产生误差；而计数率过载会造成信号的堆积，使谱线产生严重畸变。
3.12
高能量分辨率和高计数率谱仪放大器通过加入堆积拒绝电路来消除峰堆积现象。
加入堆积拒绝电路在计数率很高的时候不能提高谱仪放大器的计数率。
这是因为堆积拒绝电路是由逻辑展宽电路来执行堆积判别的，对输入的计数率有一定的要求，当计数率过高的时候，输出计数率反而减小。
3.10
基线偏移的主要原因是堆积的存在，此外，即使是无
尾堆积的脉冲通过尾堆积的脉冲通过CR CR CR网络时，由于电容上电荷在放电
网络时，由于电容上电荷在放电时间内，未能把电荷放完，那么下一个脉冲到达的时候，电容器上的剩余电荷将引起这个新出现脉冲的基线偏移。
CDD 基线恢复电路的工作原理见P103，输出波形见P104。
《核外电子排布的初步知识》化学教案设计
一、教学目标1. 让学生了解原子的基本结构，知道原子核外电子的存在。
2. 使学生掌握核外电子的排布规律，能运用所学知识解释一些简单的化学现象。
3. 培养学生运用科学的方法观察、思考问题的能力。
二、教学内容1. 原子的基本结构2. 核外电子的排布规律3. 核外电子排布的意义三、教学重点与难点1. 教学重点：核外电子的排布规律，核外电子排布的意义。
2. 教学难点：核外电子排布规律的推导和应用。
四、教学方法采用问题驱动法、案例分析法和小组合作法，引导学生主动探究核外电子的排布规律，培养学生的实践能力和团队合作精神。
五、教学过程1. 导入：通过展示原子结构模型，引导学生思考原子内部结构及核外电子的存在。
2. 新课导入：介绍原子的基本结构，讲解核外电子的排布规律。
3. 案例分析：分析一些简单的化学现象，让学生运用所学知识解释。
4. 课堂讨论：分组讨论核外电子排布的意义及在实际应用中的例子。
5. 总结与反思：回顾本节课所学内容，巩固核外电子排布的规律及应用。
6. 作业布置：布置一些有关核外电子排布的练习题，巩固所学知识。
教案设计要根据学生的实际情况和教学目标进行调整，确保教学过程的顺利进行。
六、教学评估1. 课堂提问：通过提问了解学生对核外电子排布规律的理解程度。
2. 练习题：布置针对性的练习题，检验学生对核外电子排布的掌握情况。
3. 小组讨论：评估学生在团队合作中的表现，了解他们运用所学知识解决实际问题的能力。
七、教学资源1. 原子结构模型：用于展示原子内部结构，帮助学生直观地理解核外电子的存在。
2. PPT课件：展示核外电子排布规律及应用实例，方便学生理解和记忆。
3. 练习题及答案：用于巩固所学知识，及时发现并纠正学生的错误。
八、教学进度安排1. 第一课时：介绍原子的基本结构，讲解核外电子的排布规律。
2. 第二课时：分析化学现象，运用核外电子排布规律进行解释。
3. 第三课时：讨论核外电子排布的意义及在实际应用中的例子。
高中化学《核外电子分布及运动》练习题(附答案解析)
高中化学《核外电子分布及运动》练习题(附答案解析)学校:___________姓名：___________班级：______________一单选题1．若能层序数n=3，则下列能级符号错误的是（）A．ns B．np C．nd D．nf2．关于硫原子核外电子的叙述错误的是（）A．排布在K L M三个电子层上B．3p亚层上有2个空轨道C．共有16种不同的运动状态D．共有5种不同的能量3．如图是元素周期表中关于碘元素的信息，其中解读正确的是（）A．碘元素的质子数为53B．碘原子的质量数为126.9C．碘原子核外有5种不同能量的电子D．碘原子最外层有7种不同运动状态的电子4．下列电子层中，只包含有s能级的是（）A．K电子层B．L电子层C．M电子层D．N电子层5．以下现象与核外电子跃迁有关的是（）①棱镜分光②石油蒸馏③凸透镜聚光④日光灯通电发光⑤冷却结晶A．③④B．①②③⑤C．④D．①②③④6．下列有关原子轨道的叙述中正确的是（）A．硅原子的2s轨道能量较3p轨道高B．锂原子的2s轨道与5s轨道均为球形C．p能级的原子轨道呈哑铃形，随着能层序数的增加，p能级原子轨道数也在增多D．