模拟电路部分习题测验答案.docx
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模拟电路部分习题测验答案
模拟电路部分习题答案
第二章晶体二极管及应用电路
2-1.填空
（1）N型半导体是在本征半导体中掺入五价元素；P型半导体是在本征半导体中掺入
三价元素。
（2）当温度升高时，二极管的反向饱和电流会增大。
（3）PN结的结电容包括势垒电容和扩散电容。
（4）晶体管的三个工作区分别是放大区、截止区和饱和区。
在放大电路中，晶体
管通常工作在放大区区。
（5）结型场效应管工作在恒流区时，其栅-源间所加电压应该反偏。
（正偏、反偏）2-2.判断下列说法正确与否。
（1）本征半导体温度升高后，两种载流子浓度仍然相等。
（）
（2）P型半导体带正电，N型半导体带负电。
（）
（3）结型场效应管外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证Rgs大的特点。
（）
（4）只要在稳压管两端加反向电压就能起稳压作用。
（）
（5）晶体管工作在饱和状态时发射极没有电流流过。
（）
（6）在N型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P型半导体。
（）
（7）PN结在无光照、无外加电压时，结电流为零。
（）
（8）若耗尽型N沟道MOS场效应管的Ugs大于零，则其输入电阻会明显减小。
（）答案：
（1）对；温度升高后，载流子浓度会增加，但是对于本征半导体来讲，电子和空穴的数量始终是相等的。
（2）错；对于P型半导体或N型半导体在没有形成PN结时，处于电中性的状态。
（3）对；结型场效应管在栅源之间没有绝缘层，所以外加的栅-源电压应使栅-
源间的耗尽层承受反向电压，才能保证Rgs大的特点。
（4）错；稳压管要进入稳压工作状态两端加反向电压必须达到稳压值。
（5）错；晶体管工作在饱和状态和放大状态时发射极有电流流过，只有在截止状态时没有电流流过。
（6）对；N型半导体中掺入足够量的三价元素，不但可复合原先掺入的五价
元素，而且可使空穴成为多数载流子，从而形成P型半导体。
（7）对；PN结在无光照、无外加电压时，处于动态平衡状态，扩散电流和漂移电流相等。
（8）错。
绝缘栅场效应管因为栅源间和栅漏之间有SiO2绝缘层而使栅源间电阻非常
大。
因此耗尽型N沟道MOS场效应管的Ugs大于零，有绝缘层故而不影响输入电阻。
2-3•怎样用万用表判断二极管的正、负极性及好坏？
答：
可以利用万用表的电阻挡测量二极管两端电阻，正向时电阻很小，反向时电阻很大。
2-4•二极管电路如题2-4图所示，试判断图中的二极管是导通还是截止？
输出电压为
多少?
本题可以通过二极管端电压的极性判断其工作状态。
一般方法是断开二极管，并以它的两个极作为端口，利用戴维南定理求解端口电压，若该电压是二极管正偏，则导通，若反
偏则截止。
（a）图将二极管断开，从二极管的两个极为端口向外看，如题2-1解（a）图所示，则A-B间电压为12-6=6V,二极管处于正偏，导通。
（b）图将二极管断开，从二极管的两个极为端口向外看，如题2-1解（b）图所示，则A-B间电压为3-2=1V，二极管处于正偏，导通。
（c）当有两只二极管时，应用以上方法分别判断每只管子的状态。
如题2-1解（c）图
所示首先断开上面二极管Di,则下面二极管D2截止，所以Di两端电压为正偏导通；然后
再断开下面二极管D2，如题2-1解（d）图则Di两端电压为正偏导通，则D2两端电压为负截止，综上所述，D1导通、D2截止。
（d）根据前面分析方法，可知D3截止，D2、D4导通。
2-5.电路如题2-11图所示，稳压管的稳定电压Uz=8V，设输入信号为峰值15V三角
波，试画出输出Uo的波形。
解：
如图所示。
三角波正半周时，当电压幅值小于稳压管的稳压值时，稳压管截止，当等于大于稳压值时，稳压管反向击穿，输出电压为稳压管稳压值；三角波负半周时，稳压
管正向导通，假设正向电阻为0,则输出电压为零。
2-6•如题2-12图所示，电路中两只稳压管完全相同，Uz=8V,Ui"5sin「t，试画出
输出Uo的波形。
解：
如图所示。
三角波正半周时，当电压幅值小于稳压管的稳压值时，下面一只稳压管
截止，当等于大于稳压值时，稳压管反向击穿，输出电压为稳压管稳压值；三角波负半周时，上面一只稳压管截止，当等于大于稳压值时，稳压管反向击穿，输出电压为稳压管稳压值。
2-7、2-8、2-9略
2-10•电路及二极管伏安特性如图所示，常温下UtP6mV电容C对交流信号可视为短路,
ui为正弦波，有效值为10mV问
（1）二极管在输入电压为零时的电流和电压各为多少？
（2）二极管中流过的交流电流有效值为多少？
（1）利用图解法可以方便地求出二极管的Q点。
在动态信号为零时，二极管导通,
电阻R中电流与二极管电流相等。
因此，二极管的端电压可写为
uD二VJdR，在二极管的伏安特性坐标系中作直线，与伏安特性曲线的交点就是Q
点，如图所示。
读出Q点的坐标值，即为二极管的直流电流和电压，约为
UD■-0.7V,ID-2.6mA
（2）根据二极管动态电阻的定义，Q点小信号情况下的动态电阻为
2.6
儿牛豈mA=1mA
第三章晶体三极管及其应用电路3-1试画出用PNP、NPN型三极管组成的单管共射放大电路的原理图，标出电源电压的极性，静态工作电流Ib、Ic的实际方向及静态电压Ube、Uce的实际极性。
解：
用PNP型三极管组成的单管共射放大电路的原理图如题3-4图（a）所示。
其中静态工作电流Ib、Ic的实际方向如图中箭头所示，静态电压Ube<-0.7V、Uce<-0.3V。
题3-4图
3-2电路如图3-5所示。
说明这些电路能否对交流电压信号进行线性放大，为什么?
