大工14春《电工学》辅导资料18.docx
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大工14春《电工学》辅导资料18
电工学辅导资料十八
主题:
课件第八到十三章习题的辅导资料
学习时间:
2014年7月28日--8月3日
内容:
这周我们将复习课件第八到十三章的习题。
主要讲解各章的部分重要知识点例题。
请同学们按照各章节的要求,先自己做一遍再对照解题步骤进行复习。
一、学习要求
第八章半导体器件
1•了解半导体的类型和导电机理,了解PN结的单向导电性;
2•了解半导体二极管的基本类型、伏安特性和主要参数;了解二极管的主要应用;
3•了解稳压二极管的主要特性;
4•了解双极型晶体管的基本类型、特性曲线和主要参数,理解双极型晶体管的三种工作状态;
5•了解集成电路的发展概况和特点,理解模拟电路和数字电路的区别;
6•了解普通晶闸管的基本性能和可控整流的原理。
重点掌握内容:
1•重点:
半导体二极管、二极管的应用、双极型晶体管。
2•难点:
双极型晶体管。
第九章基本放大电路
1•了解放大电路的功能和工作原理;
2•理解放大电路静态分析的内容和方法;
3•理解放大电路动态分析的内容和方法;
4•了解双极型晶体管的基本放大电路的电路组成和主要特点,掌握静态分析和动态分析的计算;
5.了解多级放大的概念,掌握阻容耦合放大电路静态和动态分析的计算;
6.了解差分放大电路的电路组成、工作原理和输入、输出方式;
7•了解功率放大电路的特点和工作原理。
重点掌握内容:
1•重点:
放大电路的工作原理、共射放大电路。
2•难点:
放大电路的工作原理。
第十章集成运算放大电器
1•了解集成运算放大器的组成和电压传输特性;
2•理解反馈的概念,了解反馈的类型和负反馈对放大器性能的影响;
3•理解理想运算放大器及其基本分析方法;
4•理解用集成运算放大器组成的比例、加、减、微分和积分运算电路的工作原理和分析方法;
5•了解单限电压比较器的工作原理;
6•理解自励振荡的条件,了解用集成运算放大器组成的RC正弦波振荡电
路的工作原理。
重点掌握内容:
1•重点:
基本运算电路。
2•难点:
放大电路中的反馈。
第十一章直流稳压电源
1•了解直流稳压电源的基本组成;
2•理解单相桥式不可控整流电路的工作原理,了解桥式半控整流电路的工作原理;
3.理解电容滤波电路的工作原理,了解电感滤波和复式滤波电路的工作原理;
4.了解稳压管稳压电路的工作原理,理解集成稳压器的基本应用。
重点掌握内容:
1.重点:
整流电路、滤波电路、稳压电路。
2.难点:
整流电路、滤波电路、稳压电路。
第十二章组合逻辑电路
1.掌握常用集成门电路(或门、与门、非门、或非门、与非门、异或门和同或门)的逻辑功能,了解三态门的概念;
2•了解逻辑代数的基本运算法则和逻辑函数的化简;
3•掌握简单组合逻辑电路的分析和设计;
4•了解加法器、编码器及译码器的工作原理,了解数码显示器的功能。
重点掌握内容:
1重点:
集成复合门电路、组合逻辑电路的分析。
2•难点:
组合逻辑电路的设计。
第十三章时序逻辑电路
1•理解基本RS触发器的逻辑功能;
2•理解钟控RS、JK、D和T触发器的逻辑功能和触发器的触发方式;
3•理解数码寄存器和移位寄存器的工作原理;
4.理解二进制计数器和十进制计数器的工作原理;
5.555定时器。
重点掌握内容:
1.重点:
双稳态触发器。
2.难点:
寄存器、计数器。
二、主要内容
第8章半导体器件
例1:
当Us分别为2V、4V,而ui分别为3V、3sin^tV时,试画出uo的波形。
解:
如图所示:
Us:
2Vui:
3VUs:
2Vui:
3sin^tV
Us:
4Vui:
3VUs:
4Vui:
3sinwtV
例2:
测得工作在放大电路中几个晶体管三个极电位值Vi、V2、V3,判断
管子的类型、材料及三个极
解:
(1)Vi=3.5V,V2=2.8V,V3=12V。
NPN型硅管,1、2、3依次为B、E、C
(2)Vi=3V,V2=2.7V,V3=12V。
NPN型鍺管,1、2、3依次为B、E、C
(3)V1=6V,V2=11.3V,V3=12V。
PNP型硅管,1、2、3依次为C、B、E
(4)V1=6V,V2=11.7V,V3=12V。
PNP型鍺管,1、2、3依次为C、B、E
第9章基本放大电路
例1:
电路如图所示,求
(1)放大器的静态工作点;
(2)画出放大器的微
变等效电路(有Ce、无Ce);(3)放大器的电压放大倍数Au(有Ce、无Ce);
(4)放大器的输入输出电阻(有Ce、无Ce);(5)若测得输出波形为:
判断放大器出现的是何种失真,如何消除失真?
