模电-电子线路线性部分第五版第二章习题
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习题二2-1 试分析图P2-1所示电路中,哪些可以正常地放大交流信号,哪些不能?并说明理由。
图P2-1 题2-1图 解:(a ) 不可以,因为没有R B ,交流时直流电源相当于短路,交流信号也短路;同时,没有R B ,则E C 直接加载在U BE 两端,三极管易被击穿。
(b ) 不可以,交流时直流电源U BB 相当于短路,交流信号也短路。
(c ) 可以,U CC 、R B 和R C 可以使发射结正偏,集电结反偏。
(d ) 不可以,发射结零偏置。
2-2 放大电路如图P2-2所示,图(b )是晶体管的输出特性曲线,设u BE =0.6V ,试用图解法求I CQ 和U CEQ 以及输出电压的动态范围。
图P2-2 题2-2图解:2-3 放大电路如图P2-2所示,若晶体管β=50,00≈CB I ,试计算:(1)I CQ 和U CEQ ;(2)令R B =470K Ω,其它条件不变,重求I CQ和UCEQ ;(3)令R C =5.1K Ω,其它条件同(1),重求I CQ 和U CEQ 。
解:先得到直流通路,见题2-3 直流通路图 (1) :A K R U E IB BEC BQ μ2.293900612=-=-=VR I E U mAI I I C CQ C CEQ BQ BQ CQ18.7103.31046.11246.15033=⨯⨯⨯-=⨯-====-β(2)若K R B 470=,则I 题2-2 图解法结果VR I E U mAI I A KI C CQ C CEQ BQ CQBQ 01.8103.31021.11221.12.244706.01233=⨯⨯⨯-=-====-=-βμ(3)若K R C 1.5=,则VU mAI AI CEQ CQ BQ 55.4101.51046.11246.12.2933=⨯⨯⨯-===-μ2-4放大电路如图P2-3所示,设U BE =0.6V ,00≈CB I ,U CES =0.3V ,试计算I CQ 和U CEQ ,再求其输出动态范围。
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。
电力电子技术第五版课后习题答案第二章 电力电子器件2. 使晶闸管导通的条件是什么?答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正向阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。
或:u AK >0且u GK >0。
3. 维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断? 答:维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流,即维持电流。
要使晶闸管由导通变为关断,可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下,即降到维持电流以下,便可使导通的晶闸管关断。
4. 图2-27中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形,各波形的电流最大值均为I 1、I 2、I 3。
π4π4π25π4a)b)c)图1-43图2-27 晶闸管导电波形解:a) I d1=π21⎰ππωω4)(sin t td I m=π2m I (122+)≈0.2717 I m I 1=⎰ππωωπ42)()sin (21t d t I m =2mI π2143+≈0.4767 I m b) I d2 =π1⎰ππωω4)(sin t td I m=πm I (122+)≈0.5434 I m I 2 =⎰ππωωπ42)()sin (1t d t I m =22mI π2143+≈0.6741I m c) I d3=π21⎰20)(πωt d I m=41I m I 3 =⎰202)(21πωπt d I m =21I m5. 上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶闸管能送出的平均电流I d1、I d2、I d3各为多少?这时,相应的电流最大值I m1、I m2、I m3各为多少?解:额定电流I T(AV) =100A 的晶闸管,允许的电流有效值I =157A ,由上题计算结果知a) I m1≈4767.0I≈329.35, I d1≈0.2717 I m1≈89.48b) I m2≈6741.0I≈232.90, I d2≈0.5434 I m2≈126.56 c) I m3=2 I = 314,I d3=41 I m3=78.5第三章 整流电路1. 单相半波可控整流电路对电感负载供电,L =20mH ,U 2=100V ,求当α=0︒和60︒时的负载电流I d ,并画出u d 与i d 波形。
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C2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 V③ ⎩⎨⎧↓↑⇒↑⇒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2.5.2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。
① 增大R b1;②增大R b2;③增大Re ;④增大β。
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 型半导体中如果掺入足够量的三价元素,可将其改型为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 G S 大的特点。
