模电自测题思考题与习题参考答案.docx

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模电自测题思考题与习题参考答案

《自测题、思考题与习题》参考答案

第1章

自测题

一、1.杂质浓度；温度。

2.减小；增大。

3.单向导电；最大整流电流IF；最大反向工作电压URM。

4.0.5；0.7；0.1；0.2。

5.15V；9.7V；6.7V；1.4V；6V；0.7V。

6.大；整流。

二、1.①；⑤；②；④。

2.②；①。

3.①。

4.③。

5.③。

6.③。

三、1、2、5、6对；3、4错。

思考题与习题

1.3.1由直流通路（图略）得ID=（10-0.7）/5.1×103≈1.82mA；则有rd≈26（mV）/ID（mA）=14.3Ω。

再由微变等效电路（图略）可得输出电压交流分量uo≈[14.3/（14.3+25）]ui≈3.6sinωt（mV）。

1.3.2（a）UD=-3V，VD截止，UAB=-12V。

（b）UD1=10V，UD2=25V，VD2优先导通，VD1截止，UAB=-15V。

1.3.3当ui≥1.7V时VD1导通，VD2截止，uo=1.7V；当ui≤-1.7V时VD2导通，VD1截止，uo=-1.7V；当-1.7V≤ui≤1.7V时VD1、VD2均截止，uo=ui。

故uo为上削顶下削底，且幅值为±1.7V的波形（图略）。

1.3.4在等效电路中，两二极管可由图1.3.2（c）来表示。

当-0.5V

当ui≥0.5V时VD1导通，VD2截止，uo=[（ui-Uth）/（R+rD）]rD+Uth，其最大值为Uom≈1.42V。

同理，当ui≤-0.5V时，Uom≈-1.42V。

图略。

1.3.5由分压公式分别求得UA=5V，UB=8V，UBC=5V。

因UCA=UC-UA=UCB+UB-UA=-2V。

截止。

1.4.1当ui>8V时，稳压管起稳压作用，uo=8V；-0.7V

图略。

1.4.2

（1）因RLUI/（RL+R）=18V>UZ，稳压管起稳压作用，UO=UZ=12V，IL=UO/RL=6mA，IR=（UI-UO）/R=12mA，IZ=IR-IO=6mA。

（2）当负载开路时，IZ=IR=12mA。

（3）IL=6mA，IR=（UI-UO）/R=14mA，IZ=IR-IL=8mA。

第2章

自测题

一、1.15；100；30。

2.（从左到右）饱和；锗管放大；截止；锗管放大；饱和；锗管放大；硅管放大；截止。

3.

（1）6V；

（2）1mA，3V；（3）3kΩ，3kΩ；（4）50，-50；（5）1V；（6）20μA；（7）30mV。

4.

（1）1mA，6V；

（2）14.1kΩ，3.6kΩ；（3）-1.5。

5.削底，削底，削底。

6.共集；共集；共集和共基；共集；共射。

二、1.②。

2.④。

3.③。

4.②；①；④。

5.②④。

6.④。

三、1、5对；2、3、4、6错。

思考题与习题

2.1.1（a）NPN硅管，1-e、2-b、3-c。

（b）PNP硅管，1-c、2-b、3-e。

（c）PNP锗管，1-c、2-e、3-b。

2.1.2（a）放大状态。

（b）截止状态。

（c）因JC零偏，管子处于临界饱和状态。

2.2.1图（a）电路不能放大，因为静态IB=0。

图（b）电路不能放大，因为VCC极性接反。

图（c）、电路具有放大功能。

2.3.1

（1）当S→A时，因Rb<βRc，管子处于饱和区，IC=ICS≈VCC/Rc=3（mA）。

（2）当S→B时，因Rb>βRc，管子处于放大区，IB=（VCC-UBE）/RbB=0.0228（mA），IC=βIB=1.824（mA）。

（3）当S→C时，截止，IC=0。

2.3.2

（1）由题图2.8（b）得VCC=10V，UCE=4V，IB=40μA，IC=2mA，所以Rb=（VCC-UCE）/IB=232.5kΩ，RC=（VCC-UCE）/IC=3kΩ。

