模拟电路第三版课后习题答案详解.docx

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模拟电路第三版课后习题答案详解

习题1-1欲使二极管具有良好的单向导电性，管子的正向电阻和反向电阻分别为大一些好，还是小一些好？

答：

二极管的正向电阻越小越好，反向电阻越大越好。

理想二极管的正向电阻等于零，反向电阻等于无穷大。

习题1-2假设一个二极管在50℃时的反向电流为10μA，试问它在20℃和80℃时的反向电流大约分别为多大？

已知温度每升高10℃，反向电流大致增加一倍。

解：

在20℃时的反向电流约为：

23

10

A

1.25A

在80℃时的反向电流约为：

23

10

A

80A

N7

习题1-3某二极管的伏安特性如图（a）所示：

①如在二极管两端通过1k?

的电阻加上1.5V的电压，如图

（b），此时二极管的电流I和电压U各为多少？

②如将图（b）中的1.5V电压改为3V，则二极管的电流和电

压各为多少？

3

I/mA

解：

根据图解法求解

+U-

①电源电压为1.5V时

2

I

1.5UI

1

I

0.8A,

U

0.7V

0.511.52U/V

1.5V1k?

0

②电源电压为

3V时

（a）

（b）

3

UI

I

2.2A,

U

0.8V

可见，当二极管正向导通后，如电源电压增大，则二极管的电流随之增大，但管子两端的电压变化不大。

习题1-4已知在下图中，

uI=10sinωt（V），RL=1k?

，试

对应地画出二极管的电流

iD、电压uD以及输出电压uO的波

形，并在波形图上标出幅值。

设二极管的正向压降和反向电流可以忽略。

uI/V

+uD-

10

0

+

+

t

iD/mA

uI

iD

u

-

RL

D

10

-

0

（a）

t

uI/V

t

0

-10

uo/V

10

0

t

习题1-5欲使稳压管具有良好的稳压特性，它的工作电

流IZ、动态电阻rZ以及温度系数αU，是大一些好还是小一些好？

答：

动态电阻rZ愈小，则当稳压管的电流变化时稳压管的电压变化量愈小，稳压性能愈好。

一般来说，对同一个稳压管而言，工作电流IZ愈大，则其动态内阻愈小，稳压性能也愈好。

但应注意不要超过

其额定功耗，以免损坏稳压管。

温度系数αU的绝对值愈小，表示当温度变化时，稳压管的电压变化的百分比愈小，则稳压性能愈好。

习题1-6

某稳压管在温度为

20℃，工作电流为5mA时，

稳定电压UZ=10V，已知其动态内阻

rZ=8?

，电压的温度系

数αU=0.09%/℃，试问：

①当温度不变，工作电流改为

20mA时，UZ约为多少？

②当工作电流仍为

5mA，但温度上升至

50℃时，UZ约为

多少？

解：

①

UZ

IZrZ

（20

5）103

8

0.12V

UZ

10

0.1210.12V

②

UZ

UZ

U

T

0.09%

（50

20）2.7%

UZ

10

1

2.7%

10.27

习题1-7

在下图中，已知电源电压

U=10V，R=200?

，

RL=1k?

，稳压管的UZ=6V，试求：

①稳压管中的电流

IZ=？

②当电源电压U升高到12V时，IZ将变为多少？

③当U仍为10V，但RL改为2k?

时，IZ将变为多少？

解：

①

IR

UZ

6mA

+

R

RL

L

U

UZ

U

IZ

VDZ

RL

I

20mA

-

R

IZ

I

IRL

20

6

14mA

②

I

U

UZ

30

mA

IZ

I

IRL

30

6

24mA

R

③IRL

UZ

3mA

IZ

I

IRL

20

3

17mA

RL

习题1-8设有两个相同型号的稳压管，稳压值均为6V，当工作在正向时管压降均为0.7V，如果将他们用不同的方法串联后接入电路，可能得到几种不同的稳压值？

试画出各种不同的串联方法。

+

+

+

---

（1）12V

（1）6.7V

（1）1.4V

习题1-9

一个三极管的输出特性如图所示，

①试在图中求出u=5V，i=6mA处的电流放大系数

、、

CE

C

和

，并进行比较。

②设三极管的极限参数为

ICM=20mA，U（BR）CEO=15V，PCM

=100mW，试在特性曲线图中画出三极管的安全工作区。

解：

①由图可得：

iC

6

150,

iC

6

0.993

iB

0.04

iE

6.04

iB100A

iC

9

3.2

145,

80

A

iB

0.06

0.02

60

A

iC

9

3.2

0.993

40

A

iE

9.06

3.22

20

A

②

安全

0

A

工作区

习题1-10假设有两个三极管，已知第一个管子的

199，

则1?

