模电课后习题答案.docx
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模电课后习题答案
习题:
一•填空题
1.半导体的导电能力与温度、光照强度、掺杂浓度和材料性质有关。
2.利用PN结击穿时的特性可制成稳压二极管，利用发光材料可制成发光二级管，禾U
用PN结的光敏性可制成光敏（光电）二级管。
3.在本征半导体中加入―5价元素可形成N型半导体，加入.3价—元素可形成P型半导
体。
N型半导体中的多子是_自由电子;P型半导体中的多子是一空穴_。
4.PN结外加正向电压时导通外加反向电压时截止这种特性称为PN结的单向导
电性。
5.通常情况下硅材料二极管的正向导通电压为0.7v，锗材料二极管的正向导通电压为
0.2v。
6..理想二极管正向电阻为__0，反向电阻为，这两种状态相当于一个开关。
7..晶体管的三个工作区分别为放大区、截止区和。
8..稳压二极管是利用PN结的反向击穿特性特性制作的。
9..三极管从结构上看可以分成PNP和NPN两种类型。
10.晶体三极管工作时有自由电子和空穴两种载流子参与导电，因此三极管又称
为双极型晶体管。
11.设晶体管的压降Ude不变，基极电流为20卩A时，集电极电流等于2mA则B=__100__。
12.场效应管可分为绝缘栅效应管和结型两大类，目前广泛应用的绝缘栅效应管是
MOSt,按其工作方式分可分为耗尽型和增强型两大类,每一类中又
分为N沟道和P沟道两种。
13.查阅电子器件手册，了解下列常用三极管的极限参数，并记录填写题表2-1在下表中
型号
类塑
材料
吊1（nriV）
Av
3AD5OC
3OM3QE
高倾小
3DGL00a|
3DGL3QA
题表2-1
二.选择题
1.杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于A。
A、杂质浓度B、温度C、输入D、电压
2.理想二极管加正向电压时可视为_B,加反向电压时可视为_A。
A.开路B.短路C.不能确定
3.稳压管的稳压区是二极管工作在状态。
A.正向导通B.反向截止C.反向导通D.反向击穿
4.当温度升高时，二极管的反向饱和电流将A。
A.增大B.不变C.减小
5.工作在放大区的某晶体管，如果当Ib从12卩A增大到22卩A时，|c从1mA变为2mA，那么它的B约为C。
A.83B.91C.100
6•当场效应管的漏极直流电流Id从2mA变为4mA时，它的低频跨导gm将C
A、增大B、不变C、减小
7.Ugs=0时，能够工作在恒流区的场效应管有A和C。
A、结型管B、增强型MOS管C、耗尽型MOS管
8.场效应管属于A控制型器件，晶体三极管则属于—B―控制器件。
A、电压B、电流C、电感D、电容。
9.测得某放大电路中三极管各级电位分别为3v、2.3v、12v则三极管三个电极分别
是C，该管是E
A、（ebc）B、（bce）C、（bec）D、（pnp）E、（npn）
10.如题图2-1所示，二极管均为理想元件，则VD3的工作状态为
VD1、VD2、
A.VD1导通，
VD2、
VD3截止
B.VD2导通，
VD1、
VD3
截止
C.VD3导通，
VD1、
VD2
截止
（A）。
VDZ1的稳定电压为9V,VDZ2的稳定电压为15V，输出电压UO等于（
A.15VB.9VC.24V
11.在题图2-2示电路中稳压管
B）。
ft
+6Vo好
VD
+3VO冒
题图2-1
题图2-2
三、分析题
1.二极管电路如题图2-3所示。
已知直流电源电压为
（1）试求流过二极管的直流电流。
（2）二极管的等效直流电阻Rd为多少？
R
6V，二极管直流管压降为
0.7V。
+100
T6V
题图2-3
解：
（1）流过二极管的直流电流也就是题图2-3的回路电流，即
60.7
ID=A=53mA
100
c0.7VRd=厂=13.2
5310A
2.二极管电路如题图2-4所示。
（1）设二极管为理想二极管，试问流过负载Rl的电流为多少?
（2）设二极管可看作是恒压降二极管，并设二极管的导通电压UD（on）0.7V，试问流过负载Rl
的电流是多少?