第四能层最多可容纳16个电子7．下列有关说法正确的是（ ）A ．电子云中的一个小黑点代表一个电子B ．p 能级的原子轨道呈哑铃形，能量E(2p x )＜E(2p y )＜E(2p z )C ．第三能层有9个轨道D ．电子的运动与行星的运动相似，围绕原子核在固定的轨道上高速旋转8．下列说法正确的是（ ）A ．不同的原子轨道，其形状可以相似B ．p 轨道呈哑铃形，因此p 轨道上的电子运动轨迹呈哑铃形C ．2p 能级有2个p 轨道D ．氢原子的电子运动轨迹呈球形9．下列Li 原子的电子轨道表示式的对应状态，能量由低到高的顺序是（ ） ① ② ③ ④ A ．④①②③ B ．③②①④ C ．④②①③ D ．①②③④10．下列有关原子核外电子排布的说法，正确的是（ ）A ．电子排布为[Ar]3d 44s 2的中性原子是基态原子B ．21011x y 1s 2s 2p 2p 2p z 违背了洪特规则，是激发态原子的电子排布C ．不符合泡利原理，是不存在的排布D ．原子结构示意图为的原子，核外电子云有3种不同形状11．下列说法正确的是（ ）A ．p 轨道的形状为哑铃形，x 2p y 2p z 2p 的伸展方向不同，能量也不相等B ．元素的电负性越大，非金属性越强，第一电离能也越大C ．基态原子外围电子排布为234s 4p 的元素位于第4周期ⅤA 族，是p 区元素D ．金刚石晶体中，每个C 与另外4个C 形成共价键，故含有1molC 的金刚石中形成的共价键有4mol12．下列对原子结构与性质的说法中，正确的一项是（ ）A ．ns 电子的能量不一定高于(n －1)p 电子的能量B ．基态原子3p 轨道上只有2个未成对电子的元素是S 或SiC ．LiOH 是一种易溶于水 受热不易分解的强碱D ．第一电离能大的元素，其原子不易失电子而易得电子，表现出非金属性13．W X Y Z 均为短周期主族元素，原子序数依次增大，且原子核外L 电子层的电子数分别为0 5 8 8，它们的最外层电子数之和为18。
核电子学习题答案
1.1核电子学与一般电子学的不同在哪里? 以核探测器输出信号的特点来说明。
在核辐射测量中，最基本的特点是无论在信号的时间 特性上，或是幅度分布上，都具统计特性、非周期性、 非等值性，核电子学分析这种信号，经处理得到有用
的信息。
核探测器输出信号具微秒到皮秒的时间间隔和毫米到 微米级的空间分辨，对后续处理电路的要求高。
C.
d. 反
t<T/2 -T/2≤t≤T/2频谱：
1.10电路中，若输入电压信号V;(t)= δ (t), 求输出电压信号V。(t), 并画出波形图，其中 A-4为隔离用。
隔离作用
解：
a.传递函数：
b.Vi(t)=δ(t) V;(S)=1
c.输出信号在复频域中的表达式
引出问题二
c.根据时域卷积，频域相乘性质，求出输出信号在复 频域中的表达式；
V。(S)=V,(S)H(S)
d.其反拉斯变换，得到输出信号U。(t)在时域中的表 达式。
问题一：传递函数
(1)定义：在零状态下线性非时变系统中指 定输出信号与输入信号的拉普拉斯变换之比。
(2)RC 积分电路(低通滤波器)的传递函 数：
O
b.根据输入信号时域表达式求其拉斯变换：
即：
0≤t≤T t≥T
对其进行拉斯变换得：
c. 根据时域卷积，频域相乘性质，求出输出信号在复频域中 的表达式：
d. 对其反拉斯变换，得到输出信号Uo(t) 在时域中的表达式。
t<O
0≤t≤T
t>T
1.6表示系统的噪声性能有哪几种方法? 各有什么意义?输入端的噪声电压是否就 是等效噪声电压?为什么?
d. 对 域中的表达式。
言号Uo(t) 在时
1.12 设，( 系统的噪考功率谱密度为 ,当此噪声通过下图电路后，求A点与B点 的噪声功率谱密度与噪声均方值。
在核辐射测量中，最基本的特点是无论在信号的时间 特性上，或是幅度分布上，都具统计特性、非周期性、 非等值性，核电子学分析这种信号，经处理得到有用
的信息。
核探测器输出信号具微秒到皮秒的时间间隔和毫米到 微米级的空间分辨，对后续处理电路的要求高。
C.