当该管的IB1

10A时，其IC1和IE1各等于多少？

已

知第二个管子的2

0.95，则其

2?

若该管的IE2=1mA，

则IC2和IB2各等于多少？

1

解：

①10.99

11

当IB110A时，IC10.99mA,IE11mA

②2219

12

当IE21mA时，IC20.95mA,IB250A

习题1-11设某三极管在20℃时的反向饱和电流ICBO=1μA，

β=30；试估算该管在50℃的ICBO和穿透电流ICEO大致等于多少。

已知每当温度升高10℃时，ICBO大约增大一倍，而每当温度升高1℃时，β大约增大1%。

解：

℃时，

I

CEO

1

I

CBO

31

A

20

50℃时，ICBO

8

A

1

1%

tt0

30

1

5020

0

1%

30

1

30

1%

39

ICEO

1

ICBO

320

A

0.32mA

习题1-12一个实际PNP型锗三极管的输入、输出特性曲线分别如图P1-12（a）和（b）所示。

①查看该三极管的穿透电流ICEO约为多大？

输入特性的死区电压约为多大？

②为了使PNP型三极管工作在放大区，其uBE和uBC的值分别应该大于零还是小于零？

并与NPN型三极管进行比较。

解：

①查图可知，ICEO=0.5mA，死区电压约为0.2V；

②为了使三极管工作在放大区，

对PNP型：

uBE<0，uBC>0；

对NPN型：

uBE>0，uBC<0。

习题1-13

测得某电路中几个三极管各极的电位如图

P1-13所

示，试判断各三极管分别工作在截止区、放大区还是饱和区。

+5V

+12V

0V

+10.3V

+0.7V+2V-5.3V+10.75V

0V

+12V

-6V

+10V

（a）

（b）

（c）

（d）

-5V

+4.7V

-10V

+8V

+0.3V+4.7V-1.3V+11.7V

0V

（e）

+5V

（f）

-1V

（g）

+12V

（h）

解：

判断依据：

NPN型：

uBE>0，uBC<0，放大；uBE>0，uBC>0，饱和；

uBE<0，uBC<0，截止。

PNP型：

uBE<0，uBC>0，放大；uBE<0，uBC<0，饱和；uBE>0，uBC>0，截止。

+5V+12V0V+10.3V

+0.7V+2V-5.3V+10.75V

0V

+12V

-6V

+10V

（a）

（b）

（c）

（d）

放大

截止

放大

饱和

-5V+4.7V-10V+8V

+0.3V+4.7V-1.3V+11.7V

0V

+5V

-1V

+12V

（e）

（f）

（g）

（h）

截止

临界饱和

放大

放大

习题1-14已知图P1-14（a）~（f）中各三极管的β均为50，

UBE≈0.7V，试分别估算各电路中的iC和uCE，判断它们各自

工作在哪个区（截止、放大或饱和），并将各管子的iC和

uCE对应在输出特性曲线上的位臵分别画在图P1-14（g）上。

2k?

20k?

10V

2V

（a）

IB

0.065mA

IC

3.25mA

UCE3.55V

三极管工作在放大区，

见图P1-14（g）中A点。

2k?

20k?

10V

（c）

IB

0.465mA

IC

23.25mA

UCE

36.5V

以上算出的IC与UCE值是荒谬

的，实质上此时三极管巳工作

在饱和区，故IB=0.465mA，

IC≈VCC/RC=5mA，UCE=UCES

≈0.3V，见图P1-14（g）中C点。

2k?

200k?

10V

（b）

IB

0.0465mA

IC

2.325mA

UCE

5.35V

三极管工作在放大区，

见图P1-14（g）中B点。

2k?

20k?

