电子技术一二章课后习题答案.docx
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电子技术一二章课后习题答案
第1章半导体存器件
在如图所示的各个电路中，已知直流电压V，电阻kΩ，二极管的正向压降为，求Uo。
图习题的图
分析Uo的值与二极管的工作状态有关，所以必须先判断二极管是导通还是截止。
若二极管两端电压为正向偏置则导通，可将其等效为一个Ｖ的恒压源；若二极管两端电压为反向偏置则截止，则可将其视为开路。
解对图（a）所示电路，由于V，二极管VD承受正向电压，处于导通状态，故：
（V）
对图（b）所示电路，由于V，二极管VD承受反向电压截止，故：
（V）
对图（c）所示电路，由于V，二极管VD承受正向电压导通，故：
（V）
在如图所示的各个电路中，已知输入电压V，二极管的正向压降可忽略不计，试分别画出各电路的输入电压ui和输出电压uo的波形。
分析在ui和5V电源作用下，分析出在哪个时间段内二极管正向导通，哪个时间段内二极管反向截止。
在忽略正向压降的情况下，正向导通时可视为短路，截止时可视为开路，由此可画出各电路的输入、输出电压的波形。
图习题的图
解对图（a）所示电路，输出电压uo为：
ui≥5V时二极管VD承受正向电压导通，UD=0，uo=5V；ui<5V时二极管VD承受反向电压截止，电阻R中无电流，uR=0，uo=ui。
输入电压ui和输出电压uo的波形如图（a）所示。
图习题解答用图
对图（b）所示电路，输出电压uo为：
ui≥5V时二极管VD承受正向电压导通，UD=0，uo=ui；ui<5V时二极管VD承受反向电压截止，电阻R中无电流，uR=0，uo=5V。
输入电压ui和输出电压uo的波形如图（b）所示。
对图（c）所示电路，输出电压uo为：
ui≥5V时二极管VD承受反向电压截止，电阻R中无电流，uR=0，uo=ui；ui<5V时二极管VD承受正向电压导通，UD=0，uo=5V。
输入电压ui和输出电压uo的波形如图（c）所示。
在如图所示的电路中，试求下列几种情况下输出端F的电位UF及各元件（R、VDA、VDB）中的电流，图中的二极管为理想元件。
（1）V。
（2），V。
（3）V。
图习题的图
分析在一个电路中有多个二极管的情况下，一些二极管的电压可能会受到另一些二极管电压的影响，所以，在判断各个二极管的工作状态时，应全面考虑各种可能出现的因素。
一般方法是先找出正向电压最高和（或）反向电压最低的二极管，正向电压最高者必然导通，反向电压最低者必然截止，然后再根据这些二极管的工作状态来确定其他二极管承受的是正向电压还是反向电压。
解
（1）因为V而UCC=6V，所以两个二极管VDA、VDB承受同样大的正向电压，都处于导通状态，均可视为短路，输出端F的电位UF为：
（V）
电阻中的电流为：
（mA）
两个二极管VDA、VDB中的电流为：
（mA）
（2）因为，V而UCC=6V，所以二极管VDB承受的正向电压最高，处于导通状态，可视为短路，输出端F的电位UF为：
（V）
电阻中的电流为：
（mA）
VDB导通后，VDA上加的是反向电压，VDA因而截止，所以两个二极管VDA、VDB中的电流为：
（mA）
（mA）
（3）因为V而UCC=6V，所以两个二极管VDA、VDB承受同样大的正向电压，都处于导通状态，均可视为短路，输出端F的电位UF为：
（V）
电阻中的电流为：
（mA）
两个二极管VDA、VDB中的电流为：
（mA）
在如图所示的电路中，试求下列几种情况下输出端F的电位UF及各元件（R、VDA、VDB）中的电流，图中的二极管为理想元件。
（1）V。
（2）V，。
（3）V。
图习题的图
分析本题与上题一样，先判断出两个二极管VDA、VDB的工作状态，从而确定出输出端F的电位，再根据输出端F的电位计算各元件中的电流。
