清华大学《模拟电子技术基础》习题解答与答案.docx
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清华大学《模拟电子技术基础》习题解答与答案
第一章半导体基础知识
自测题
一、
(1)v
(2)X(3)v(4)X(5)v(6)X
二、
(1)A
(2)C(3)C(4)B(5)AC
三、Uoi〜1.3VUo2=0U031.3VUO4〜2VUo5~2.3VUo6~—2V
四、Uoi=6VU02=5V
五、根据Pcm=200mW可得:
Uce=40V时Ic=5mA,Uce=30V时Ic~6.67mA,Uce=20V时Ic=10mA,Uce=10V时Ic=20mA,将改点连接成曲线,即为临界过损耗线。
图
略。
六、1、
VBBUBE
Rb
ICIB2.6mA
UceVccIcRc2V
Uo=Uce=2V。
2、临界饱和时Uces=Ube=0.7V,所以
VCCUCES
RC
2.86mA
IB上28.6讥
甩止蚯45.4k
IB
七、T1:
恒流区;T2:
夹断区;T3:
可变电阻区。
习题
1.1
(1)AC
(2)A(3)C(4)A
1.2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1.3V时管子会因电流过大而烧坏。
1.3Ui和uo的波形如图所示。
1.4ui和uo的波形如图所示。
1.5Uo的波形如图所示。
t
t
t
1.6Id=(V—Ud)/R=2.6mA,Ut/Id=10Q,ld=Ui/rD~1mA。
1.7
(1)两只稳压管串联时可得1.4V、6.7V、8.7V和14V等四种稳压值。
(2)两只稳压管并联时可得0.7V和6V等两种稳压值。
1.8Izm=Pzm/Uz=25mA,R=Uz/Idz=0.24〜1.2kQo
1.9
(1)当Ui=10V时,若Uo=Uz=6V,则稳压管的电流为4mA,小于其最小稳定电流,所以稳压管未击穿。
故
Uo
Rl
RRl
Ui
3.33V
当Ui=15V时,由于上述同样的原因,Uo=5V。
当Ui=35V时,Uo=Uz=5V。
(2)
Idz(UiUz\R29mA>Izm=25mA,稳压管将因功耗过大而损坏。
1.10
(1)S闭合。
(2)
Rmin(VUD)1Dmax233,Rmax(VUD)lDmin700
1.11波形如图所示。
uI/V
6
3
0
UO1/V
3
0
UO2/V
3
0
1.12
■n
A
A
n
AA
60C时|CBO~32A。
1.13选用100、Icbo=10卩A的管子,其温度稳定性好。
(a)
1.14
(VBBUBEQ“»,
Ibq60^A,Icq
Rb
bq3mA,uo
Vcc
IcqRc9V
当Vbb=3V时,T处于饱和状态。
因为
1BQ
VBB应160卩A,
Rb
1CQ
Ibq8mA,Uo
VCC
1CQRC1.17
取Uces=Ube,若管子饱和,
VccubevccUbe
RbRc
Rb
Rc,所以
Rb
Rc
100管子饱和。
当ui=0时,晶体管截止,稳压管击穿,
1.18
当ui=—5V时,晶体管饱和,
uo=0.1V。
uo=—Uz=—
因为
5V。
1.15晶体管三个极分别为上、中、下管脚,答案如表
AvV口
吕号
T1
T2
T3
T4
T5
T6
上
e
c
e
b
c
b
中
b
b
b
e
e
e
下
c
e
c
c
b
c
管型
PNP
NPN
NPN
PNP
PNP
NPN
材料
Si
Si
Si
Ge
Ge
Ge
1.16当Vbb=0时,T截止,uo=12V。
当vbb=1V时,T处于放大状态。
因为
丄坠48&A
Rb
Ib24mA
UECVCCIcRcVVCC
1.19(a)可能(b)可能(c)不能(d)不能,T会损坏。
(e)可能
1.20根据方程
iDlDSS(1A)2
UGS(th)
逐点求出确定的UGS下的iD,可近似画出转移特性和输出特性。
在输出特性中,将各条曲线上UGD=UGS(off)的点连接起来,便为予夹断线。
1.21