题3-5
分析：
解决此问题需要进行以下几个方面的判断。
1.判别三极管是否满足发射结正偏、集电结反偏的条件，具备合适的静态工作点。
2.判断有无完善的直流通路。
3.判断有无完善的交流通路。
4.在前三个条件满足的条件下，最后根据电路给出的参数进行计算，根据计算结果判断三极管是否工作在放大区。
但是如果电路没有给出电路参数，该步骤可以省略。
默认电路参数取值合适。
解：
a不能。
没有直流偏置，不能提供合适的静态工作点。
b不能。
电源Vcc使发射结反偏，不能提供合适的静态工作点。
c不能。
基极电压Vbb使发射结满足正偏条件，但是集电结不是反偏，电路不具备合适的静态工作点。
d不能。
C2电容使集电极交流接地，从而使输出电压交流部分为零。
e能。
有合适的直流偏置电路，输入能加到三极管上，输出也能够送到负载上。
3-3放大电路如题3-9图所示。
已知Vcc=3V,Ub=0.7V,Rc=3kQRb=150kQ晶体管VT的输出特性曲线如题3-9图a所示。
试求：
1.放大电路的静态工作点Icq和Uceq；
2.若Rl=r，求输入电压ui为正弦电压时输出最大不失真电压的幅值；
3•若RL=7kQ,输出最大不失真电压的幅值。
ic（mA）
3.01:
匚:
Vcc
+
Uo
题3-9图
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.25
rI
-iB=60A-iB=50AiB=4QAiB=3QAiB=20AiB=10AiB=0（A
0.511.522.53
LtE（V）
题3-S图a
解：
1.放大电路的静态工作点Icq和Uceq计算如下。
根据题3-9图所示电路列写直流负载线方程如下:
uceq=vcc—cqRc=3-3|cq
M（3，0），N
分别令匕=0,Uce=0,代入直流负载线方程，得到负载线上两个坐标点,（0，1），连接M、N得到直流负载线。
1ic（mA）
3.0-
题3-9图b题3-9直流负载线
根据直流通路，得基极静态工作电流为
lbq=15.3jA
lcq=0.38mA
Uceq=1.25V
2.Rl=a时，输入电压Ui为正弦电压时输出最大不失真电压的幅值的计算。
若Rl=8,
如题3-9
交流负载线斜率与直流负载线斜率相同，为图b所示。
11
Rc〃Rl""3k
iic（mA）
题3-9图c题3-9交流负载线
3•若RL=7kQ,交流负载线斜率为
111
Rc//Rl一3k//7k一2.1k
输入电压u为正弦电压时输出最大不失真电压的幅值为
Uo,max—min|Uo,ma1,Uo,max2|
:
U°,max1=UCEQices=1.25-0.3=0.95V
-Uo,max780V
3-6如题3-12图所示放大电路中，已知晶体管的3=100,Ube=—0.3V。
1.估算直流工作点Icq和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Rb1开路时，要求lcQ=2mA，试确定Rb2应该取多大的值。
3.0
RB1
15kQ
Vcc
Re12V
1.3kQ
VT
Ibq0.020mA
RB21：
Re470k11001.3k
.集电极电位Uc=2|bqRc=1000.0202=4V
pUEC=Vcc1'IBQRc-（1■-）IbqRe
=12-4-1010.0201.3=5.4V
此时三极管的发射结正偏、极点结反偏，管子处于放大状态。
若偏置电阻Rb2开路，
IBQ
uc=0
此时管子处于截止状态。
若RB1开路时，有
IVccUeb
1BQ=
RB2+（1+P）RE
ICQ=''IBQ
若要求|CQ=2mA，有
1Vcc—UEB2mA
屜「：
Re
RB=300kQ,晶
3-7在电路如题3-13图中，已知Vcc=6V,Ubeq=0.7V,Rs=500Q,Rc=4kQ,体管VT的hfe=50,rbb=300Q。
（1）估算直流工作点Icq。
（2）画出放大电路的简化h参数等效电路。
（3）估算放大电路的输入电阻和Rl=a时的电压增益Au。
（4）若RL=4kQ时，求电压增益Au=uo/ui和Aus=uo/us。
题3-13图
解：
1.估算直流工作点Icq。