解
（1）因为V，所以两个二极管VDA、VDB上的电压均为0，都处于截止状态，电阻R中无电流，故：
（mA）
输出端F的电位UF为：
（V）
（2）因为V，V，所以二极管VDA承受的正向电压最高，处于导通状态，可视为短路，输出端F的电位UF为：
（V）
电阻中的电流为：
（mA）
VDA导通后，VDB上加的是反向电压，VDB因而截止，所以两个二极管VDA、VDB中的电流为：
（mA）
（mA）
（3）因为V，所以两个二极管VDA、VDB承受同样大的正向电压，都处于导通状态，均可视为短路，输出端F的电位UF为：
（V）
电阻中的电流为：
（mA）
两个二极管VDA、VDB中的电流为：
（mA）
在如图所示的电路中，已知V，V。
试用波形图表示二极管上的电压uD。
分析设二极管为理想元件，则二极管导通时uD=0，二极管截止时因电阻R中无电流，，因此，判断出二极管VD在ui和E作用下哪个时间段内导通，哪个时间段内截止，即可根据uD的关系式画出其波形。
解设二极管为理想元件，则当≥0，即e≥V时二极管导通，uD=0；当，即V时二极管截止，V。
由此可画出uD的波形，如图所示。
图习题的图图习题解答用图
在如图所示的电路中，已知V，Ω，Ω。
稳压管VDZ的稳定电压V，最大稳定电流mA。
试求稳压管中通过的电流IZ，并判断IZ是否超过IZM？
如果超过，怎么办？
分析稳压管工作于反向击穿区时，电流虽然在很大范围内变化，但稳压管两端的电压变化很小，所以能起稳压的作用。
但与稳压管配合的电阻要适当，否则，要么使稳压管的反向电流超过允许值而过热损坏，要么使稳压管因为没有工作在稳压区而不能稳压。
图习题的图
解设稳压管VDZ工作正常，则电阻R1和R2中的电流分别为：
（mA）
（mA）
稳压管中通过的电流IZ为：
（mA）
可见。
如果IZ超过IZM，则应增大R1，也可减小R2。
但R2一般是负载电阻，不能随意改变，若R1不能变，则应限制R2的最大值，或另选稳压管。
有两个稳压管VDZ1和VDZ2，其稳定电压分别为和，正向压降都是，如果要得到、3V、6V、9V和14V几种稳定电压，这两个稳压管（还有限流电阻）应该如何连接，画出各个电路。
分析稳压管工作在反向击穿区时，管子两端电压等于其稳定电压；稳压管工作在正向导通状态时，管子两端电压等于其正向压降。
因此，可通过两个稳压管的不同组合来得到不同的稳定电压。
解应按如图（a）～（e）所示各个电路连接，可分别得到上述几种不同的稳定电压，图中的电阻均为限流电阻。
图习题的图
在一放大电路中，测得某晶体管3个电极的对地电位分别为-6V、-3V、，试判断该晶体管是NPN型还是PNP型？
锗管还是硅管？
并确定3个电极。
分析晶体管的类型（NPN型还是PNP型，硅管还是锗管）和管脚可根据各极电位来判断。
NPN型集电极电位最高，发射极电位最低，即，；PNP型集电极电位最低，发射极电位最高，即，。
硅管基极电位与发射极电位大约相差或；锗管基极电位与发射极电位大约相差或。
解设晶体管3个电极分别为1、2、3，即V、V、V。
因为2、3两脚的电位差为，可判定这是一个锗管，且1脚为集电极。
由于集电极电位最低，可判定这是一个PNP型管。
又由于2脚电位最高，应为发射极，而3脚为基极。
因为发射极与基极之间的电压V，基极与集电极之间的电压V，可见发射结正偏，集电结反偏，晶体管工作在放大状态。
综上所述，可知这是一个PNP型的锗晶体管。
晶体管工作在放大区时，要求发射结上加正向电压，集电结上加反向电压。
试就NPN型和PNP型两种情况讨论：
（1）UC和UB的电位哪个高？
UCB是正还是负？
（2）UB和UE的电位哪个高？
UBE是正还是负？
（3）UC和UE的电位哪个高？
UCE是正还是负？
分析晶体管工作在放大区时，要求发射结上加正向电压，集电结上加反向电压。