型,®㈣亟
1.22过uds为某一确定值(如15V)作垂线,读出它与各条输出特性的交点的iD值;
建立iD=f(UGS)坐标系,根据前面所得坐标值描点连线,便可得转移特性。
1.23ui=4V时T夹断,ui=8V时T工作在恒流区,ui=12V时T工作在可变电阻区。
1.24(a)可能(b)不能(c)不能(d)可能
第二章基本放大电路
自测题
一、
(1)x
(2)V(3)X(4)X
二、(a)不能。
因为输入信号被Vbb短路。
不能。
不能。
不能。
不能。
可能。
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(5)V(6)X(7)X
(b)可能
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。
晶体管将因发射结电压过大而损坏。
因为输入信号被C2短路。
因为输出信号被Vcc短路,
恒为零。
(h)不合理。
因为G-S间电压将大于零。
⑴不能。
因为
T截止。
三、
(1)(VCC
UBEQ)1BQ
565
(Vcc
UCEQ).1BQ3
(2)UoUi
-120;
Rl
Rc+Rl
Uo
0.3
四、
五、
六、
(4)B
(3)ACD
(4)
ABDE(5)C(6)BCE,AD
(1)A
(2)C(3)
(1)C,DE
(2)B
习题
3
R
2
R
(d)
E]—
UiR2
(c)
2.1ebc大
大
中
大
cbc小
大
大
小
bec大
小
小
大
2.2(a)将一Vcc改为+Vcc。
(b)在+Vcc与基极之间加Rb。
(c)将Vbb反接,且加输入耦合电容。
(d)在Vbb支路加Rb,在一Vcc与集电极之间加Rc。
2.3图P2.3所示各电路的交流通路;将电容开路即为直流通路,图略。
2.4空载时:
Ibq=20[iA,Icq=2mA,Uceq=6V;最大不失真输出电压峰值约为5.3V。
带载时:
Ibq=20iA,Icq=2mA,Uceq=3V;最大不失真输出电压峰值约为2.3V。
2.5
(1)X
(2)X(3)X(4)V(5)X(6)X(7)X(8)V
(9)V(10)X(11)X(12)V
2.6
(1)6.4V
(2)12V(3)0.5V(4)12V(5)12V
2.7
VccUBEQUBEQ
Q:
Ibq22口A
RbR
IcqIbq1.76mA
26mV
空载时:
UceqVccIcqRc6.2V,grbb'
(1)1.3k
Ieq
Au
Ri
Rb
Rc
308
rbe
"rbe
rbe
1.3k
Aus
rbe
Au
93
Rs
rbe
Ro
Rc
5k
R
时:
L//
L
CEQCQcL
RcRL
rL
Au
-115
rbe
rbe
Aus
-Au47
Rsrbe
2.7(a)饱和失真,增大Rb,减小Rc。
(b)截止失真,减小Rb。
(c)同时出现饱和失真和截止失真,增大Vcc。
2.8(a)截止失真(b)饱和失真(c)同时出现饱和失真和截止失真
2.9
(1)
ICQ
VCCUCEQ
RC
2mA
IBQ也20"
565k
VccUBEQ
Rb————
IBQ
(2)
Au
Uo
Ui
100Au
1
11
Rl1.5k
Rc
Rl
R£
rbe
Uom
rL1k
2.11空载时,
UCEQUCES
3.28V
Rl3k时,UomIcqRl2.12V
J2
2.12②①②①③
③②①③①
③③①③③
2.13
(1)静态及动态分析:
UBQ
IBQ
Rb1
Rb1
IEQ
1
VccRb2
Au
Ri
Ro
⑵Ri增大,
2.14
2.15
2.16
2.17
rbb'
(1
(Rc
)26mV
IEQ
//Rl)
rbe(1
Rb1//Rb2//
Rc5k
Rq4.1kQ;
Q:
IBQ
Q点:
动态:
2VIEQ
)Rf[rbe(1
UCEQ
2.73k
7.7
)Rf]
UBQUBEQ
Rf
Re
1mA
VCC
3.7k
1EQ(Rc
Rf
5.7V
VCC
IBQ1
Au减小,
Auq—1.92o
UBEQ
R!
