模拟电子技术(第二版)高吉祥主编 第二章课后练习答案
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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 C C B E QBQ b100.7mA 0.02mA 20μA 510V UI R --=≈≈= 然后,由式C c 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。
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,可以改变的参数只有R b 和(或)R c ,有以下几种方法: 1)同时减小R b 和R c ,如图中Q2点;2)R b 不变,减小R c ,如图中Q ’2点;3)Rc 不变,增大Rb ,如图中Q ’’2点;4)同时增大Rb 和Rc ,静态工作点在图中Q ’’2点以下。
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 。
模拟电子技术基础简明教程(第二版)课后 习题答案习题1-1欲使二极管具有良好的单向导电性,管子的正 向电阻和反向电阻分别为大一些好,还是小一些好?答:二极管的正向电阻越小越好,反向电阻越大越好。
理 想二极管的正向电阻等于零,反向电阻等于无穷大。
习题1-2 假设一个二极管在 50C 时的反向电流为10卩A , 试问它在20C 和80C 时的反向电流大约分别为多大?已知 温度每升高10C ,反向电流大致增加一倍。
解:在20C 时的反向电流约为:2°x 10# A= 1.25卩A在80C 时的反向电流约为:2310」A = 80」A习题1-3某二极管的伏安特性如图(a)所示:① 如在二极管两端通过 1k ?的电阻加上1.5V 的电压,如图(b),此时二极管的电流 I 和电压U 各为多少?② 如将图(b)中的1.5V 电压改为3V ,贝V 二极管的电流和电 压各为多少? 解:根据图解法求解 ①电源电压为1.5V 时1.5 二 U II 0.8A, U : 0.7V②电源电压为3V 时3二U II 2.2A, U : 0.8V可见,当二极管正向导通后,如电源电压增大,贝匸 极管的电流随之增大,但管子两端的电压变化不大。
1.5V 1k? (b)习题1-4 已知在下图中,U| = 10sin® t (V), R L=1k?,试对应地画出二极管的电流i D、电压u D以及输出电压u O的波形,并在波形图上标出幅值。
设二极管的正向压降和反向习题1-5 欲使稳压管具有良好的稳压特性,它的工作电流I Z、动态电阻X Z以及温度系数a u,是大一些好还是小一一些好?答:动态电阻r Z愈小,则当稳压管的电流变化时稳压管的电压变化量愈小,稳压性能愈好。
一般来说,对同一个稳压管而言,工作电流I Z愈大, 则其动态内阻愈小,稳压性能也愈好。
但应注意不要超过其额定功耗,以免损坏稳压管。
温度系数a u的绝对值愈小,表示当温度变化时,稳压管的电压变化的百分比愈小,则稳压性能愈好。
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。
第一章 常用半导体器件自 测 题一、判断下列说法是否正确,用“√”和“×”表示判断结果填入空内。
(1)在N 型半导体中掺入足够量的三价元素,可将其改为P 型半导体。
( ) (2)因为N 型半导体的多子是自由电子,所以它带负电。
( )(3)PN 结在无光照、无外加电压时,结电流为零。
( )(4)处于放大状态的晶体管,集电极电流是多子漂移运动形成的。
( ) (5)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,才能保证其R GS 大的特点。
( )(6)若耗尽型N 沟道MOS 管的U GS 大于零,则其输入电阻会明显变小。
( )解:(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)×二、选择正确答案填入空内。
(1)PN 结加正向电压时,空间电荷区将 。
A. 变窄B. 基本不变C. 变宽(2)设二极管的端电压为U ,则二极管的电流方程是 。
A. I S e UB. T U U I e SC.)1e (S -TU U I(3)稳压管的稳压区是其工作在 。
A. 正向导通B.反向截止C.反向击穿(4)当晶体管工作在放大区时,发射结电压和集电结电压应为 。