( ) (6)若耗尽型N 沟道MOS 管的U G S 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 U B. TU U I eS C. )1e (S -T U 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 G S =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T1.3所示各电路的输出电压值,设二极管导通电压U D=0.7V。
图T1.3解:U O1≈1.3V,U O2=0,U O3≈-1.3V,U O4≈2V,U O5≈1.3V,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 Z m i n=5mA。
求图T1.4所示电路中U O1和U O2各为多少伏。
第二章运算放大器2.1 集成电路运算放大器2.1.1答;通常由输入级,中间级,输出级单元组成,输入级由差分式放大电路组成,可以提高整个电路的性能。
中间级由一级或多级放大电路组成,主要是可以提高电压增益。
输出级电压增益为1,可以为负载提供一定的功率。
2.1.2答:集成运放的电压传输曲线由线性区和非线性区组成,线性区的直线的斜率即Vvo 很大,直线几乎成垂直直线。
非线性区由两条水平线组成,此时的Vo达到极值,等于V+或者V-。
理想情况下输出电压+Vom=V+,-Vom=V-。
2.1.3答:集成运算放大器的输入电阻r约为10^6欧姆,输出电阻r约为100欧姆,开环电压增益Avo约为10^6欧姆。
2.2 理想运算放大器2.2.1答:将集成运放的参数理想化的条件是:1.输入电阻很高,接近无穷大。
2.输出电阻很小,接近零。
3.运放的开环电压增益很大。
2.2.2答:近似电路的运放和理想运放的电路模型参考书P27。
2.3 基本线性运放电路2.3.1答:1.同相放大电路中,输出通过负反馈的作用,是使Vn自动的跟从Vp,使Vp≈Vn,或Vid=Vp-Vn≈0的现象称为虚短。
2.由于同相和反相两输入端之间出现虚短现象,而运放的输入电阻的阻值又很高,因而流经两输入端之间Ip=In≈0,这种现象称为虚断。
3.输入电压Vi通过R1作用于运放的反相端,R2跨接在运放的输出端和反相端之间,同相端接地。
由虚短的概念可知,Vn≈Vp=0,因而反相输入端的电位接近于地电位,称为虚地。
虚短和虚地概念的不同:虚短是由于负反馈的作用而使Vp≈Vn,但是这两个值不一定趋向于零,而虚地Vp,Vn接近是零。
2.3.2答:由于净输入电压Vid=Vi-Vf=Vp-Vm,由于是正相端输入,所以Vo为正值,Vo等于R1和R2的电压之和,所以有了负反馈电阻后,Vn增大了,Vp不变,所以Vid变小了,Vo 变小了,电压增益Av=Vo/Vi变小了。
由上述电路的负反馈作用,可知Vp≈Vn,也即虚短。
电力电子技术第五版课后习题答案第二章 电力电子器件2. 使晶闸管导通的条件是什么?答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正向阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。
或:u AK >0且u GK >0。
3. 维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断? 答:维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流,即维持电流。
要使晶闸管由导通变为关断,可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下,即降到维持电流以下,便可使导通的晶闸管关断。
4. 图2-27中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形,各波形的电流最大值均为I 1、I 2、I 3。
π4π4π25π4a)b)c)图1-43图2-27 晶闸管导电波形解:a) I d1=π21⎰ππωω4)(sin t td I m=π2m I (122+)≈0.2717 I m I 1=⎰ππωωπ42)()sin (21t d t I m =2m I π2143+≈0.4767 I m b) I d2 =π1⎰ππωω4)(sin t td I m=πm I (122+)≈0.5434 I m I 2 =⎰ππωωπ42)()sin (1t d t I m =22mI π2143+≈0.6741I m c) I d3=π21⎰20)(πωt d I m=41I m I 3 =⎰202)(21πωπt d I m =21I m5. 上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶闸管能送出的平均电流I d1、I d2、I d3各为多少?这时,相应的电流最大值I m1、I m2、I m3各为多少?解:额定电流I T(AV) =100A 的晶闸管,允许的电流有效值I =157A ,由上题计算结果知a) I m1≈4767.0I≈329.35, I d1≈0.2717 I m1≈89.48b) I m2≈6741.0I≈232.90, I d2≈0.5434 I m2≈126.56 c) I m3=2 I = 314,I d3=41 I m3=78.5第三章 整流电路1. 单相半波可控整流电路对电感负载供电,L =20mH ,U 2=100V ,求当α=0︒和60︒时的负载电流I d ,并画出u d 与i d 波形。
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。