0
解:
(1)UB^RbRBRb2UCC=2V
Re
Ib亘=0.02mA=20」A
1-
IC~-1B=1mA
Uce=Ucc-IcRC-冷农=15.4V
(2)
有Ce:
无Ce:
Ji
(3)有Ce:
—*
■N
+
Kc0吨u°
QO
rbe=200:
=1526」
I
c
R=R:
//Rl=1.65k0
无Ce:
rbe=15261
=1.615
Rl
=ift,=电RL=Hr&_12
Ui&b「be(1:
&lbRE『be(1:
)Re'
(4)有Ce:
u&
ri|&=//RB2〃rbe•”rbe=1.5k:
-
无Ce:
£=U&
&「世亘U
RB1RB2%(1JRe
=Rb1//Rb2///be(V:
)Re-1-14.2k'?
(5)因为共射极单级放大器的uo与ui反相,据uo的波形可以判断出ui的
波形为:
因此可以判断出由于放大器的静态工作点太低,在ui的前半个周期当ui>UBE
时,三极管发生了截止,使uo发生了失真,因此该失真为截止失真。
若要消除失真必须改变RB1与RB2的比例,适当抬高放大器的静态工作点,
如:
调节RB2使其变小则适当抬高了Ube
第10章集成运算放大器
例1•试判断下图所示两电路中标有Rf的反馈电阻所形成的反馈(正、负、
串联、并联、电压、电流)
解:
判断结果见下表所示
电路
iE.负反塡
串联、并联反馈
电压、电流反谟
何
负
串联
电压
(b)'
负
并联
电压
例2•在图10.5.1所示反相比例运算电路中,已知某集成运放的Ucc=15V,
Uee=15V,Ri=10kQ,Rf=100kQ。
(1)ui=—10mV;
(2)ui=sinwtV⑶Ui=3V;⑷ui=—5V。
解:
(1)ui=—10mV时,
Rf100
u0-Ui(-10)mV=100mV
R10
(2)ui=sinWV时,
Rf100
u0-uisintV=-10sintV
R10
(3)ui=3V时,若
Rf100
u0-ui3V=-30V
R10
|uo|>Uee,这是不可能的,说明它已工作在于负饱和区,故
Uo=—UOM=—UEE=—15V。
⑷Ui=—5V时,若
Rf100
u0fui(-5)V=50V
R,10
|Uo|>Ucc,这是不可能的,说明它已工作在于正饱和区,故
uo=+Uom=+Ucc=15V。
共15页
例1:
一单相桥式半控整流电路,要求直流输出电压Uo在40~90V的范围内可调,求输入交流电压和控制角的变化范围。
解:
:
-=0O时,UO=UOmax=90V,
U2=Uo/0.9=90/0.9=100V
Uo=40V时,
2U02汉40
cos—-11--0.111
0.9U20.9100
:
-=arccos(-0.111)=96.4o
故〉的变化范围为0(~96.4o
第12章组合逻辑电路
例1.下图是由分立元件组成的最简单的门电路。
A和B为输入,F为输出,
输入可以是低电平(在此为0V),也可以为高电平(在此为3V),试列出状态表,分析它们各是哪一种门电路。
(a)(b)(c)
解:
根据二极管的钳位作用可求得图(a)电路的真值表如表1所示,为或门电路。
图(b)电路的真值表如表2所示,为与门电路。
根据晶体管在输入为低电平时处于截止状态,输入为高电平时处于饱和状态,可知图(c)电路的真值表如
表3所示,为非门电路。
例2.已知四种门电路的输入和对应的输出波形如图所示。
试分析它们分别
是哪四种门电路?