对NPN型晶体管，电源的接法应使3个电极的电位关系为。
对PNP型晶体管，则应使。
解
（1）对NPN型晶体管，由可知：
，，；，，。
（2）对PNP型晶体管，由可知：
，，；，，。
一个晶体管的基极电流μA，集电极电流mA，能否从这两个数据来确定它的电流放大系数？
为什么？
分析晶体管工作在不同状态时，基极电流和集电极电流的关系不同。
工作在截止状态时，；工作在放大状态时；工作在饱和状态时。
解不能由这两个数据来确定晶体管的电流放大系数。
这是因为晶体管的电流放大系数是放大状态时的集电极电流与基极电流的比值，而题中只给出了基极电流和集电极电流的值，并没有指明这两个数据的测试条件，无法判别晶体管是工作在放大状态还是饱和状态，所以不能由这两个数据来确定晶体管的电流放大系数。
若晶体管的发射结和集电结都加正向电压，则集电极电流IC将比发射结加正向电压、集电结加反向电压时更大，这对晶体管的放大作用是否更为有利？
为什么？
分析晶体管的发射结和集电结都加正向电压时工作在饱和状态，IC不随IB的增大而成比例地增大，晶体管已失去了线性放大作用。
解发射结和集电结都加正向电压时对晶体管的放大作用不是更为有利，而是反而不利。
这是因为这时晶体管工作在饱和状态，集电极电流IC虽然比发射结加正向电压、集电结加反向电压（即放大状态）时更大，但是IC已不再随IB线性增大，IB对IC已失去控制作用，所以已没有放大能力。
另一方面，晶体管工作在饱和状态时集电极与发射极之间的电压V，虽然IC更大，但晶体管的输出电压反而更小，所以也不能把电流放大作用转换为电压放大作用。
有两个晶体管，一个管子的、μA，另一个管子的、μA，其他参数都一样，哪个管子的性能更好一些？
为什么？
分析虽然在放大电路中晶体管的放大能力是一个非常重要的指标，但并非β越大就意味着管子性能越好。
衡量一个晶体管的性能不能光看一、两个参数，而要综合考虑它的各个参数。
在其他参数都一样的情况下，β太小，放大作用小；β太大，温度稳定性差。
一般在放大电路中，以左右为好。
ICBO受温度影响大，此值越小，温度稳定性越好。
ICBO越大、越大的管子，则ICEO越大，稳定性越差。
解第二个管子的性能更好一些。
这是因为在放大电路中，固然要考虑晶体管的放大能力，更主要的是要考虑放大电路的稳定性。
有一晶体管的mW，mA，V，试问在下列几种情况下，哪种为正常工作状态？
（1）V，mA。
（2）V，mA。
（3）V，mA。
分析ICM、U（BR）CEO和PCM称为晶体管的极限参数，由它们共同确定晶体管的安全工作区。
集电极电流超过ICM时晶体管的β值将明显下降；反向电压超过U（BR）CEO时晶体管可能会被击穿；集电极耗散功率超过PCM时晶体管会被烧坏。
解第
（1）种情况晶体管工作正常，这是因为，，。
其余两种情况晶体管工作不正常
某场效应管漏极特性曲线如图所示，试判断：
（1）该管属哪种类型？
画出其符号。
（2）该管的夹断电压UGS（off）大约是多少？
（3）该管的漏极饱和电流IDSS大约是多少？
分析根据表所示绝缘栅型场效应管的漏极特性曲线可知，N沟道场效应管当UGS由正值向负值变化时ID减小，P沟道场效应管当UGS由正值向负值变化时ID增大；耗尽型场效应管在时，增强型场效应管在时。
解由图可知，因为该管当UGS由正值向负值变化时ID减小，且时，所以该管属N沟道耗尽型场效应管，并且夹断电压V，漏极饱和电流mA，其符号如图所示。
图习题的图图习题解答用图
试由如图所示的场效应管漏极特性曲线，画出V时的转移特性曲线，并求出管子的跨导gm。
分析根据场效应管漏极特性曲线画转移特性曲线的方法是：
首先根据UDS在漏极特性曲线上作垂线，然后确定出该条垂线与各条漏极特性曲线的交点所对应的ID值和UGS值，最后根据各个ID值和UGS值画出转移特性曲线。
