模拟电路习题解答.docx

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模拟电路习题解答

第一章晶体二极管及其基本电路

1—1半导体二极管伏安特性曲线如图N—l所示，求图中A、B点的直流电阻和交流电阻。

解：

从图中量得A、B点坐标分别为A（0．6V，5mA）,B（0．58V，2mA），故得

1—2二极管整流电路如图P1—2所示，已知ui＝200sinωt（V），试画出uo的波形。

解：

因变压器的匝数比为10：

1，所以次级端电压为20V，即u2＝10slnωt（V）。

当u2为正半周且大于等于0．7V时，Vl导通，V2截止，u。

＝u2一0．7。

而u2为负半周且小于等于一0．7V时，则V2导通，Vl截止，uo＝|u2|一0．7。

当|u2|＜0．7V时，V1、V2均截止，此时uo=0.由此画出的uo波形如图P1-2’所示，

1—3二极管电路如图P1—3所示，设二极管均为理想二极管

（1）画出负载RL两端电压uo的波形

（2）若V3开路，试重画uo的波形。

（3）若V3被短路，会出现什么现象?

解：

（1）u2为正半周时，V1、V2导通，V3、V4截止，uo＝u2;u2为负半周时，V1、V2截止，V3、V4导通，uo＝-u2即uo＝-u2。

uo波形如图P1—3’（a）所示。

（2）若V3开路，则u2的为负半周时，uo＝0，即uo变为半波整流波形，如图Pl—3’（b）所示。

（3）若V3短路，则u2为正半周时，将V1短路烧坏。

1—4在图P1—4所示各电路中，设二极管均为理想二极管。

试判断各二极管是否导通，并求Uo的值。

解：

（1）在图（a）中，V2导通，V1截止，Uo＝5V。

（2）在图（b）中，V1导通，V2截止，Uo＝0V。

（3）在图（c）中，v1、v2均导通，此时有

1—5二极管限幅电路如图Pl—5（a）、（b）所示。

若ui＝5sinωt（V），试画出uo的波形。

解：

（1）在图（a）中：

当ui＞一2．7V时，V管截止，uo＝一2V；当ui≤一2．7V时，V管导通，u。

＝ui。

当ui＝5sinωt（V）时，对应的uo波形如图P1—5’（a）所示。

（2）在图（b）中：

当ui＞1．3V时，V管截止，u。

＝ui；当ui≤1.3V时，V管导通，u。

＝2V。

其相应波形如P1—5’（b）所示。

1—6二极管双向限幅电路如图P1—6（a）所示。

若输入ui为图Pl—6（b）所示的三角波，试画出uo的波形。

解：

电路为双向限幅器，其上门限为3．7V，下门限为一3．7V。

对应输入的uo波形如图P1—6（c）所示。

1—7在图P1—7所示的电路中，设二极管为理想二极管。

当输入电压ui由0逐渐增加到10v时，试画出输出电压uo与ui的关系曲线。

解：

当“ui＝0时，V1截止，V2导通。

此时

当0＜ui＜3V时，V1仍截止，V2导通，u。

＝3V当3V≤ui≤8V时，V1、V2均导通“u。

＝ui。

当ui＞8V时，Vl导通，V2截止，u。

＝8V。

uo与ui的关系曲线如图P1—7’所示。

1—8在国P1—8（a）所示电路中，已知输入电压u1、u2的波形如图P1—8（b）所示，试画出uo的波形。

解：

该电路为高电平选择电路，即u1、u2中至少有一个为3V，则u。

＝3一0．7＝2．3v。

u1、u2均为0时，u。

＝一o．7V。

其波形如图P1—8（c）。

1—9有两只稳压二极管Vz1、Vz2，其稳定电压分别为Uzl＝6V、Uz2＝l0V，正向导通压降均为0．7V。

如果将它们以不同方式串联后接入电路，可能得到几种不同的电压值?