d. 反
t<T/2 -T/2≤t≤T/2频谱：
1.10电路中，若输入电压信号V;(t)= δ (t), 求输出电压信号V。(t), 并画出波形图，其中 A-4为隔离用。
隔离作用
解：
a.传递函数：
b.Vi(t)=δ(t) V;(S)=1
c.输出信号在复频域中的表达式
引出问题二
c.根据时域卷积，频域相乘性质，求出输出信号在复 频域中的表达式；
V。(S)=V,(S)H(S)
d.其反拉斯变换，得到输出信号U。(t)在时域中的表 达式。
问题一：传递函数
(1)定义：在零状态下线性非时变系统中指 定输出信号与输入信号的拉普拉斯变换之比。
(2)RC 积分电路(低通滤波器)的传递函 数：
O
b.根据输入信号时域表达式求其拉斯变换：
即：
0≤t≤T t≥T
对其进行拉斯变换得：
c. 根据时域卷积，频域相乘性质，求出输出信号在复频域中 的表达式：
d. 对其反拉斯变换，得到输出信号Uo(t) 在时域中的表达式。
t<O
0≤t≤T
t>T
1.6表示系统的噪声性能有哪几种方法? 各有什么意义?输入端的噪声电压是否就 是等效噪声电压?为什么?
d. 对 域中的表达式。
言号Uo(t) 在时
1.12 设，( 系统的噪考功率谱密度为 ,当此噪声通过下图电路后，求A点与B点 的噪声功率谱密度与噪声均方值。
核电子学习题解答汇总
习题解答第一章绪论1、核信息的获取与处理主要包括哪些方面的？①时间测量。
核信息出现的时间间隔是测定核粒子的寿命或飞行速度的基本参数，目前直接测量核信息出现的时间间隔已达到皮秒级。
②核辐射强度测量。
核辐射强度是指单位时间内核信息出现的概率，对于低辐射强度的测量，要求测量仪器具有低的噪声本底，否则核信息将淹没于噪声之中而无法测量。
对于高辐射强度的测量，由于核信息十分密集，如果信号在测量仪器中堆积，有可能使一部分信号丢失而测量不到，因此要求仪器具有良好的抗信号堆积性能。
对于待测核信息的辐射强度变化范围很大的情况(如核试验物理诊断中信号强度变化范围可达105倍)，如测量仪器的量程设置太小，高辐射强度的信号可能饱和；反之，如量程设置太大，低辐射强度的信号又测不到，因此对于这种场合的测量则要求测量仪器量程可自动变换。
③能谱测量。
辐射能谱上的特征是核能级跃迁及核同位素差异的重要标志，核能谱也是核辐射的基本测量内容。
精确的能谱测量要求仪器工作稳定、能量分辨力达到几个电子伏特，并具有抑制计数速率引起的峰位和能量分辨力变化等性能。
④位置测量。
基本粒子的径迹及空间位置的精确测定是判别基本粒子的种类及其主要参数的重要手段。
目前空间定位的精度可达到微米级。
⑤波形测量。
核信息波形的变化往往反映了某些核反应过程的变化，因此核信息波形的测量是研究核爆炸反应过程的重要手段，而该波形的测量往往是单次且快速(纳秒至皮秒级)的。
⑥图像测量。
核辐射信息的二维空间图像测量是近年来发展起来的新技术。
辐射图像的测量方法可分为两类：第一种是利用辐射源进行透视以摄取被测物体的图像；第二种是利用被测目标体的自身辐射(如裂变反应产生的辐射)以反映目标体本身的图像。
图像测量利用计算机对摄取的图像信息进行处理与重建，以便更准确地反映实际和提高清晰度。
CT技术就是这种处理方法的代表。
2、抗辐射加固主要涉及哪些方面？抗辐射加固的研究重点最初是寻找能减弱核辐射效应的屏蔽材料，后来在电路上采取某些抗辐射加固措施，然后逐渐将研究重点转向对器件的抗辐射加固。
核电子学基础I(第八章)
T IE UCC RC 且 IE = IC + I B
Rb
IB
定义共发射极直流电流放大系数
UBB
IC IB
IC I B
1
I E (1 )I B IC
表明了电流放 大性能
三极管的电流分配与放大（2）
三极管的电流放大原理
IC E结加正 偏电压 IB Rb UBB
动态 电压
+ ΔUi UBB
UCC
三极管的电流分配与放大（4）
综上所述，三极管的放大作用，主要是依 靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到 达集电极而实现的。 实现这一传输过程的两个条件是：
（1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区
杂质浓度，且基区很薄。
（2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反
向偏置。