10V

2V

（d）

IB

0

IC

0

UCEVCC10V

三极管工作在截止区，

见图P1-14（g）中D点。

20k?

20k?

10V

（e）

IB0

IC0

UCEVCC10V

三极管工作在截止区，

见图P1-14（g）中E点

（与D点重合）。

C

200k?

10V

（c）

IB0.0465mA

IC2.325mA

UCEVCC10V

三极管工作在放大区，

见图P1-14（g）中F点。

A

B

F

D、E

图P1-14（g）

习题1-15分别测得两个放大电路中三极管的各极电位如图

P1-15所示。

试识别它们的管脚，分别标上e、b、c，并判断这两个三极管是NPN型还是PNP型，硅管还是锗管。

1

3

1

3

（+3V）2

（-11V）2

（+9V）（+3.2V）

（-6V）（-6.7V）

（a）

（a）

解：

本题的前提是两个三极管均工作在放大区。

（a）1——发射极e，3——基级b，2——集电极c，三极管类型是NPN锗管。

（b）2——发射极e，3——基级b，1——集电极c，三极管类型是PNP硅管。

习题1-16已知一个N沟道增强型MOS场效应管的输出特性曲线如图P1-16所示。

试作出uDS=15V时的转移特性曲线，并

由特性曲线求出该场效应管的开启电压UGS（th）和IDO值，以及当uDS=15V，uGS=4V时的跨导gm。

uDS=15V

由图可得，开启电压UGS（th）=2V，IDO=2.5mA，

iD

4

1.2

gm

4.5

2.8mS

uGS

3.5

习题1-17试根据图P1-17所示的转移特性曲线，分别判断各

相应的场效应管的类型（结型或绝缘栅型，P型沟道或N型沟道，增强型或耗尽型）。

如为耗尽型，在特性曲线上标注出

其夹断电压UGS（off）和饱和漏极电流IDSS；如为增强型，标出其

开启电压UGS（th）。

（a）绝缘栅型N沟道增强型；（b）结型P沟道耗尽型；

（c）绝缘栅型N沟道耗尽型；（d）绝缘栅型P沟道增强型。

习题1-18已知一个N型沟道增强型MOS场效应管的开启电压UGS（th）=+3V，IDO=4mA，请示意画出其转移特性曲线。

习题1-18图习题1-19图

习题1-19已知一个P型沟道耗尽型MOS场效应管的饱和漏

极电流IDSS=-2.5mA，夹断电压UGS（off）=4V，请示意画出其转移特性曲线。

习题2-1试判断图P2-1中各电路有无放大作用，简单说明理由。

答：

（a）无放大作用（发射结反偏）；

（b）不能正常放大（发射结无直流偏臵）；

（c）无放大作用（集电结无直流偏臵）；

（d）无放大作用（发射结无直流偏臵）；

（e）有放大作用（是射极跟随器）；

（f）无放大作用（输出交流接地）；

（g）无放大作用（输入交流接地）；

（h）不能正常放大（栅极无直流偏臵）；

（i）无放大作用（电源极性接反）；

习题2-2试画出图P2-2中各电路的直流通路和交流通路。

设各电路中的电容均足够大，变压器为理想变压器。

答：

（a）

Rb

+VCC

Rc

+

+

Re1

Uo

Ui

Re1

Rb

Rc

-

Re2

-

（a）直流通路（a）交流通路

+VCC

R3

R1R4

R2R5

（b）直流通路

+VCC

Rb2

Rb1Re

（c）直流通路

图（c）中，Ui

N2

Ui

N1

+

+

Uo

Ui

R1

R2

R4

-

-

（b）交流通路

+

Ui

RL

-

（c）交流通路

2

N3

RLRL

N4

习题2-3在NPN三极管组成的单管共射放大电路中，假设

电路其他参数不变，分别改变以下某一参数时，试定性说明放大电路的IBQ、ICQ和UCEQ将增大、减少还是基本不变。

①增大Rb；②增大VCC；③增大β。

答：

①增大Rb，则IBQ减少，ICQ减少，UCEQ增大。

②增大VCC，则IBQ增大，ICQ增大，UCEQ不确定。

③增大β，则IBQ基本不变，ICQ增大，UCEQ减少。