试画出相应的串联电路。

解：

两只稳压管串联方式有四种,如图P1-9,在不同输入电压下使稳压管正向导通或反向击穿。

对图（a）可得，u。

＝1.4V或uo＝-16V;

对图（b）可得，uo＝10．7V或u。

＝-6.7V;

对图（c）可得,uo＝6．7V或u。

＝一10．7;

对图（d）可得，“uo＝16V或u。

＝一1．4V.

1—10稳压二极管电路如图P1—10所示，已知稳压管的Uz＝6V，限流电阻R＝100Ω。

（1）当Rl＝200Ω时，稳压管的Iz＝?

Uo＝?

（2）当R1＝50Ω时，稳压管Iz＝?

Uo＝?

解：

[1]由图可知

（2）当RL＝50Ω时，稳压二极管不能击穿，因而

l—11在图Pl—11所示电路中，设稳压管的Uz＝5V，正向导通压降为0．7V。

若ui＝l0stnωt（V），试画出uo的波形。

解：

当ui≥5V时，Vz击穿，u。

＝5V。

当“ui≤一0．7V时，Vz正向导通，u。

＝一0．7V。

当一0．7V＜ui＜5V时，Vz截止，u。

＝ui。

由此画出的uo波形如图Pl—11’所示

1—12电路如图P1—12所示，已知Vz的稳定电压Uz＝10V，Pz＝1W，Izmm＝

2mA，R＝l00Ω。

（1）若RL＝250Ω，试求ui允许的变化范围。

（2）若ui＝22v，试求R1允许的变化范围。

解：

（1）vz管允许的最大电流为

ui的最大值Uimax应满足以下关系

即

解得

而ui的最小值Uimin应满足以下关系

即

解得

故

（2）RL的最大值RLmax及最小值RLmin应分别满足以下关系

即

解得

故

第二章双极型晶体管及其放大电路

2—1测得某放大管三个电极上的电流分别为：

I1=3mA，I2＝0．06mA，I3＝3.06mA。

试估算该管的β,α值。

解：

根据晶体管放大状态下的电流关系

得IE＝3．06mA，Ic＝3mA，IB＝0．06mA。

故

2—2某个晶体管的β＝25，当它接到电路中时，测得两个电极上的电流分别为50mA和2mA．能否确定第三个电极上的电流数值?

解：

不能。

因为第三个电极上的电流与管子的工作状态有关。

当管子处于放大状态时，第三个电极上的电流为52mA；而当管子处于饱和状态时，则电流为48mA。

2—3测得电路个的四个NPN硅管各极电位分别如下：

试判断每个管子的工作状态。

解：

（1）

即e结正偏，c结反偏，管子工作在放大状态。

（2）

即e结、c结均正偏，管子工作在饱和状态。

（3）

即e结、c结均反偏，管子工作在截止状态

（4）

即e结反偏，c结正偏，管子处在反向放大（或称倒置）状态。

2—4测得放大电路中的四个晶体管各极电位分别如下

试判断它们各是NPN型还是PNP型?

是硅管还是锗管?

并确定每管的b、e、c。

2—5某晶体管的共射输出特性曲线如图P2—5所示

解：

图（6）中的复合管为等效NPN型管；①一b极，②一e极，③一c圾。

图（b）中的复合管为等效PNP型管；①一b极，②一c极，②一e极。

图（f）中的复合管为等效NPN型管。

①一b极，②一e极，③一c极。

2—8图P2—8所示的三个电路中，已知晶体管的β＝50，UBE＝0．7V，试判断每管的工作状态并求出集电极电位Uc的值。

解：

（1）在（a）图中:

（3）图（c）中：

2—9在图P2—9所示的放大电路中，三极管的β＝50，RB＝500kΩ，Rc＝6.8kΩ，RL＝6．8kΩ，Ucc＝12v，UBEQ＝0．6V‘

（1）计算静态工作点。

（2）若要求ICQ＝0．5mA，UCEQ＝6V，求所需的RB和Rc值。

2—10晶体管电路如图P2—l0所示。

已知β＝100，UBE＝一0．3V

（1）估算直流工作点IcQ、UCEQ。

（2）若偏置电阻RB1、RB2分别开路,试分别估算集电极电位Uc值，并说明各自的工作状态。

（3）若RB2开路时,要求IcQ＝2mA,试确定RB1应取值。

2—11电压负反馈型偏置电路如图P2—11所示。

若晶体管的β、UBE已知。

（1）试导出计算工作点的表达式。

（2）简述稳定工作点的原理。

2—12电路如图P2—12所示。

已知晶体管的β＝50,UBE＝一0．2V，试求：

3—13试判别回P2—13各电路是否具有正常放大作用?

若无放大作用则说明理由，并将错误处加以改正。

解：

（1）图（a）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。

（2）图（b）中因c极短接电路不能正常放大。

应在c极到Ucc之间接集电极负载电阻Rc。

（3）图（c）中因IB＝0,管子截止，电路不能正常放大。

应将RB改接在b极与Ucc之间。

（4）图（d）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b极到Ucc之间接偏置电阻RB。

（5）图（e）中电路因e结反偏而不能正常放大。

应将UBB的极性反过来且Ucc改为负电源。

此外，c2、c2耦合电容保持极性也应反接。

（6）图（f）中电路可以正常放大。

2—14试画出图P2—14所示电路的直流通路和交流通路

解；各电路对应的直流通路分别如图P2—14’所示

各电路对应的交流通路分别如图P2—147r所示

2—15对于图P2—l5所示的四种放大器模型，为了使负载RL上获得的信号大，试分别说明应对Ri和Ro提出什么要求。

解：

对图（a）所示电压放大器，要求Ri大，Ro小；对图（b）所示电流放大器，要求Ri小，Ro大；对图（c）所示互导放大器，要求Ri大，Ro大；对图（d）所示互阻放大器，要求Ri小，Ro小

2—21假设NPN管固定偏流共射放大器的输出波形分别如图P2-21（a）、（b）所示。

试问；f

（1）电路产生了何种非线性失真?

（2）偏置电阻RB应如何调节才能消除失真?

解：

（1）对于图（a）所示波形，电路产生了饱和失真，对于图（b）所示波形，电路产生了截止失真。

（2）对于图（a）所示波形，应将RB增大使IBQ（ICQ）减小。

对于图（b）所示波形，应将RB减小使IBQ（ICQ）增大。

2—22上题中，若晶体管改为PNP型管，重做上题.

解：

对于P2—21图（a）所示的波形，电路产生了截止失真，应将RB减小。

对于P2—21图（b）所示的波形，电路产生了饱和失真，应将RB增大。

2—23测得放大电路中某晶体管三个电极上的电流分别为：

2mA、2．02mA、0．02mA。

己知该管的厄尔利电压UA＝120V，Cb’e＝60pF，Cb’c＝5pF，rbb’＝200Ω。

（1）试画出该晶体管的H参数交流等效电路，确定等效电路中各参数值。

（2）画出高频混合π型交流等效电路，确定等效电路中各参数值。

而

解得

（2）

2—35试判断图P2—35所示各电路属于何种组态放大器。

并说明输出信号相对输入的相位关系。

解：

图（a）所示电路为共集—共射组合电路。

输出与输入反相。

图（b）所示电路为共射一共基组合电路。

输出与输入反相。

图（c）所示电路为共集一共基组合电路。

输出与输入同相。

图（d）所示电路由于V1管集电极端具有恒流特性，因而V2管组成以恒流管为负载的共射放大器。

输出与输入反相。

第三章场效应管及其基本电路

3—1已知场效应管的特性如图P3—l所示，试指出它们分别属于哪种类型场效应

管，并画出相应的电路符号，指出每只管子的UGSoff或UGSth和IDSS的大小。

3—4图P3—4所示的4个场效应管电路中，哪个电路工作在恒流区，哪个电路工作在可变电阻区，哪个电路工作在截止区?