完整版模拟电子技术基础典型习题解答.docx

资源描述

完整版模拟电子技术基础典型习题解答.docx

《完整版模拟电子技术基础典型习题解答.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《完整版模拟电子技术基础典型习题解答.docx（72页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

完整版模拟电子技术基础典型习题解答.docx

完整版模拟电子技术基础典型习题解答

半导体器件的基础知识

1.1电路如图P1.1所示，已知Ui=5sin与Uo的波形，并标出幅值。

cot（V），二极管导通电压UD=0.7V。

试画出Ui

解：

波形如解图P1.1所示。

UI1和UI2的波形如图（b）所示，二极管导通

1.2电路如图P1.2（a）所示，其输入电压电压UD=0.7V。

试画出输出电压Uo的波形，并标出幅值。

»1|O

"ilG冏

（II）

O+厂f+5V>

0.3

（h>

w„/V

0.3fl心V

P1.2

解：

Uo的波形如解图

P1.2所示。

H3（J

叫yv

（t呵/V

解图P1.2

1.3已知稳压管的稳定电压UZ=6V,稳定电流的最小值Izmi尸5mA最大功耗Pz心150mW试求图P1.3所示电路中电阻

R的取值范围。

图P1.3

解：

稳压管的最大稳定电流

IZM=Pzm/UZ=25mA

电阻R的电流为IzQiZmin,所以其取值范围为

UIUz

R———-0.36〜1.8k

1.4已知图P1.4所示电路中稳压管的稳定电压LZ=6V,最小稳定电流Izmin=5mA最大稳定电流

（1）

（2）

IZmax—25mA

别计算U为10V、15V、35V三种情况下输出电压UO的值;若U=35V时负载开路，则会出现什么现象？

为什么？

IkQ

50（111

图P1.4

解：

以稳压管未击穿。

故

UoRlUi3.33V

RRl

当U=15V时，若U尸UZ=6V,则稳压管的电流小于其最小稳定电流，所以稳压管未击穿。

故

（1）当U=10V时，若UhUZ=6V,则稳压管的电流小于其最小稳定电流，所

RlUi5V

当U=35V时,

⑵Idz

稳压管中的电流大于最小稳定电流Izmin,所以UO=LZ=6V。

（U|Uz）/R29mA>Izm=25mA稳压管将因功耗过大而损坏。

1.5电路如图P1.5（a）、（b）所示，稳压管的稳定电压UZ=3V,R的取值合适，Ui的波

形如图（c）所示。

试分别画出Uoi和UO2的波形。

解：

波形如解图P1.5所示

1.6测得放大电路中六只晶体管的直流电位如图别说明它们是硅管还是锗管。

Q12V

P1.6所示。

在圆圈中画出管子，并分

11.3V

QI2V

O—

I2JV

解：

晶体管三个极分别为上、中、下管脚，答案如解表P1.6所示。

解表P1.6

管号

上

中

下

管型

PNP

NPN

PNP

NPN

材料

1.7电路如图P1.7所示，试问P大于多少时晶体管饱和?

解：

取UCes=UBe,若管子饱和，则

所以,

VCCUbeVCCUbe

RbRc

RbRC

100

时，管子饱和。

1.8分别判断图

P1.8所示的各电路中晶体管是否有可能工作在放大状态。

ft.

解：

（a）

（c）

（d）

（e）

可能

不能

不能,可能

1t6V

（C>

6cV

（h>

I5V

ld>

图P1.8

T的发射结会因电流过大而损坏。

第二章

基本放大电路

2.1分别改正图P2.1所示各电路中的错误,电路原来的共射接法和耦合方式。

使它们有可能放大正弦波信号。

要求保留

O-

解：

（a）将一Vcc改为+Vcc0（b）在+Vcc与基极之间加R）o

（C）将VBB反接，且在输入端串联一个电阻。

（d）在Vbb支路加R,在一VCc与集电极之间加Ro

2.2电路如图P2.2（a）所示，图（b）是晶体管的输出特性，静态时UBef0.7Vo利用图解法分别求出R-=^和R-=3kQ时的静态工作点和最大不失真输出电压Um（有效值）0

解：

空载时：

Ibq=20卩A,Ic严2mAUcef6V;最大不失真输出电压峰值约为5.3V,有效值约为3.75V0

带载时：

Ibq=20卩A,Ic冲2mAUCeg^3V;最大不失真输出电压峰值约为2.3V，有效值约为1.63V。

2.3电路如图P2.3所示，晶体管的=80,「bb=100Q。

分别计算R=^和R=3kQ时的Q点、Au、R

解:

在空载和带负载情况下，电路的静态电流、rbe均相等，它们分别为

VCCUBEQUBEQ—.