习题2-4在图2.5.2所示NPN三极管组成的分压式工作点稳定电路中，假设电路其他参数不变，分别改变以下某一参数

时，试定性说明放大电路的IBQ、ICQ和UCEQ、rbe和Au将增大、减少还是基本不变。

①增大Rb1；②增大Rb2；③增大Re；④增大β。

答：

①增大Rb1，则IBQ↑，ICQ↑，UCEQ↓，rbe↓，Au↑。

②增大Rb2，则IBQ↓，ICQ↓，UCEQ↑，rbe↑，Au↓。

③增大Re，则IBQ↓，ICQ↓，UCEQ↑，rbe↑，Au↓。

④增大β，则IBQ↓，ICQ基本不变，UCEQ基本不变，rbe↑，Au基本不变

习题2-5设图P2-5中的三极管β=100，UBEQ=0.6V，VCC=12V，Rc=3k，Rb=120k。

求静态工作点处的

IBQ、ICQ和UCEQ值。

解：

Rc

3k

+VCC

120k

+

VCC

（ICQ

IBQ）Rc

IBQRb

UBEQ

C1Rb

iC

+

（1）Rc

IBQRbUBEQ

iB

uO

uI

VCC

UBEQ

-

IBQ

0.027mA-

（1

）Rc

Rb

UCEQ

VCC

ICQ

IBQRc

3.82V

习题2-6设图P2-6（a）中：

Rb=510k，Rc=10k，RL=1.5k

，

VCC=10V。

三极管的输出特性曲线如图（b）所示。

①试用图解法求出电路的静态工作点，并分析这个工作点选

得是否合适；

②在VCC和三极管不变的情况下，为了把三极管的静态集电极电压UCEQ提高到5V左右，可以改变那些参数？

如何改法？

③在VCC和三极管不变的情况下，为了使ICQ=2mA,UCEQ=2V,应改变那些参数？

改成什么数值？

Rb

Rc

+VCC

C2

C1

+

+

++

RL

Uo

Ui

-

-

（a）

（b）

Q1

解：

①可先用近似估算法求

IBQ

IBQ

VCCUBEQ

10

0.7

20A

Rb

0.02mA

510

直流负载线方程：

uCEVCC

iCRC

10

10iC

静态工作点Ql点处，UCEQ

0.5V,

ICQ

0.95mA

由图可见Q1点靠近饱和区，易产生饱和失真。

②为将UCEQ提高到5V左右，可同时减小只Rc和Rb，如图中Q2点，也可以Rb不变，减小Rc；或Rc不变，增大Rb；或同时增大Rc和Rb等。

Q2

Q1

③将i

=2mA，u

CE

=2V的一点与横坐标上

u=10V的一点相

C

CE

连即可得到此时的直流负载线，此时集电极电阻为

Rc

VCC

UCEQICQ

10

22

4k

由图可见，

Q3点处IBQ=40μA，则

Rb

VCC

UBEQIBQ

10

0.7

0.04

250k

因此，需减小Rc和Rb，可减为Rc＝4k?

，Rb＝250k?

Q2

Q3

Q1

习题2-7

放大电路如图

P2-7（a）所示，试按照给定参数，

在图P2-7（b）中：

①画出直流负载线；

②定出Q点（设UBEQ=0.7V）；

③画出交流负载线。

Rb1

VCC

+15V

39k?

Rc

C2

C1

2k?

+

+

RL

Uo

UiRb2

Re

2k?

CE

_

_

11k?

2k?

（a）

（b）

图P2-7

解：

①直流负载线方程为：

uCE

VCCiC（RcRe）153iC

Rb2

VCC3.3V

②UBQ

Rb1

Rb2

UBQ

UBEQ

2.6mA

ICQIEQ

Re

2.6

则由iC＝2.6mA的一条水平线

与直流负载线的交点即为

Q，

7.2

由图可得UCEQ＝7.2V。

（b）

③交流负载线通过

Q点，且斜率为

1，其中

RL

RL

Rc//RL

1k

习题2-8在图P2-7（a）中，如果输出电压波形为，试问：

①电路产生截止失真还是饱和失真？

②应如何调整电路参数以消除失真？

答：

①饱和失真；

VCC

Rb1+15V

39k?

RcC2

②应降低Q点，为此可增大

C1

2k?

+

+

RL

R（原为39