解根据V在漏极特性曲线上作垂线，如图（a）所示。
该条垂线与各条漏极特性曲线的交点所对应的ID值和UGS值如表所示。
根据表画出的转移特性曲线如图（b）所示。
表习题解答用表
UGS（V）
-4
-2
0
2
ID（mA）
4
8
12
16
（a）漏极特性曲线（b）转移特性曲线
图习题解答用图
第2章单级交流放大电路
根据组成放大电路时必须遵循的几个原则，分析如图所示各电路能否正常放大交流信号？
为什么？
若不能，应如何改正？
分析判断电路能否正常放大交流信号，只要判断是否满足组成放大电路时必须遵循的几个原则。
对于定性分析，只要判断晶体管是否满足发射结正偏、集电结反偏的条件，以及有无完善的直流通路和交流通路即可。
解如图所示各电路均不能正常放大交流信号。
原因和改进措施如下：
图（a）中没有完善的交流通路。
这是因为，恒定，所以输入端对交流信号短路，输入信号不能送入。
应在电源UBB支路中串联电阻RB。
图（b）中没有完善的直流通路。
这是因为电容C1的隔直作用，晶体管无法获得偏流，。
应将C1改接在交流信号源与RB之间。
图习题的图
图（c）中发射结零偏，，晶体管无法获得偏流，。
应将RB接电源UCC与晶体管基极之间。
图（d）中电容C1接在电源UCC与晶体管基极之间带来两个问题：
一是由于C1的隔直作用，晶体管无法获得偏流，；二是由于C1对交流信号短路，输入信号不能送入。
应将C1改接成电阻。
图（e）中电源UCC和电容C1、C2的极性连接错误。
应将它们的极性对调。
图（f）中电容C2连接错误。
应将C2由与负载并联改成与负载串联。
在如图（a）所示的放大电路中，已知V，kΩ，kΩ，三极管的。
（1）试用直流通路估算静态值IB、IC、UCE。
（2）三极管的输出特性曲线如图（b）所示，用图解法确定电路的静态值。
（3）在静态时C1和C2上的电压各为多少？
并标出极性。
分析放大电路的静态分析有估算法和图解法两种。
估算法可以推出普遍适用于同类电路的公式，缺点是不够直观。
图解法可以直观形象地看出静态工作点的位置以及电路参数对静态工作的影响，缺点是作图过程比较麻烦，并且不具备普遍适用的优点。
解
（1）用估算法求静态值，得：
（mA）
（mA）
（V）
图习题的图
（2）用图解法求静态值。
在图2.8（b）中，根据mA、V作直流负载线，与μA的特性曲线相交得静态工作点Q，如图（b）所示，根据点Q查坐标得：
mA
V
（3）静态时，V。
C1和C2的极性如图（a）所示。
图习题解答用图
在上题中，若改变RB，使V，则RB应为多大？
若改变RB，使mA，则RB又为多大？
并分别求出两种情况下电路的静态工作点。
分析设计放大电路的一个重要环节就是RB、RC等元件的选择。
选择电阻RB、RC的常用方法是根据晶体管的参数β等和希望设置的静态工作点（静态值IC、UCE）计算出RB、RC的阻值。
解
（1）V时，集电极电流为：
（mA）
基极电流为：
（mA）
基极电阻为：
（kΩ）
（2）mA时，基极电流为：
（mA）
基极电阻为：
（kΩ）
（V）
在如图（a）所示电路中，若三极管的，其他参数与题相同，重新计算电路的静态值，并与题的结果进行比较，说明三极管β值的变化对该电路静态工作点的影响。
分析影响静态工作点的有电路参数RB、RC和UCC以及晶体管的参数ICBO、β和UBE。
在其他参数不变的情况下，β增大将使晶体管集电极电流的静态值IC增大，静态工作点上移。
解用估算法求静态值，得：
（mA）
（mA）
（V）
（V）
集电结和发射结都加正向电压，晶体管饱和。
实际上这时UCE和IC分别为：
（V）
（mA）
与题的结果比较可知，在其他参数不变的情况下，三极管β值由40变为100时，IB不变，但IC和UCE分别由2mA和6V变为4mA和，静态工作点从放大区进入了饱和区。
在如图（a）所示电路中，已知V，三极管的。