R2(1—)RC
rbe//
BQ
Icq
UCQ2
UBQ2
UCEQ1
UCEQ2
Ri
ICQIBQ
R1RoR2
UCEQ
//R3
^^VccUbeq)[R2/Rs+(1+
R2R3
IbqUceqVccIcqRcUbeq
R4
rbe
Ri
RoR4
Vcc(1
)IBQRc
)R1]
VccUBEQ1
R2
ICQ2R4
R1
Vcc
R2
R
UBQ2
R2(Vcc
—UBEQ2
UCQ2—UBQ2
rbe2
11~~2
rbe1
R2//R3//rbe1
Au2
UBEQ1
R3
UBEQ1)
UBEQ2
ICQ2ICQ1
UBEQ1
21R4
rbe2
RoR4
Au2
图略。
IBQ1
AuAu1Au2
2.18
(1)求解Q点:
IBQ
VCCUBEQ
Rb(i~~)Re
32.3^A
Ieq
(1)Ibq2.61mA
UCEQVccIEQRe7.17V
(2)求解电压放大倍数和输入电阻:
Rl:
RiRb//[rbe
(1)Re]110k
Au—(1——0.996
rbe
(1)Re
Rl3k:
RiRb//[be
(1)(Re//Rl)]76k
(1)(Re//R)
AueL0.992
rbe
(1)(Re//Rl)
(3)
求解输出电阻:
RoRe//Rs"Rb一匹37
2.19
1
(1)
Vcc
・1
UBEQ
31卩AICQ
Ibq1.86mA
Q:
IBQ
Rb(1
)Re
UCEQVCC
IEQ(Rc
Re)4.56V
“、26mV“a
rberbb'
(1)952
IEQ
RiRb//rbe952
R//Rl)
AucL95
rbe
RoRc3k
Ui
R
RsRi
Us
3.2mV
Uo代Ui304mV
若Ce开路,则
Ri
Rb//[rbe(1
Rc//Rl
)Re]
51.3k
Ui
Re
R
RsRi
AuUi
1.5
Us
9.6mV
14.4mV
2.20(a)源极加电阻Rs。
(b)输入端加耦合电容,漏极加电阻Rd。
(c)输入端加耦合电容(d)在Rg支路加—Vgg,+Vdd改为—Vdd
2.21
(1)在转移特性中作直线UGS=—iDRs,与转移特性的交点即为Q点;读出坐标
值,得出Idq=1mA,Ugsq=—2V。
在输出特性中作直流负载线uds=Vdd—id(Rd+Rs),与Ugsq=—2V的那条输出特性
曲线的交点为Q点,Udsq~3V。
(2)
iD
ugs
gmRD
Uds
2
UGS(off)
5Ri1M
2.22
求Q点:
(2)
(1)
从转移特性查得,当求电压放大倍数:
dssIdq1mA/V
Ugsq=Vgg=3V
Ugsq=3V
Rord5k
时,Idq=1mA,Udsq=Vdd—IdqRd=5V
gm
2
UGS(th)
■1dq1do3mA.V
Au
gmRD
20
2.23
代
gm(RD〃RL)
R
R3R1
//r2
Rd
Rd
2.24(a)
X
(b)X
(c)NPN型管,上-集电极,
中
(d)
X
e)x
(f)PNP型管,上-发射极,
中
(g)
NPN
型管,上
-集电极,中-基极,下-发射极。
-基极,下-发射极。
-基极,下-集电极。
第三章多级放大电路
自测题
一、
(1)
X
(2)W
(3)Vx
(4)X(5)V
二、
(1)
AA
(2)DA
(3)BA
(4)
DB(5)
CB
三、
(1)
BD
(2)C
(3)A(4)
AC
(5)B
(6)C
四、
(1)
|C3=
(Uz—Ubeq3)/Re3=0.3mA
|E1=|E2=
=0.15mA
(2)减小Rc2。
当U|=0时uo=0,Icq4=Vee/Rc4=0.6mA。
IrC4IC2IB40.14mA
住2
IRC2
(1
)26mV
IEQ2
7.14k
10.7k
rbe2
rbb'
26mV
rbe4
rbb'
(1
),
2.74k
IEQ4
IE4Re4UBEQ4
Au1
)Re4]
16.5
Aj2
Rc2〃[rbe4(1
2「be2
rbe4
(1)f^e4
AuAu1Aj2297
18
习题
3.1
卄苴
3.2
(a)共射,
(e)共源,共集图
(b)共射,共射(c)共射,共射(d)共集,共基
(f)共基,共集
(b)
(c)
(d)
(a)
1R2
//[%2(1
R1rbe1
2)R3]
(12)R3
rbe2(12)R3
Ri
Ro
Ri
Ro
Ri
Ro
Ri
Ro
R1rbe1
R3"弋
(11)R2"R3"rbe2
rbe1(11)(R2//R3//rbe2)
R1//[rbe1(11)(R2//R3//rbe2)]
R4
2R4)
rbe2
1R2//[rbe2(12)「D[
R1rbe1
2R3]
rbe2(12)「D
R1rbe1
R3
[gm(R4〃R6〃R7〃rbe2)]
R3R[//R2
R8
(玉)
3.3
(2)(c)(e)(3)(e)
(1)(d)(e)
3.4图(a)
rbe2
1
Au1
12
rbel
AuAu1Au2125
RjR|//R2//rbe10.93k
RiR33k
图(b)
1(R1"rbe2)