A. 前者反偏、后者也反偏B. 前者正偏、后者反偏C. 前者正偏、后者也正偏(5)U GS=0V时,能够工作在恒流区的场效应管有。
A. 结型管B. 增强型MOS管C. 耗尽型MOS管解:(1)A (2)C (3)C (4)B (5)A C三、写出图所示各电路的输出电压值,设二极管导通电压U D=。
解:U O1≈,U O2=0,U O3≈-,U O4≈2V,U O5≈,U O6≈-2V。
四、已知稳压管的稳压值U Z=6V,稳定电流的最小值I Zmin=5mA。
求图所示电路中U O1和U O2各为多少伏。
解:U O1=6V,U O2=5V。
五、某晶体管的输出特性曲线如图所示,其集电极最大耗散功率P CM=200mW,试画出它的过损耗区。
第二章 逻辑门电路2.1 二极管门电路如图P2.1所示。
已知二极管VD1、VD2导通压降为0.7V ,试回答下列问题:图 P2.1(1)A 接10V ,B 接0.3V 时,输出V O 为多少伏? A=B=10V , V O =10V ;(2)A 、B 都接10V ,V O 为多少伏? A=10V ,B=0.3V ,V O =1.0V ;(3)A 接10V ,B 悬空,用万用表测B 端电压,V B 为多少伏? A=10V ,B 悬空,对地阻抗很大,V B =10V ; (4)A 接0.3V ,B 悬空,测量V B 时,应为多少伏? A=0.3V ,B 悬空对地阻抗很大,V B =1.0V ;(5)A 接5k Ω电阻,B 悬空,测量V B 时,应为多少伏?A 接5k Ω电阻,B 悬空,对地阻抗一般大于5k Ω,所以A 支路导通,B 支路不通,V B =0V 。
2.2 二极管门电路如图P2.2所示。
(1)分析输出信号F1、F2与输入信号A 、B 、C 之间的逻辑关系;;;(2)根据图P2.2(c )给出的A 、B 、C 的波形,对应画出F1、F2的波形(输入信号频率较低,电压幅度满足逻辑要求)。
V OB图 P2.22.3 三极管门电路如图P2.3所示。
图 P2.3(1)说明图中R2和-10V 在电路中的作用。
R 2和-10V 一方面与R 1构成分压电路,使得VT 的b 极为0.7V ,另一方面完成分流作用,避免VT 的b 极电流过大。
(2)简要说明该电路为什么具有逻辑非的作用。
若A=0V ,VT 的Vb<0.7V ,VT 截止,F=Vcc=10V ;若A=5V ,VT 的Vb=0.7V ,VT 导通,而且Ib=3.23mA 远大于IBS ,所以VT 饱和导通,所以F=VTce=0.1V ,所以为逻辑非。
2.4 已知输入端A 、B 的电压波形如图P2.4所示。
画出图P2.4电路在下列两种情况下的输出电压波形:FF 1BBA B C 3V0V 3V 0V 3V 0V 3V 0V 3V 0VF1 F2图P2.4(1)忽略所有门电路的传输延迟时间;(2)考虑每个门都有传输延迟时间t pd 。
第1章习题答案1. 判断题:在问题的后面括号中打√或×。
(1)当模拟电路的输入有微小的变化时必然输出端也会有变化。
(√)(2)当模拟电路的输出有微小的变化时必然输入端也会有变化。
(×)(3)线性电路一定是模拟电路。
(√)(4)模拟电路一定是线性电路。
(×)(5)放大器一定是线性电路。
(√)(6)线性电路一定是放大器。
(×)(7)放大器是有源的线性网络。
(√)(8)放大器的增益有可能有不同的量纲。
(√)(9)放大器的零点是指放大器输出为0。
(×)(10)放大器的增益一定是大于1的。
(×)2 填空题:(1)放大器输入为10mV电压信号,输出为100mA电流信号,增益是10S。
(2)放大器输入为10mA电流信号,输出为10V电压信号,增益是1KΩ。
(3)放大器输入为10V电压信号,输出为100mV电压信号,增益是0.01 。
(4)在输入信号为电压源的情况下,放大器的输入阻抗越大越好。
(5)在负载要求为恒压输出的情况下,放大器的输出阻抗越大越好。
(6)在输入信号为电流源的情况下,放大器的输入阻抗越小越好。
(7)在负载要求为恒流输出的情况下,放大器的输出阻抗越小越好。
(8)某放大器的零点是1V,零漂是+20PPM,当温度升高10℃时,零点是 1.0002V 。
(9)某放大器可输出的标准正弦波有效值是10V,其最大不失真正电压输出+U OM是14V,最大不失真负电压输出-U OM是-14V 。