22口A

RbR

Ibq1.76mA

（1）沁1.3k

1EQ

IBQ

ICQ

rbe

rbb'

空载时，静态管压降、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻分别为

UCEQVCC

rbe

Rb//rbe

rbe

Rsrbe

Rc5k

IcqRc6.2V

Aus

308

「be1.3k

Au93

R-=5kQ时，静态管压降、电压放大倍数分别为

RcRL

UCEQ

Icq（Rc//Rl）2.3V

115

Aus

Rb//

rbe

Au47

rbe1.3k

2.4电路如图P2.4所示，晶体管的=100,「bb'

（1）求电路的Q点、A、R和

（2）若电容ce开路，则将引起电路的哪些动态参数发生变化？

如何变化?

=100Q。

Rb1

Vcc2V

解：

（1）静态分析:

UBQ

Ieq

Rb1Rb2

UBQUBEQ1mA

1BQ

UCEQ

动态分析:

1EQ

Vcc

Ieq（RcRfRe）5.7V

rbe

rbb'

（1

（Rc

）26巴2.73k

1EQ

//Rl）

———7.7

「be

（1）Rf

Rb1//Rb2//[rbe（1

Rc5k

）Rf]3.7k

（3）R增大,

R〜4.1kQ;

减小，

RfRe1.92。

2.5设图P2.5所示电路所加输入电压为正弦波。

试问：

（1）Au1=Uo1/Ui〜?

Au2=Uo2/Ui〜?

（2）画出输入电压和输出电压Ui、Uo1、Uo2的波形。

解：

（1）因为通常

Au1

Au2

图P2.5

B>>1,所以电压放大倍数分别应为

rbe

（1）Re

rbe

（1）Re

空1

（2）两个电压放大倍数说明uo1〜—Ui,uo2-Ui。

波形如解图P1.5所示。

解图P1.5

2.6电路如图P2.6所示，晶体管的=80,rbe=1kQ。

（1）求出Q点；

（2）分别求出RL=^和3kQ时电路的A、R、志

解：

（1）求解Q点:

IBQ

IEQ

UCEQ

OI：

（+15VI

2血

图P2.6

VccUBEQ32.3口A

（1）Re

（1）1bq2.61mA

VccIeqRo7.17V

（2）求解输入电阻和电压放大倍数：

R_=x时

Rb//[%（1

（1）Re

「be

（1）Re

）Re]110k

0.996

）（Re//Rl）]76k

Rb//[rbe（1

（1）（Re//Rl）c“c

0.992rbe

（1）（Re//Rl）

//b__37

2.7电路如图P2.7所示，晶体管的

（1）求解Q点、A、R和若C3开路，则Ui=?

Uo=?

=60,rbb=100Q。

（2）设Us=10mV（有效值），问Ui=?

Uo=?

解：

（1）Q点:

1BQ

1CQ

UCEQ

VCCUBEQ

Rb（1

1BQ

Vcc

31卩A）Re

1.86mA

Ieq（RcRe）4.56V

Au、R和R的分析:

rbe

rbb'（1

Rb//rbe

（Rc//

a952

1EQ

952

Rl）—95

rbe

Rc3k

（2）设Us=10mV（有效值），则

RRsRi|Au|Ui

Us3.2mV

304mV

若C3开路，则

Rb//[rbe（1

Rc//Rl

）Re]51.3k

RsR

|Au|Ui

1.5

9.6mV

14.4mV

2.8已知图

点和Au。

P2.8（a）所示电路中场效应管的转移特性如图（b）所示。

求解电路的Q

比）

几*3卡

9■打T（+1：

讪"|匕1

JI__11

bit

（+15V}

IIOkQ

O+

Id）

解:

（1）

根据电路图可知，从转移特性查得，当

求Q点:

LGsQ=VsG^3Vo

LGsqf3V时的漏极电流

Idq=1mA

因此管压降LDsq=VDd一IdQR）=5Vo

（2）求电压放大倍数：

JiDQIDO2mA/V

UGS（th）

gmRd20

2.9图P2.9中的哪些接法可以构成复合管？

标出它们等效管的类型（如NPN型、PNP

b、e、c、d、g、s）

型、N沟道结型……）及管脚（

i'oa

（0

图P2.9

'（«f>

lllcj

（Eir

解：

（a）

（c）

（d）

（f）

不能。

（b）不能。

构成"卩^型管，上端为集电极，中端为基极，下端为发射极。

不能。

（e）不能。

PNP型管，上端为发射极，中端为基极，下端为集电极。

（g）构成NPN型管，上端为集电极，中端为基极，下端为发射极。

2.10设图P2.10所示各电路的静态工作点均合适，分别画出它们的交流等效电路,并写出代

P2.10所示。

解：

（1）图示各电路的交流等效电路如解图

（2）各电路Au、R和R的表达式分别为图（a）

1R2II[rbe2（12）R3]

Rirbei

（12）R3

rbe2（12）R3

R1rbe1

R3IIrbe2R2

（11）（R2IIR3IIrbe2）

rbe1（1

R1//[rbe1

1）（R2IR3IIrbe2）

（11）（R2IIR3

（壬）

rbe2

rbe2）]

1R2I

[rbe2（12）rd]

R1rbe1

2R3

rbe2（12）rd

R1rbe1

[gm（R4IIR6IIR7II仏2）]