又由图可知ICR'L=（6-4）=2V，故R'L=1kΩ。

据R'L=Rc//RL得RL=3/2kΩ。

（2）因ICR'L

由图知β=IC/IB=2/0.04=50，rbe=0.9kΩ。

Au=−βR'L/rbe=−55.5，故得Uim=Uom/Au=−36mV，即最大幅值为36mV。

（3）当Uim继续加大时电路先产生截止失真，需减小Rb直到消除失真为止。

2.3.3由图（b）A点得VCC=12V；B点得Rc+RE=12/2=6kΩ；C点得R'L=Rc//RL=3kΩ。

故Rc=4kΩ，RE=6-4=2kΩ。

因IB=10μA时IC=1mA，得β=100。

据图（a）知VCC=IBRB+0.7+（1+β）IBRE，得RB=930kΩ。

2.3.4

（1）由−UBE+IBRB−VCC=0得IB≈0.49mA，IC≈9.8mA。

由−UCE+ICRc−VCC=0得UCE=−7.1V。

PC=|ICUCE|≈69.6mW

（2）若基极开路，UCE≈−12V，管子可能被击穿。

2.3.5

（1）IC≈βIB=β（VCC-UBEQ）/R1，UCE≈VCC-IC（R2+R3）。

（2）Au=−β（R2//RL）/rbe，Ri=R1//rbe；Ro≈R2。

（3）若将C3开路，rbe和Ri不变，此时Au=−β[（R2+R3）//RL]/rbe，Ro≈R2+R3。

2.3.6

（1）IB=（VCC-0.7）/[RB1+RB2+（1+β）Rc]，IC=βIB，UCE=VCC-（1+β）IBRc。

（2）Au=−β（RB2//Rc//RL）/rbe，Ri=RB1//rbe，Ro=RB2//Rc。

2.4.1

（1）UB≈4V，IC≈1.65mA，IB=IC/β≈28μA，UCE≈7.75V。

（2）rbe≈1.2KΩ。

（3）Au=−100。

（4）Uom=IC（Rc//RL）=3.3V。

（5）若UCE=4V，则IC=（VCC-UCE）/（Rc+Re）=2.4V，UB=0.7+ICRe=5.5V，Rb1≈38.2kΩ。

2.4.2

（1）Q点在交流负载线的中点上时输出幅度最大，由此可得ICR'L=UCE，且UCE=VCC-IC（Rc+Re），故解得IC=1.5mA，UCE=3V。

于是得UE=3V，UB=3.7V，Rb1≈11.4kΩ。

（2）rbe=1.85kΩ，Au=−108。

2.4.3因UB=3.43V，UE=2.73V，IE=UE/（Re1+Re2）≈1.82mA，故rbe=0.951kΩ。

Ri=Rb1//Rb2//[rbe+（1+β）Re1]≈5.19kΩ。

Au=−β（Rc//RL）/[rbe+（1+β）Re1]≈-9.14，Aus=－7.66。

Ro≈Rc=3.3kΩ。

当Re并一大电容，Ri=Rb1//Rb2//rbe=0.856kΩ。

Au=−β（Rc//RL）/rbe≈-126.54。

结果表明，Re被大电容短路后，Ri减小而Au提高了。

2.4.4

（1）IC≈IE=（VCC-UE）/（Re1+Re2）≈1.35mA，UCE=−[10−IC（RC+RE1+RE2）]=−3.5V。

（2）图略。

（3）因rbe≈1.2kΩ，故Au=−βRc/[rbe+（1+β）RE1]≈−14.5，Ri=RB1//RB2//[rbe+（1+β）RE1]=4.6kΩ，Ro=Rc=3.3kΩ。

（4）因Au=−β（Rc//RL）/[rbe+（1+β）RE1]≈−11.4，故Aus=－7.76。

（5）当RB1调大时，Au减小、Ri增大，而Ro将保持不变。

2.4.5

（1）由图得IC=1.5mA，UCE=7.5V，VCC=15V；UCE+IC（Rc//RL）=10.5V得Rc=3KΩ；VCC/（Rc+Re）=3mA得Re=2KΩ。