（3）将电源电压反接时，流过负载电阻的电流是多少?
--10VD
Rl
100
题图2-4
解：
（1）
Rl
E
100mA
（2）（3）
UD（on）
94mA
Rl
Is或I0
3.二极管限幅电路如题图1.7（a）、（b）所示。
将二极管等效为恒压降模型，且UD（on）=0.7V。
若ui=
5sin®t（V），试画出U0的波形。
题图2-5
解：
（1）在图（a）中：
当Ui>一2.7V时，V管截止，U0=—2V;当uiW—2.7V时，V管导通，U0=Ui。
当Ui=5sin®t（V）时，对应的U0波形如图答图2-5（a）所示。
（2）在图（b）中：
当ui>1.3V时，V管截止，U0=ui;当ui<1.3V时，V管导通，U0=2V。
其相应波形如答图2-5（b）所示。
4.电路如题图2-5所示，已知E20V,R1400,R2800。
稳压管的稳定电压Uz10V,
稳定电流Izmin5mA,最大稳定电流Izmax20mA，求流过稳压管的电流|z。
如果R2断开，将会出现什么问题，R2的最大值为多少？
题图2-6
解：
（1）错误!
未找到引用源。
错误!
未找到引用源。
错误!
未找到引用源。
（2）若错误！
未找到引用源。
断开，则：
错误！
未找到引用源。
=错误！
未找到引用源。
=25mA>20mA,稳压管将因电流过大而被烧坏。
（3）错误!
未找到引用源。
=错误!
未找到引用源。
=2K
Ud=0.7V。
5写出题图2-7所示各路的输出电压值，设二极管导通电压
-o
%
■o
+
°o:
：
R
1VT2Vto
Yd（m
VD
O—鼠图2-7
T
Q+6V
0
6•分别判断如题图2-7所示电路中的晶体管是否有可能工作在放大状态?
解：
U01=1.3V,U02=0,U03=-1.3V,
U04=2V,U05=1.3V；、U06=-2V
L5V
1
题图2-7解：
（a）可能（b）可能（c）不可能
（d）不可能（e）可能
0-6V
（b）
7•已知晶体管工作在线性放大区，并测得个电极对地电位如题图符号，确定每管的b、e、c极，并说明是锗管还是硅管。
2-8所示。
试画出各晶体管的电路
3.7V
0V
0V
4.3V
解:
⑻
（b）
（c）
题图2-8
（d）
习题一、填空题1•晶体管工作在放大区时，具有发射结正偏、集电结反偏的特点。
2.晶体管
一、填空题
1•晶体管工作在放大区时，具有发射结正偏、集电结反偏的特点。
2•晶体管工作在饱和区时，具有发射结正偏、集电结正偏的特点。
3.饱和失真和截止失真属于非线性失真，频率失真属于线性失真。
4.共集电极放大器又叫射极输出器，它的特点是：
输入电阻高（高、低）；输出电阻
低（高、低）；电压放大倍数约为_J。
5.多级放大器由输入级、_中间级和输出级组成；其耦合方式有阻容耦合和直接
耦合、变压器耦合三种；集成运算放大器运用的是直接耦合耦合方式。
6•三种最基本组态的放大器分别是共基极放大电路、共发射极和共集电极。
其中
输入电阻最大的是共集电极电路，而输出电阻最小的是共集电极电路。
7多级放大电路的电压放大倍数为各级电压放大倍数的乘积。
输入电阻约等于第一级的输入
电阻电阻，而输出电阻约等于输出级的输出电阻电阻。
8.多级放大器总的上限频率比其中任何一级的上限频率都要
.低—（高/低）,而下限频率比任何一
级的下限频率都要—高（高/低）。
9•若使放大器不产生频率失真，则要求其高频频率响应和低频频率响应均不产生失真。
10.晶体管的内部结电容和负载电容主要影响放大器的要影响放大器的低频特性。
二、选择题
1为了放大变化缓慢的微弱信号，放大电路应该采用（电路应采用（C）耦合方式。
A.直接B.阻容C.变压器
2•阻容耦合和直接耦合多级器之间的主要不同是（A
A.所放大的信号不同B.交流通路不同
高频特性,而耦合电容和旁路电容主
A）耦合方式；为了实现阻抗变换，放大
D.光电
）。
C.直接通路不同
3..直接耦合多级放大电路与阻容耦合多级放大电路相比，低频特性（A）。