若要使V，mA，试确定RC、RB的值。
解由得：
（kΩ）
由得：
（mA）
基极电阻为：
（kΩ）
在如图（a）所示电路中，若输出电压uo波形的正半周出现了平顶畸变，试用图解法说明产生失真的原因，并指出是截止失真还是饱和失真。
分析如图（a）所示电路的输出电压uo（uCE的交流分量uce）与输入电压ui（uBE的交流分量ube）反相，而ib、ic与ui同相，所以uo与ib反相。
解由于uo与ib反相，所以uo波形的正半周出现平顶畸变时，iB波形的负半周出现平顶畸变，可见这是由于静态工作点设置得太低，致使iB的负半周进入输入特性曲线的死区，使iB波形的负半周不能正常放大而引起失真，属于截止失真。
图解过程如图所示。
（a）输入回路（b）输出回路
图题解答用图
画出如图所示各电路的直流通路、交流通路和微变等效电路，图中各电路的容抗均可忽略不计。
若已知V，kΩ，kΩ，三极管的，求出各电路的静态工作点。
分析放大电路的直流通路是直流电源单独作用时的电流通路，在直流通路中电容可视为开路。
放大电路的交流通路是交流信号源单独作用时的电流通路，在交流通路中电容和直流电源可视作短路。
将交流通路中的晶体管用其微变等效电路代替，便可得到放大电路的微变等效电路。
图习题的图
解如图（a）所示电路的直流通路、交流通路和微变等效电路分别如图所示。
由直流通路列KVL方程，得：
将代入上式，解之得：
（mA）
（mA）
（V）
（a）（b）（c）
图习题解答用图
如图（b）所示电路的直流通路、交流通路和微变等效电路分别如图所示。
由直流通路列KVL方程，得：
将代入上式，解之得：
（mA）
（mA）
（V）
（a）（b）（c）
图习题解答用图
在如图所示的电路中，三极管是PNP型锗管。
请回答下列问题：
（1）UCC和C1、C2的极性如何考虑？
请在图上标出。
（2）设V，kΩ，，如果要将静态值IC调到，问RB应调到多大？
（3）在调整静态工作点时，如不慎将RB调到零，对晶体管有无影响？
为什么？
通常采取何种措施来防止发生这种情况？
分析PNP型三极管与NPN型三极管工作原理相似，不同之处仅在于使用时工作电源极性相反，相应地，电容的极性也相反。
解
（1）UCC和C1、C2的极性如图所示。
图习题的图图习题解答用图
（2）mA时，基极电流为：
（mA）
基极电阻为：
（kΩ）
这时集电极与发射极之间的电压为：
（V）
（3）如不慎将RB调到零，则12V电压全部加到晶体管的基极与发射极之间，使IB大大增加，会导致PN结发热而损坏。
通常与RB串联一个较小的固定电阻来防止发生这种情况。
在如图（a）所示的放大电路中，已知V，kΩ，kΩ，三极管的。
试分别计算空载和接上负载（kΩ）两种情况下电路的电压放大倍数。
分析电路的电压放大倍数与RC、RL、β及IE等因数有关。
RC或RL增大，电压放大倍数也增大。
空载时电压放大倍数最大。
解三极管基极电流静态值和集电极电流静态值分别为：
（mA）
（mA）
三极管的输入电阻为：
（Ω）
空载时电路的电压放大倍数为：
接上kΩ负载时电路的电压放大倍数为：
其中kΩ。
在如图所示的放大电路中，已知V，kΩ，kΩ，kΩ，kΩ，kΩ，kΩ，三极管的，。
（1）求静态值IB、IC、UCE。
（2）画出微变等效电路。
（3）求输入电阻ri和输出电阻ro。
（4）求电压放大倍数和源电压放大倍数。
分析分压式偏置放大电路可以保持静态工作点基本稳定。
这种电路稳定工作点的实质，是由于输出电流IC的变化通过发射极电阻RE上电压降（）的变化反映出来，而后引回到输入回路，和UB比较，使UBE发生变化来抑制IC的变化。
RE越大，静态工作点越稳定。
但RE会对变化的交流信号产生影响，使电压放大倍数下降。
用电容CE与RE并联可以消除RE对交流信号的影响。
解
（1）求静态值IB、IC、UCE。