由图可得各电流之间的关系：
C结加反 又因为： 偏电压 IE = IC + IB
IC = INC + ICBO
IE = INE+ IPE = INB+ INC+ IPE
ICBO
INB
INC
N P N
IPE
INE IE
IB= INB + IPE- ICBO 以上看出，三极管内有 Rc 定义共发射极直流电流放大系数 两种载流子(自由电子和 I NC 1 I NB I PE 空穴)参与导电，故称为 UCC 双极型三极管。或BJT )ICBO 所以有： IC I B (1 (Bipolar(1 )I Junction I CEO CBO---- 穿透电流， 称 Transistor)。 它在实际器件中往往很小，则：
IC最大饱和电流：
IC
Rb
IB
定义共发射极直流电流放大系数
UBB
IC IB
IC I B
1
I E (1 )I B IC
表明了电流放 大性能
三极管的电流分配与放大（2）
三极管的电流放大原理
IC E结加正 偏电压 IB Rb UBB
动态 电压
+ ΔUi UBB
UCC
三极管的电流分配与放大（4）
综上所述，三极管的放大作用，主要是依 靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到 达集电极而实现的。 实现这一传输过程的两个条件是：
（1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区
杂质浓度，且基区很薄。
（2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反
向偏置。
由图可得各电流之间的关系：
C结加反 又因为： 偏电压 IE = IC + IB
IC = INC + ICBO
IE = INE+ IPE = INB+ INC+ IPE
ICBO
INB
INC
N P N
IPE
INE IE
IB= INB + IPE- ICBO 以上看出，三极管内有 Rc 定义共发射极直流电流放大系数 两种载流子(自由电子和 I NC 1 I NB I PE 空穴)参与导电，故称为 UCC 双极型三极管。或BJT )ICBO 所以有： IC I B (1 (Bipolar(1 )I Junction I CEO CBO---- 穿透电流， 称 Transistor)。 它在实际器件中往往很小，则：
IC最大饱和电流：
IC
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《核电子学》习题解答第一章1.1 核电子学与一般电子学的不同在哪里？以核探测器输出信号的特点来说明。
在核辐射测量中，最基本的特点是它的统计特性、非周期性、非等值性，核电子学分析这种信号，经处理得到有用的信息。
1.4 当探测器输出等效电流源/()toi t I eτ-=g时，求此电流脉冲在探测器输出回路上的输出波形并讨论R0C0<<τ的情况。
V0(s) = I0(s)·[R0∥(1/sc)]= I0[1/(s+1/τ)]·[R0(1/sc0)/( R0+(1/sc0))=( I0/ c0)·{1/[(s+1/τ) (s+1/ R0 c0)]}∴000000()1ttR CI RV t e eR Cττ--⎛⎫=-⎪⎪⎝⎭-000000ttR CI Re eR Cτττ--⎛⎫=-⎪⎪-⎝⎭当R0 c0<<τ时，τ－R0 c0≈τ∴00000()ttR CV t I R e eτ--⎛⎫=-⎪⎪⎝⎭1.5 如图，设/()Ti tθ⎧=⎨⎩0t Tt T≤≤≥，求输出电压V(t)。
111()TsTsQ Q eI s eT s s T s---⎛⎫=-=⎪⎝⎭11()1H sc sτ=+111()11TsTsQ e Q QV s ecT s cT cTs sτττττ---=-+++()()()/()t TtQ Q QV t s t s t e e s t cT cT cTτττττττ---∴=---+-⎡⎤⎣⎦1.6 表示系统的噪声性能有哪几种方法？各有什么意义？输入端的噪声电压是否就是等效噪声电压？为什么？ ENV ENC ENN ENE η (FWHM)NE 不是1.7 设探测器反向漏电流I D =10-8A ，后级电路频宽为1MHz,计算散粒噪声相应的方根值和相对于I D 的比值。