出,F3为非门电路的输出,F4为或非门电路的输出
第13章时序逻辑电路
例1.已知图示电路中各输入端的波形如图所示,工作前各触发器先置0,求
Q1、Q2和Q3的波形。
解:
波形如图.
Si
Qs
例2.分析图示电路寄存数码的原理和过程,说明它是数码寄存器还是移位寄存器
D
CA
°:
。
A
°f
1
1
1
\
©C?
QiQi
I
CP
解:
待存数码加到A4、A3、A2、A1端,在CP(寄存指令)到来时,由于D触发器在D=0时,Q=0,D=1时,Q=1,因而待存数码被寄存到Q4、Q3、Q2、
Q1端。
可见,该电路是并行输入、并行输出的数码寄存器
三、重要考点
(—)计算题
1、测得电路中三极管各极对地的电位值如下表所示,判断各管的工作状态及类型。
管号
VB(V)
vc(V)
VE(V)
rl
03「
-5
0
t2
2.73
2.3
2
q
1
•6
0
解:
T1:
Ube=
=-0.3V,VeVVbVVc,放大状态,
PNP型
T2:
Uce=
=0.3V,VeVVcVVb,饱和状态,
NPN型
T3:
Uce=
—6V,VcvVevVb,截止状态,
PNP型
2、如图所示为加到基本电压比较器反相输入端的输入电压ui的波形,同相
输入端接参考电压Ur=3V。
试画出对应的输出电压uo的波形。
解:
由于Ur时,uo=+Uom
ui>Ur时,uo=—Uom
因此求得uo的波形如图所示
3、频率调节范围为20Hz—200Hz的RC正弦波振荡器,电容C=0.27卩,如果用双联可变电阻来调节振荡频率,求可变电阻器阻值的调节范围。
解:
振荡频率fn为:
则可变电阻器阻值的变化范围为:
=(29.5、2.95)k'-1
1
R
2fnC
4、一桥式整流、电容滤波电路,已知电源频率f=50Hz,负载电阻Rl=100
门,输出直流电压Uo=30V。
试求:
(1)选择整流二极管;
(2)选择滤波电容器;(3)负载电阻断路时的输出电压
Uo;(4)电容断路时的输出电压Uo。
解:
(1)选择整流二极管
土30mA
Rl100
\D=-\O=-0.3=0.15A
22
URmi2U2=.225=35.4V
If丄2Id=20.15=0.3A
UR^URm=34.5V
查附录,选用2CZ53B的二极管4个(lF=300mA,Ur=50V)
(2)选择滤波电容器
1.5、2.51.5、2.5,
CF=(300、500)」F
RLf100疋50
UCn-.2U2=.225=35.4V
(3)负载电阻断路时
Uo=・2U2=迈X25=35.4V
(4)电容断路时
Uo=0.9U2=0.925=22.5V
5、已知异或门和同或门的输入波形如图中A和B所示,试画出它们的输出波形。
解:
根据异或门和同或门的逻辑功能,画出异或门输出F1和同或门F2的
波形如图所示
6如图为由两个J—K触发器组成的时序逻辑电路,设开始时Q1=0,Q2=00
(1)写出两个触发器的翻转条件、画出Q2、Q1的波形图;
(2)说明它是几进制计数器,是加法计数器还是减法计数器?
是同步计数器还是异步计数器?
CP(计数脉冲)高电平
殓(清零)
解:
Q1的翻转条件是J=Q2=1。
Q2的翻转条件是J=Q仁1,
且当Q2=1时若J=Q1=0,由于K=1,Q2也会由1翻为0
CP—
Qi
0
结论:
为三进制同步加法计数器
7、如图为自动控制灯电路,当用手触摸金属片J时,小电珠能亮10s左右,作为晚上看表或走廊的瞬时照明,试说明其工作原理。
解:
该电路是典型的由555集成定时器外接R和C组成的单稳态触发器。
这一单稳态触发器,在通常情况下即人手没有触摸时,其稳定状态为0,输出端3为低电平,小电珠不亮。
在触发脉冲的作用下,即手触摸金属片J时,相当于在输入端2加入一个负脉冲,它翻转成暂稳态1,输出端3为高电平,小电珠亮。
小电珠能亮10s左右表明了暂稳态持续时间,它与充电时间常数有关即
tw=1.1RC。
持续时间结束,触发器自动恢复原态即0状态,小电珠灭。