A.好B.差C.差不多
4.具有相同参数和相同放大倍数的两级放大器，在组成它的各个单极放大器的截止频率处，总的电
压放大倍数下降（A）。
A.3dB
B.6dB
C.9dB
D.20dB
Re
I
u
2
3-1
+
C1
—irT&
（b）
T
Ci
O
（f）
Re
（（e）
图（a）：
因为输出
农题图
言号被短路了
'图（b）：
因为输入
信号被CB
解
b极到Ucc之间接偏置
5多级放大电路与单极放大电路相比，总的通频带一定比它的任何一级都（D）。
A.大B.小C.宽D.窄
6•当信号频率等于放大电路的fL或fH时，放大倍数的值约下降到中频时的（B）。
A.0.5倍B.0.7倍C.0.9倍
7•放大电路在高频信号作用时放大倍数数值下降的原因是（B），而低频信号作用时放大倍数下降
的原因是（A）
A.耦合电容和旁路电容存在B.半导体极间电容和分布电容的存在
C.半导体管的非线性特性D.放大电路的静态工作点不合适
8.Ugs=0时，能够工作在恒流区的场效应管有（A）和（C）。
A、结型管B、增强型MOS管C、耗尽型MOS管
三.分析与计算题
1•试判别题图3-1所示各电路能否对正弦信号进行电压放大？
为什么？
各电容对电信号可视作短路。
'，所以不能进行电压放大。
短路了，所以不能进行电压放大。
图（c）中管子截止，电路不能正常放大。
应将Rb改接在b极与地之间。
图（d）：
晶体管基极偏置为零，不能进行放大。
图（e）中会使e结烧坏且输入信号短路，因而电路不能正常放大，应在电阻Rb。
图（f）中电路可以正常放大。
（1）求电路的Q点、Au、R和Ro。
（2）设Us10mV，问Ui?
、Uo?
若C3开路则Ui?
、Uo?
屁r
1
I-3kD1:
C
J
题3-2图
解：
（1）Q点：
UBEQ
1BQ
Vcc
ICQ
UCEQVCC
31A
&
（1）Re
Ibq1.86mAIeqRRe）4.56V
Au、
R和Ro的分析:
）型952
rbb'（1
R
⑵设Us
Ui
〃rbe
=10mV
R
1EQ
952,
（有效值），则
Ro
rbe
Rc3k。
RsRi
Us
3.2mV;
Uo
AUi304mV
若C3开路，则:
Ui
Rb〃[rbe
（1）Re]51.3k
，Au
腎1.5
Ri
RsR
Us
9.6mV,
Uo
AUUi14.4mV。
3•已知题图3-3（a）所示电路中场效应管的转移特性和输出特性分别如图（b）、（c）所示。
（1）利用图解法求解Q点；
（2）利用等效电路法求解Au、Ri和Ro。
题图3-3（a）题图3-3（b）题3-3图（c）
解：
⑴在转移特性中作直线ugsIdRs，与转移特性的交点即为Q点；读出坐标值，得出
1DQ1mA,UGSQ2V。
如下图所示。
IJ•JJ
（a）（b）
在输出特性中作直流负载线UdsVddiD（RdRs），与Ugsq
父点为Q点，Udsq3V。
如解图（b）所示。
（2）首先画出交流等效电路（图略），然后进行动态分析。
gm-■Udsy]1DSS1DQ1mV/V
UGSUGS（off）
AgmRd5；RRg1M；RoRd5k
2V的那条输出特性曲线的
4如题图3-4所示的电路是能稳定静态工作点的射极偏置电路。
若已知：
Vcc12V,RB23k，
Re1k，Rc2k，三极管为硅管，50,欲使Uce6V,问基极上的偏置电阻Rb1应为多
大？
此时Ibq和Icq各为多少？
f■
YJ
VI
i呵
n
r
¥T%
■0
%I
■■
题图3-4
解：
根据直流通路可知:
UCCUCE
CQ
RcRe
126
21
2mA
IbqIcq/2/5040A
UeIcqRe2*12V
UbUeUbe20.72.7V
Ub
RB2
RB1
RB2
Ucc
Rb1
UCCRB2UBRB2
Ub
12*32.7*3
2.7
10K
5.电路如题图3-5所示。
设FET参数为：
Idss3mAVgs®）
3V。
当Rd3.9k时，判断
场效应管是处在恒流区还是可变电阻区?