115.6610A -==⨯35.6610DI -=⨯1.8 试计算常温下（设T=300K ）5M Ω电阻上相应的均方根噪声电压值（同样设频宽为1MHz ），并与1MHz 能量在20pF 电容上的输出幅值作比较。
52.8810V -===⨯∵212E CV =∴0.126V V ==1.9求单个矩形脉冲f （t ）通过低通滤波器，RC=T ，RC=5T ，及RC=T/5，时的波形及频谱。
(/2)/0/(/2)/0()1(1)t T RCT RC t T RC V t e e e -+---⎧⎪=-⎨⎪-⎩/2/2/2/2t T T t T t T <-≤≤>1.10 电路中，若输入电压信号V i （t ）=δ（t ），求输出电压信号V 0（t ），并画出波形图，其中A=1为隔离用。
Ut211()111oR sscV sRCR R ssc sc sc==⎛⎫+++⎪⎝⎭g g由()()21tst esααα--+€，得：1()1tRCtV t eRC RC-⎛⎫=-⎪⎝⎭1.12 设一系统的噪声功率谱密度为2222()//iS a b cωωω=++，当此噪声通过下图电路后，求A点与B点的噪声功率谱密度与噪声均方值。
对A点：1()1j RChj RCωωω=+, ()12()1hRCωω=+22222222122()()()1A ia b cS S hτωττωωωωωτ++=⋅=+噪声均方值：22111()()2i Vo h S d ωωωπ+∞-∞=⋅⎰222222222121a b c d τωττωωπωτ+∞-∞++=+⎰对B 点：222222222()1i a b c S τωττωωωτ++=+，2()h ω=222222222221()()()1B i a b c S S h τωττωωωωωτ++=⋅=+ ()22222222221a b c τωττωωτ++=+噪声均方值：22221()()2i Vo h S d ωωωπ+∞-∞=⋅⎰()2222222222121a b c d τωττωωπωτ+∞-∞++=+⎰第二章2.1 电荷灵敏前置放大器比电压灵敏前置放大器有什么优点？为什么把反馈电容称为积分电容，作用是什么？优点：V OM 稳定性高，能用高能量分辨能谱系统C f 起积分作用，当A 很大时，(1)i f i f i C C A C C =++?2.2 试对下图典型的电荷灵敏前置放大器电路在输入冲击电流I(t)=Q ·δ(t)时，RfCfA1V o (t )i(t)R f C f=109×10-12=10-3(S)2.4 一个低噪声场效应管放大器，输入等效电容C i=10pF，输入电阻R i=1MΩ，栅极电流I G=0.1μA，跨导g m=1mA/V，C gs<<C c，放大器频带Δf=10MHz，T=290K，1/f噪声可忽略，求输入端等效噪声。
输入电阻热噪声：24RikTdi dfRi=Ig噪声：22gI g di eI df=沟道热噪声：283TmkT dV dfg=∴()22222i gn Ri I i T di di di C dVω=++()24823g imkT kTdf eI df C dfRi gω=++2.6 分析快电荷灵敏前置放大器，（1）画出简化框图（2）分别计算电荷和能量变换增益；（ω=3.6ev/电子空穴对，e=1.6×10-19库仑）（3）估算电路的开环增益（g m=5mA/V, A3=0.98）（4）估算该前放的上升时间（C a=5pF, C i=5pF）（2）A CQ=1/Cf=1×1012 V/CA CE=e/(C fω)=44.4 mv/Mev（3）A0=g m R6/(1-A3)=3000（4）tr0=2.2R a C a/(1+A0F0)=2.2C a(C i+C f)/g m C f=13.2 ns2.7 讨论电荷灵敏、电压灵敏、电流灵敏三种前置放大器的特性，各适于哪方面的应用，为什么？电流灵敏前放输出快，对输出电流信号直接放大，常用作快放大器，但相对噪声较大，主要适用于时间测量系统。
电荷灵敏前放和电压灵敏前放用于能谱测量系统，电荷灵敏前放比电压灵敏前放输出电压稳定性高，可用在能量分辨率较高的系统。
精品文档第三章3.1 试论述放大器在核物理实验中的作用，对各个性能指标应如何协调考虑？放大器在核物理实验中主要有放大和成形作用。
，且必须保持探测器输出的有用信息。
对各个性能指标应从能量测量和时间测量分别考虑。