(10)某放大器在输入频率0~200KHZ的范围内,增益是100V/V,在频率增加到250KHZ时增益变成约70V/V,该放大器的下限截止频率f L是0HZ,上限截止频率f H是250KHZ,通频带f BW是250KHZ。
3. 现有:电压信号源1个,电压型放大器1个,1K电阻1个,万用表1个。
如通过实验法求信号源的内阻、放大器的输入阻抗及输出阻抗,请写出实验步骤。
第二章基本放大电路自测题一、在括号内用“ ”或“×”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由有源元件提供的;()(4)电路中各电量的交流成份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,所以当输入信号为直流信号时,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。
()解:(1)×(2)√(3)×(4)×(5)√(6)×(7)×二、试分析图T2.2所示各电路是否能够放大正弦交流信号,简述理由。
设图中所有电容对交流信号均可视为短路。
图T2.2解:(a)不能。
因为输入信号被V B B短路。
(b)可能。
(c)不能。
因为输入信号作用于基极与地之间,不能驮载在静态电压之上,必然失真。
(d)不能。
晶体管将因发射结电压过大而损坏。
(e)不能。
因为输入信号被C2短路。
(f)不能。
因为输出信号被V C C短路,恒为零。
(g)可能。
(h)不合理。
因为G-S间电压将大于零。
(i)不能。
因为T截止三、在图T2.3所示电路中,已知V C C=12V,晶体管的 =100,'b R=100kΩ。
填空:要求先填文字表达式后填得数。
U =0V时,测得U B E Q=0.7V,若(1)当iR和R W之和R b要基极电流I B Q=20μA,则'b=≈kΩ;而若测得U C E Q=6V,则R c=≈kΩ。
(2)若测得输入电压有效值i U =5mV 时,输出电压有效值'o U =0.6V , 则电压放大倍数 uA = ≈ 。
若负载电阻R L 值与R C 相等 ,则带上负载后输出电压有效值o U = = V 。
解:(1)3 )( 565 )(BQ CEQ CC BQ BEQ CC ,;,I U V I U V β-- 。
【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。
第二章 逻辑门电路2.1 二极管门电路如图P2.1所示。
已知二极管VD1、VD2导通压降为0.7V ,试回答下列问题:图 P2.1(1)A 接10V ,B 接0.3V 时,输出V O 为多少伏? A=B=10V , V O =10V ;(2)A 、B 都接10V ,V O 为多少伏? A=10V ,B=0.3V ,V O =1.0V ;(3)A 接10V ,B 悬空,用万用表测B 端电压,V B 为多少伏? A=10V ,B 悬空,对地阻抗很大,V B =10V ; (4)A 接0.3V ,B 悬空,测量V B 时,应为多少伏? A=0.3V ,B 悬空对地阻抗很大,V B =1.0V ;(5)A 接5k Ω电阻,B 悬空,测量V B 时,应为多少伏?A 接5k Ω电阻,B 悬空,对地阻抗一般大于5k Ω,所以A 支路导通,B 支路不通,V B =0V 。
2.2 二极管门电路如图P2.2所示。
(1)分析输出信号F1、F2与输入信号A 、B 、C 之间的逻辑关系;;;(2)根据图P2.2(c )给出的A 、B 、C 的波形,对应画出F1、F2的波形(输入信号频率较低,电压幅度满足逻辑要求)。
V OB图 P2.22.3 三极管门电路如图P2.3所示。
图 P2.3(1)说明图中R2和-10V 在电路中的作用。
R 2和-10V 一方面与R 1构成分压电路,使得VT 的b 极为0.7V ,另一方面完成分流作用,避免VT 的b 极电流过大。
(2)简要说明该电路为什么具有逻辑非的作用。
若A=0V ,VT 的Vb<0.7V ,VT 截止,F=Vcc=10V ;若A=5V ,VT 的Vb=0.7V ,VT 导通,而且Ib=3.23mA 远大于IBS ,所以VT 饱和导通,所以F=VTce=0.1V ,所以为逻辑非。
2.4 已知输入端A 、B 的电压波形如图P2.4所示。
画出图P2.4电路在下列两种情况下的输出电压波形:FF 1BBA B C 3V0V 3V 0V 3V 0V 3V 0V 3V 0VF1 F2图P2.4(1)忽略所有门电路的传输延迟时间;(2)考虑每个门都有传输延迟时间t pd 。