oUdd（+15V）
2
1
C
R
B2
3.8
Ubb
Ucc
12
3.8（V）
RB1
RB2
8.23.8
1CQ
1EQ
Ubb
U
BE（on）3.8
0.7
1（mA）
Re
3
UCEQ
Ucc
1cc
!
RC
IeqRe12
1
336（V）
解：
我们采用假设法来判断，首先假设管子工作在恒流区，根据结型场效应管恒流区
iD禾口UGS
的关系式可以求出电流iD：
1DSS1
2
UGS
UGSoff
3mA
根据输出回路方程可以求出UDS。
UDS1533.93.3V
因此可得
Ugd=Ugs-Uds=—3.3V。
在假设条件下得出的结论是UGD分
析结果与假设相符，可以得出结论：
管子工作在恒流区。
6放大电路如图所示，已知晶体管的
50,UBE（on）0.7V，各电容对信号可视为短路。
计算ICQ和Uceq解：
的值。
+
Uo
7.放大电路如题图3-7（a）所示，已知B=50,Ue=0.7V,Ube=0,R=2K,RL20K,UCC12V.
若已知该电路的交、直流负载线如图（b）所示，试求：
UCc=?
Rc=?
Uce=?
ICCF?
Rl=?
Rb=?
输出动
态范围UopF?
题图3-7
解：
（1）要求动态范围最大,应满足
1CQRLUCEQUCESUcc1CQRcUCES
即Icq（2//20）122Icq0.7
解得|CQ3mA|BQ上50°.06mA
Rb
UCCUBE
1BQ
120.70.06188K
⑵由直流负载线可知:
12
Ucc
12V,Rc
3
4K
UCEQ,1CQ2mARl
即rl
1.3K
.而1
BQ
1CQ
—0.04mA贝U
50
UccU
BE
12
0.7
Rb
283K
1BQ
0.04
UOPP
2Uom
2
（6
4）
4V
RC//Rl4〃Rl1,
8•电路如题图3-8所示，晶体管的B=80,rbb，=100kQ。
分别计算Rl=和RL=3kQ时的Q点、？
u、Ri和Ro。
丄
题图3-8
解：
在空载和带负载情况下，电路的静态电流、rbe均相等，它们分别为:
1BQ
VCCUBEQUBEQ
Rb
22A
1cqIbq1.76mA
）26mV
1EQ
1.3k
空载时，静态管压降、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻分别为:
UceqVccIcqRc6.2V；A-Rc308
rbe
RiRb〃「berbe1.3k；AL—rb^Au93
rbeRs
RoRc5k
Rl3k时，静态管压降、电压放大倍数分别为：
UCEQRlVccLq（Rc〃Rl）2.3V
RlRc
A（Rc//Rl）115慰A
rberbeRs
34.7
RRb//rberbe1.3kRoRc5k
9•电路如题图3-9所示，晶体管的B=80,rbe=1kQo
（1）求出Q点；
（2）分别求出Rl=s和RL=3kQ时电路的？
u、Ri和Ro。
解：
（1）求解Q点:
IBQ
VccUbeq
Rb
（1）尺
32.3A
Ieq
（1）Ibq2.61mAUceqVccIEQRe7.17V
（2）求解放大倍数和输入、输出电阻:
Rl=s时；A
（1）Rerbe
（1）Re0.996
RRb//[rbe
（1）Re]110k&
（1）（Re〃R）
RL=3kQ时；—0.992
rbe
（1）（RU/Rl）
RRb//[rbe
（1）（Re//RL）]76k输出电阻：
RR^/―rbe371
10.电路如题图3-10所示，晶体管的B=60,rbb，=100Q
（1）求解Q点、？
u、Ri和Ro;
（2）设Us=10mV（有效值），问Ui=?