50
2R4
Au242
rbe2
AuAu1Au22100
Ri(R5R2/R3)/rbe11.2k
RiR41k
3.5图
(c)
Au1
1(R3//rbe2)
62
2R4
107
rbe2
Au1Au2
6634
R1"rbe1
1.5k
R42k
Au2
Ri
Ri
图(e)
Au1
Au2
gmR2
(1
rbe(1
//[rbe
)R4
(1
3.6
Ri
Ro
)R4
Au1Au2
R110M
R4//匹
R2
)R4]gmR26
(1)
Ad
Ui
⑵
uC1
uo
Uc1
uo
rbe
(RcRW)
2心
(Rc字)
UC2
(Rc
Ui
uC2
Rc
2%
Ui
RW)
T)
rbe
3.7
UBEQ
iRw
ieq飞
21EQReVee,
IEQ
Vee
UBEQ
0.517mA
rbe
26mv2.66k
Ad
Ri
rbb'
(1)
IEQ晟97
)Rw10.4k
rbe(1
2rbe(1
3.8
Uic
Ui1Ui2
15mV
2
Uid
UI1UI2
10mV
Ad
Rc
67
2rbe
Uo
AduId
0.67V
I
3.9
(1)RlRc//Rl6.67k
Vcc
Rl
RcRL
Vcc
5V
1EQ
VEEUBEQ
0.265mA
2Re
UCQ1
Vcc
ICQRL
3.23V
UCQ2
Vcc
15V
(2)△uo=uo—Ucq仟一1.23V
「be
rbb'(1
)5.1k
IEQ
rL
Ad
L32.7
2(Rb
rbe)
Ui
Uo
37.6mV
Ad
Uo
AdUi
0.327V
Uo
UCQ1
Uo2.9V
3.10
//Rl
12(Rc〃L)
Ad-
rbel(1I)「be2
Ri
2[rbe1
(1
1)rbe2]
3.11
Ad=—
gmRD=—
40
Ri=g
3.12
Ad
1
-gm
Rd
1600
Ri=8
3.13
Aui
Au2
Au3
1R2〃[「be4(14)R5
2「be1
4农“[rbe4(14
2rbe1
(15)R7
rbe5(15)R7
AuAu1Au2Au2
3.14
(1)
Ro
R7//
rbe5
1
Uo
VCCUCEQ
、2
7.78V
Ui
Uo
A
77.8mV
(2)若Ui=10mV,贝UUo=1V(有效值)。
若R3开路,则uo=0V。
若R3短路,则uo=11.3V(直流)。
第五章
放大电路的频率响应
自测题
一、
(1)
二、
(1)
A
(2)BA(3)BA(4)CC
静态及动态分析估算:
IBQ
IEQ
UCEQ
VccUbeq
Rb
(1)I
VCC
22.6卩A
bq1.8mA
rb'e
rbb'
(1
(2)估算Cn:
(3)
「be
Ri
rb'e
Rb
Aus
fT
fH
fL
(4)20lgAusm
三、
(1)60103
rbb'I
rbe〃
IEQ
R
RsRi
IcqRc3V
26mV
)1.17k
IEQ
1.27k
1.27k
69.2mA/V
rb'e
rbe
(gmRc)178
2冗rb'e(Cn
CQ
2冗rb'efT
C(1
rb'e〃(rb'b
1
2nRC;
1
5214pF
gmRc)C,1602pF
Rs〃Rb)rb'e〃(rb'b
175kHz
14Hz
2n(RsRi)C
45dB,频率特性曲线略。
567
(2)10
10
(3)
103
(1
2(1
jf
j10
4)(1
-或一
)(1
计1
100jf
j10
4)(1j
习题
5.1
(1)
2n(RsRb〃%)G
5.2
(2)
2n[b'e"(rbb'Rb"RS)]C
①①③
32
Au
10
(1)(1j
Jf
或Au
3.2jf
(1
%)(1j
或Au
2
-10f2
(1jf)(1j亦)(1j
2.5105)
(2)
(3)
三级;
当f=104Hz时,135o;当f=105Hz时,270。
o
5.5
5.6
(1)
103
fH
fH
jf5)3
2.5105
1.1.3
100j
f
10
(1jf)(1
j、5)
10
105
131kHz
(1
Au
100
(2)
图略。
Aum
fL
10Hz
5
105Hz
5.7
103jf
5
(1j-)(1
5
103
j10
4)(1
j2.510
5)
fLfH图略。
5.8
(1)(a)
5Hz
4
104Hz
(2)
(c)
(3)(c)
5.9
R
Re〃
rbe
Rs〃Rb
1
fL
1
80Hz
2n
RCe
5.10
(1)
C1(Rs+Ri)
=C2
(Rc+Rl),
(2)
C1
12.5^F
Rs
R
C2
2.5卩F
Rc
Rl
rbe
Ci:
C2=5:
1。
fL1
Rs20
1
5.11
fL
1
fL26.4Hz
2冗
1.1、2fL110Hz
Ausm减小,因为在同样幅值的Ui作用下,
然减小。
fL减小,因为少了一个影响低频特性的电容。
fH减小,因为
5.12
5.13
(1)
lb将减小,
Cn会因电压放大倍数数值的减小而减小。
Ce
Ic随之减小,
Uo
rbe
Rs〃RbGRs20
11
r