（2）Rb2=UB/IRb2=（ICRe+0.7）/IRb2=10KΩ；Rb1=（VCC-UB）/（IRb2+IB）=28KΩ。

（3）Pom=UcemIcm/2=2.25mW，PVcc=VCCIC=22.5mW，η=Pom/PVcc=10%，Pc=PVcc-Pom=20.25mW。

2.4.6

（1）IC≈（UB-UBE）/Re≈1.8mA，IB=IC/β=18μA，UCE≈VCC-IC（Rc+Re）=2.8V。

（2）因rbe≈1.66kΩ，故Au1≈−0.79；Au2≈0.8。

（3）Ri=Rb1//Rb2//[rbe+（1+β）Re]≈8.2kΩ。

（4）Ro1≈Rc=2kΩ；Ro2=Re//[rbe+（Rb1//Rb2//Rs）]/（1+β）≈31Ω。

2.4.7

（1）IB=28μA，IC=1.4mA，UCE≈6.4V。

（2）rbe=1.25kΩ，Au=0.99，Ri=76kΩ，Ro≈22Ω。

2.4.8

（1）由于基极电流较大，故用戴维南定理得IB≈0.2mA，IC≈10mA，UCE≈10V。

（2）Au=25，Ri=19Ω，Ro≈500Ω。

第3章

自测题

一、1.结型和绝缘栅型；电压控制；输入电阻高；不参与导电。

2.漏；源；源；漏；源。

3.4mA；-3V。

4.16mA；+4V；8ms。

5.减小；减小；减小。

6.gm和RS。

二、1.②。

2.③。

3.④。

4.④。

5.③。

6.②。

三、3、4、5对；1、2、6错。

思考题与习题

3.1.1图（a）为N-DMOS，UP=-2V，IDSS=2mA；图（b）为P-JFET，UP=2V，IDSS=3mA；图（c）为P-DMOS，UP=2V，IDSS=2mA；图（d）为N-EMOS，UT=1V。

3.1.2图（a）为N-EMOS，UT=3V；图（b）为P-EMOS，UT=-2V；图（c）为P-DMOS，UP=2V，IDSS=-2mA；图（d）为N-DMOS，UP=-3V，IDSS=3mA。

3.1.3

3.1.4

（1）为N-DMOS；

（2）UP=-3V；（3）IDSS≈6mA。

3.2.1

（1）Au=-gmRD=-66。

（2）Au=-gmR′L=-50。

（3）Ri=Rg+Rg1//Rg2Rg=10MΩ，Ro=RD=33kΩ。

（4）若Cs开路，A′u=-gmR′L/（1+gmRs）=Au/5，即下降到原来的20%。

3.2.2

（1）将UGS=9.3-11ID代入转移曲线方程得ID1=0.56mA，ID2=0.4mA；再分别代入UGS=9.2-11ID中可得UGS1=3.04V（舍去）和UGS2=4.8V。

故静态漏极电流ID=0.4mA，UGS=4.8V。

并且UDS=VDD-ID（Rd+Rs1+Rs2）=9.6V。

（2）Ri=2.08MΩ，Ro≈Rd=10kΩ。

（3）因gm=1mA/V，故Au=-gm（Rd//RL）/（1+gmRs1）=-2.5。

3.2.3

（1）转移曲线方程得ID=1mA，由UGS=-IDR1得R1=2kΩ。

（2）由UDS=VDD-ID（Rd+R1+R2）得R2=4kΩ。

（3）因gm=1mA/V，故Au=-gmRd/[1+gm（R1+R2）]=-1.43。

3.2.4

（1）解方程得ID1=1.15mA，ID2=7.8mA（舍去），进而得UGS=-1.15V，UDS=5.05V。

（2）因gm=1.23mA/V，Au1=-9.1，Au2=0.38。

（3）Ri=1MΩ，Ro1≈Rd=12kΩ，Ro2≈Rs//（1/gm）=0.31kΩ。

3.2.5

（1）解方程得ID1=0.82mA，ID2=0.31