Uo=?
若C3开路，则Ui=?
Uo=?
题图3-10
解答：
与第二题完全相同。
该题属于重复。
11.电路如题图3-11所示，BJT的100，rbb0，Ut26mA，基极静态电流由电流源Ib提供，设|B20a，Rs=0.15k,RERL2k。
试计算Au、Ri和R。
。
电容C对信
Ui
号可视为短路。
CQ
Ibq100
202（
mA）
UT
26
rbe
be
1CQ
100
2
1.3
（k）
其小信号等效电路如图所示。
Ri
rbe
1
Re
//Rl1
.311002//2102.3（k
Uo
Uo
1
Re//R.Ri
Avs
?
i
Us
Ui
Us
RiRsRi
1
re//
Rl
101（2〃2）
Rs
rbe
1
Re//Rl
0.15102.3
）
0.986
用辅助电源法可求得输出电阻为
Ro
Re//
Rsrbe
1
2〃
0.151.310114.4（
12•组合放大电路如题图3-12所示。
已知两个晶体管的参数相同：
rbb'0,rbe1k
rce；RCRl5k，Re1k，RB150k。
（1）画出该电路的交流通路。
50，
（2）求该电路的输入电阻Ri、AuU^电压增益和输出电阻Ro。
Ui
解：
（1）该电路的交流通路如图（b）所示。
（2）RiRB//rbe
（1）?
Re//rbe22.5k，Au125，Ro5k
13.已知某放大器的幅频特性如题图3-13所示。
（1）试说明该放大器的中频增益、上限频率fH和下限频率fL、通频带BW。
⑵当ui10sin4106tmV20sin2104tmV和ui10sin25tmV20sin2104tmV时，输出信号有无失真？
是何种性质的失
真？
分别说明之。
解：
⑴由题图可得：
中频增益为40dB，即100倍，fH=106Hz,fL=10Hz（在fH和fL处，增益比中频增益下降3°dB），bw10610106Hz。
f⑵当106HZ3sin4106tmV20sin2104tmV时，其中f=104Hz的频率在中频段，
而的频率在高频段，可见输出信号要产生失真，即高频失真。
当ui10sin25tmV20sin2104tmV时，f=5Hz的频率在低频段，f=104Hz的频
率在中频段，所以输出要产生失真，即低频失真。
14•某一放大器的中频增益为Au=40dB，上限频率为fH=2MHz，下限频率fL=100Hz，输出不失真的
动态范围为U°pp=10V。
输入下列信号时会产生什么失真？
（1）、Ui（t）=0.1sin（2nX04t）（V）
（2）、Ui（t）=10sin（2n3XI06t）（mV）
（3）、Ui（t）=10sin（2n400t）+10sin（2n106t）（mV）
（4）、Ui（t）=10sin（2n10t）+10sin（2n5X104t）（mV）
（5）、Ui（t）=10sin（2n103t）+10sin（2n107t）（mV）
解：
（1）输入信号为单一频率正弦波，所以不存在频率失真问题。
但由于输入信号幅度较大
（为0.1V），经100倍的放大后峰峰值为0.1X2X100=20V，已大大超过输出不失真动态范围
（Uopp=10V），故输出信号将产生严重的非线性失真（波形出现限幅状态）。
（2）输入信号为单一频率正弦波，虽然处于高频区，但也不存在频率失真问题。
又因为信号幅度较小，为10mV,经放大后峰峰值为100X2X10=2V，故也不出现非线性失真。
（3）输入信号两个频率分量分别为10Hz及1MHz，均处于放大器的中频区，不会产生频率失
真，又因为信号幅度较小（10mV）,故也不会出现非线性失真。
（4）输入信号两个频率分量分别为10Hz及50KHz,一个处于低频区，而另一个处于中频区，
故经放大后会出现低频频率失真，又因为信号幅度小，叠加后放大器也未超过线性动态范围，所以不会有非线性失真。
（5）输入信号两个频率分量分别为1KHz和10MHz,一个处于中频区，而另一个处于高频区,
故信号经放大后会出现高频频率失真。
同样，由于输入幅度小。
不会出现非线性频率失真
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