（mA）
（mA）
（V）
（2）微变等效电路如图所示。
图习题的图图习题解答用图
（3）求输入电阻ri和输出电阻ro。
（Ω）
（kΩ）
（kΩ）
（4）求电压放大倍数和源电压放大倍数。
在如图所示的放大电路中，已知V，kΩ，kΩ，kΩ，Ω，kΩ，Ω，kΩ，三极管的，。
（1）求静态值IB、IC、UCE。
（2）画出微变等效电路。
（3）求输入电阻ri和输出电阻ro。
（4）求电压放大倍数和源电压放大倍数。
分析由于电阻RE1没有与电容并联，所以RE1中既有直流电流通过，又有交流电流通过，对电路的静态性能和动态性能都有影响。
解
（1）求静态值IB、IC、UCE。
（V）
（mA）
（mA）
（V）
（2）微变等效电路如图所示。
图习题的图图习题解答用图
（3）求输入电阻ri和输出电阻ro。
（kΩ）
（kΩ）
（kΩ）
（4）求电压放大倍数和源电压放大倍数。
在如图所示的放大电路中，已知V，kΩ，kΩ，kΩ，kΩ，三极管的。
（1）求静态值IB、IC、UCE。
（2）画出微变等效电路。
（3）求输入电阻ri和输出电阻ro。
（4）求电压放大倍数。
分析与上题一样，由于电阻RE没有与电容并联，所以RE中既有直流电流通过，又有交流电流通过，对电路的静态性能和动态性能都有影响。
解
（1）求静态值IB、IC、UCE。
根据图可画出该放大电路的直流通路，如图（a）所示。
由图（a）可得：
而：
所以，基极电流的静态值为：
（mA）
集电极电流的静态值为：
（mA）
集-射极电压的静态值为：
（V）
图习题的图
（2）画出微变等效电路。
根据图可画出该放大电路的交流通路和微变等效电路，如图（b）、（c）所示。
（3）求输入电阻ri和输出电阻ro。
晶体管的输入电阻为：
（kΩ）
由图（c）可得：
所以输入电阻为：
（kΩ）
计算输出电阻ro的等效电路如图（d）所示。
由于，有，，所以输出电阻为：
（kΩ）
（4）求电压放大倍数。
由图（c）可得：
式中：
所以，电压放大倍数为：
（a）直流通路（b）交流通路
（c）微变等效电路（d）计算ro的电路
图习题解答用图
在如图所示的放大电路中，已知V，kΩ，kΩ，kΩ，三极管的。
（1）求静态值IB、IC、UCE。
（2）画出微变等效电路。
（3）求输入电阻ri和输出电阻ro。
（4）求电压放大倍数。
分析本题电路为射极输出器，射极输出器的主要特点是电压放大倍数接近于1，输入电阻高，输出电阻低。
解
（1）求静态值IB、IC和UCE，为：
（mA）
（mA）
（V）
（2）微变等效电路如图所示。
图习题的图图习题解答用图
（2）求电压放大倍数、输入电阻ri和输出电阻ro，为：
（kΩ）
式中：
（kΩ）
（kΩ）
（Ω）
式中：
（Ω）
已知某放大电路的输出电阻为kΩ，输出端的开路电压有效值V，试问该放大电路接有负载电阻kΩ时，输出电压有效值将下降到多少？
分析对于负载而言，放大电路相当于一个具有内阻ro的电源，该电源的电动势就等于放大电路的开路电压Uo。
解根据如图（a）所示放大电路的微变等效电路，应用戴维南定理将其等效变化为如图（b）所示的电路，由此可得接有负载电阻RL时的输出电压有效值下降到：
（V）
比较共源极场效应管放大电路和共发射极晶体管放大电路，在电路结构上有何相似之处。
为什么前者的输入电阻较高？
解如果共源极场效应管放大电路采用分压式偏置电路，则和分压式偏置电路的共发射极晶体管放大电路在结构上基本相似，惟一不同之处是为了提高输入电阻而在场效应管栅极接了电阻RG。
但因场效应管是电压控制型器件，栅极无电流，故其输入电阻很高，而电阻RG也可以选得很大，因此场效应管放大电路的输入电阻较高。
（a）微变等效电路（b）图（a）的
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