ICQ=bfelB=5017.7pA=0.89（mA）
2•放大电路的简化h参数等效电路如题3-13图a。
题3-13图a
hie
26mV
=rbb'
1BQ
=300
26
+
0.017
=1.77kQ
ri二RB//hje=300K//1.77K=1.75kQ
hfe（Rc〃RL）50（4k//oo）
Au113
Uhie1.77k
4.若Rl=4kQ时，电压增益Au和Aus的计算。
hfeRc//Rl504k//4k
Au二
57
hie
1.77k
ri
1.77
AusAj
57-—44
A+Rs
0.51.77
3-8在题3-15图所示放大电路中，已知晶体管的Ube=0.7V,3=100,rbb=100Q,Rs=200Q,
各电容足够大。
1.画出直流通路；计算静态工作点。
2.
画出交流通路及交流等效电路，计算ri、r。
、Au、Aus。
题3-15图
解：
1.直流通路如题
3-15图a；静态工作点计算如下。
Vcc
/■
>10V
R1R2
20kQ80kQ「
Rc2kQ
题3-15图a
Vcc-Ube
IBQ二十厂「二册H3。
8叭
Ic^-■Ibq=10030.8（A=3.08mA
=10-10130.810”2103=3.8V
UCEQ=VCC-口+卩»BQRc
2.交流通路及交流等效电路如题3-15图b、题3-15图c所示.o
+
Uo
+
题3-15图c
题3-15图b
Us
Rs
ri、Au、Aus、r。
的计算如下。
r=R1//hi^=20k//944=0.94kQ
ro=R2〃RC=2k//80k=1.98kQ
AB（R2//R3〃Rl）
A..=—=
0.944k
题3-16图
解：
1.交流通路及简化h参数等效电路如题3-16图a、题3-16图bo
+
Us
Rs
RlUo
Us
Ui
Rbi〃Rb2
Rc
r|]hfeib
]hie—
+
UO
题3-16图a图题3-16图电路的交流通路题3-16图b图题3-16图的交流等效通路
2.ri、Au、A"、ro计算如下。
ri^R1//R2//hie=33k//10k//1.2k=1.04kQ
题3-21图
分析：
题3-21图电路为CB组态放大电路。
在进行低频小信号分析时，可以使用CB组态的
h参数模型，也可以使用比较熟悉的CE组态的h参数模型。
解：
方法一：
1.直流电路如题3-21图a所示。
Ub
RB2
Rg1RB2
IEQ
ICQ
IBQ
Vcc
+12v
:
Rb1
30kQ
Rc
3kQ
VT
Rb2
15kQ
Re
2kQ
题3-21图a
15
Vcc二乔12"（V）
UB-UBE
RE"-
hfe
IEQ
4一°.7=1.65（mA）
2k
501.65=1.62（mA）
51
ICQ
=&
hie
1.62（mA）=0.03（mA）
50
3-21图b所示。
Uo
Uceq二Vcc-IcqRcRe=12-1.6532=3.75（V）
2.利用CB组态的h参数模型进行交流特性分析。
交流等效电路如题
2626
ie=b'1hfe50150
Ieq1.65
853
16.7Q
51
bb'
=853Q
_hie
ib_
1hfe
-hfe
1hfe
fb
输入电阻ri二RE〃hib=16.7Q//2kQ二16.5Q
输出电阻r^Rc=3kQ
中频电压增益为
“UohfbieRc//RlhfbRc//Rl-13//3
A
Uiie*h初
方法二：
1.静态工作点的计算方法同方法一，略
2.
3-21图c所示。
利用CE组态的h参数模型进行交流特性分析。
交流等效电路如题
第四章场效应管及基本放大电路
解:
+VDD+18V
RG1
2MQ
Ci
+
Ui
RG2
47kQ
O
Rd
30KQ
Co
VT
Rg
I10MQ
Rs
2KQ
Cs
题4-7图
1静态工作点计算
将参数代入，得
ugsq二一004^^^-?
^。
3^=0.41-2x103Idq
Q0.047+2QQ
uGS
3•输入电阻和输出电阻的计算。
rl=RgrG1//rG2=10M2M//47K:
10MQ
ro=Rd-30KQ
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