3.2 谱仪放大器的幅度过载特性含义是什么？计数率过载含义是什么？二者引起的后果有何区别？幅度过载：信号超出线性范围很大时，放大器一段时间不能正常工作，后果：不能工作的死时间存在计数率：放大器中由于计数率过高引起脉冲幅度分布畸变后果：峰偏移和展宽3.3 试说明能否通过反馈来减少干扰和噪声对放大器的影响？用什么方法可以减少干扰和噪声对放大器的影响？不能。
用同向接法。
用双芯同轴电缆把信号送到差分放大器。
3.4 试分析和讨论下面两个谱仪放大节电路，指出在电路中采取了什么措施，目的是什么？b：T1 共基，T2 共射，T3共集，T4，T5 互补复合跟随器。
1μ自举电容，电压并联负反馈。
3.5 极零相消电路和微分电路有什么区别？如何协调图示的参数，使它能达到极零相消的目的？不同之处，极零相消使时间常数变小，指数衰减信号通过微分电路会产生下冲。
()11i V s s τ=+，()2212121111R s scH s s s R R scτττ++==++++故()2212122211111111O s s V s s s s s s ττττττττττ++==++++++g g“极”“零”相消，即1s τ+与21s τ+相消，所以当τ=τ2时满足，即τ=R 2C.3.6 有源积分滤波器与无源积分滤波器相比有什么优点？门控积分滤波器有什么特点？优点：有源滤波器更接近于理想的微分和积分特性，把放大和滤波成形连在一起，既节省元件，又比无源滤波器级数少，效果好。
门控有源积分器输出平顶波波形，对减少弹道亏损很有利，信噪比相对较好。
3.7 试说明核信号通过图示的滤波成型电路后得到什么，失去什么，画出图形。
得到能量信息，失去了时间信息。
极零相消，两次无源积分，加两次有源积分。
3.8 说明弹道亏损的原因。
输入电流的脉冲宽度有限时，在信号的宽度内，电容C被充电，且通过R放电，故产生弹道亏损。
3.9 什么是信号的峰堆积和尾堆积？对输出信号的幅度产生什么影响？引起什么样的谱形畸变？其它信号尾部或峰部影响信号峰值。
影响：增加幅度。
引起峰值右移，出现假峰。
3.10 说明基线起伏的原因。
并分析CCD基线恢复器的工作原理，输入图示波形，画出输出波形。
脉冲通过CR网络时，由于电容器上的电荷在放电时间内，未能把充电的电荷放光，下一个脉冲到达时，电容器上的剩余电荷将引起这个新出现的脉冲的基线偏移。
输出波形趋势线：3.11 门控基线恢复器有什么特点？并联型的和串联型的有什么区别？门控基线恢复器消除了单极性脉冲信号产生的下击信号，改善了恢复器对小间隔信号的非线性，因此有很高的计数率特性。
不同：记忆电容C串联或并联于信号通道之中。
3.12 高能量分辨率和高计数率谱仪放大器是如何来消除峰堆积现象的？加入堆积拒绝电路是否可以使谱仪放大器的计数率提高很多？为什么？加入堆积拒绝电路来消除不能使计数率提高很多，但能保证谱型更加明显，是以牺牲计数率为代价的。
3.13 快电压放大器和快电流放大器各有什么特点？他们和谱仪放大器相比有什么不同？快电压放大器放大速度比快电流放大器要慢一些，但从稳定性来讲要好一些，信号匹配方式为并联。
快电流放大器的分布电容的影响较小，放大速度可以很快，信号匹配为串联。
快放大器与谱仪放大器并无原则差别，只是在指标上有所不同。
提高互相制约。
当放大器与信号源用屏蔽电缆连接时，由于电缆电容较大，测量时间就会变得很长。
第四章4.1 在图4.1.3的集成电路脉冲幅度甄别器中，若V H =0V ，V L =－2.6V ，R 2=510Ω，R 3=5.1Ω，R 4=100Ω，求滞后电压？()42342//42//HYH L R R V V V mV R R R =-≈+4.2在图4.2.8参考电压运算器中，若V T =5.00V ，V W =0.50V ，求非对称和对称时的上阈电平、下阈电平、道宽及道中心。
非对称：()12.75V 2U T W V V V =+=，1 2.5V 2LT V V == 道宽10.25V 2U LW V V V -== 道中心()12.625V 2U L V V +=对称：()1 2.75V 2U T W V V V =+=，()12.25V 2L T W V V V =-=道宽0.5V U L W V V V -==道中心()12.5V 2U L V V +=4.3 在一个线性放电型模数变换器中，若保持电容C H=1500pF，恒定电流I=100μA，时钟频率2MHz，若输入信号幅度为5.00V。