2R8）

rbe2

R3R1IIR2

吃b,

仏2

hrC-

■6

◎g

2.11已知某基本共射电路的波特图如图P2.11所示，试写出Au的表达式。

3.2jf

2.12

10f

（1j-）（1j^）

（1jw）（1j硬）

解：

观察波特图可知，中频电压增益为40dB,即中频放大倍数为一1-0;下限截止频率为1Hz和10Hz,上限截止频率为250kHz。

故电路Au的表达式为

氏110f

（1一）（1一）（1j）

jfjf2.5105

或“10f2

或氏fL

（1jf）（1j-）（1jcu“5）

102.5105

2.13已知某电路的幅频特性如图P2.13所示，试问:

（1）该电路的耦合方式；

（2）该电路由几级放大电路组成；

（3）当f=104Hz时，

解：

（1）因为下限截止频率为0,所以电路为直接耦合电路；

（2）因为在高频段幅频特性为-60dB/十倍频，所以电路为三级放大电路;

（3）当f=104Hz时，©=—135°;当f=105Hz时，©—270°。

2.14已知某电路电压放大倍数

10jf

（1j^）（1j硬）

试求解：

（1）Aum=?

fL=?

fH=?

（2）画出波特图。

L、IH。

解：

（1）变换电压放大倍数的表达式，求出Aum、f

100j^

1OOfL10HzfH1O5Hz

（1护访）

2.15已知两级共射放大电路的电压放大倍数

Au200j

1j丄1j-41j—J

51042.5105

（1）Aum=?

fL=?

（2）画出波特图。

解：

（1）变换电压放大倍数的表达式，求出Au

103jf

（1jf）（1j丄）（1j——51042.5

103

5Hz

m、fL、fHo

Aum

（2）波特图如解图P2.15所示。

104Hz

2.16已知一个两级放大电路各级电压放大倍数分别为

Aui

Uo1

Au2

Ui2

25jf

1j-1r

4105

2jf

1j501j^

（1）写出该放大电路的表达式；

（2）求出该电路的fL和fH各约为多少;

（3）画出该电路的波特图。

解：

（1）电压放大电路的表达式

AuAu1Au2

50f2

（1W）（1j—）（1

450

j洛）2

（2）fL和fH分别为:

fL50Hz

L5,fH64.3kHzfH1.W2105

（3）根据电压放大倍数的表达式可知,波特图如解图P2.16所示。

中频电压放大倍数为104,增益为80dB。

UCes1=3V,UCc=15V,R_=8Qo

2.17电路如图P2.17所示，Ti和T2管的饱和管压降I选择正确答案填入空内。

（1）

（2）

（3）

电路中D1和D2管的作用是消除—

•饱和失真B•截止失真

静态时，晶体管发射极电位UEq—

•>0VB•=0V

最大输出功率Pom。

•~28WB•=18W

•交越失真

•<0V

•=9W

（4）当输入为正弦波时，若

R虚焊，即开路，贝U输出电压

.为正弦波B

.仅有正半波

.仅有负半波

（5）

若D虚焊，贝UT1管

。

.可能因功耗过大烧坏

.始终饱和

.始终截止

解:

（1）C

（2）B（3）

（4）C

（5）

2.18在图P2.17电路中，已知UCc=16V,RL=4Q,Ti和T2管的饱和管压降|UCes|=2V,输入电压足够大。

试问：

（1）最大输出功率Pom和效率n各为多少？

（2）晶体管的最大功耗Prmax为多少？

（3）为了使输出功率达到Pom，输入电压的有效值约为多少？

解：

（1）最大输出功率和效率分别为

PVccpCEsF

om2Rl

69.8%

nVCCUCESI

4VCC

（2）晶体管的最大功耗

0.2VCCPTmax0.2Pom*6.4W

2RL

（3）输出功率为Pom时的输入电压有效值

UiUom经运

9.9V

UCES

3.1判断图P6.4所示各电路中是否引入了反馈，是直流反馈还是交流反馈，是正反馈还是负反馈。

设图中所有电容对交流信号均可视为短路。

解：

图图图图

（a）所示电路中引入了直流负反馈。

（b）所示电路中引入了交、直流正反馈。

（C）所示电路中引入了直流负反馈

3.1。

3.2电路如图3.2所示，要求同题

-Q

㈡

尺

解:

直流负反馈直流负反馈

（a）所示电路中引入了交、

（b）所示电路中引入了交、

（C）所示电路中通过R引入直流负反馈，通过R、Ri、

R并联引入交流负

（d）、（e）、（f）、（g）、（h）所示各电路中均引入了交、直流负反馈。

反馈，通过G、R引入交流正反馈。

图（d）、（e）、（f）所示各电路中均引入了交、直流负反馈。

图（g）所示电路中通过R和R引入直流负反馈，通过R引入交、直流负反馈。

3.3分别判断图3.1（d）〜（h）所示各电路中引入了哪种组态的交流负反馈，并计算它们的反馈系数。

解：

各电路中引入交流负反馈的组态及反馈系数分别如下：

电流并联负反馈

（e）

电压串联负反馈

Uf/U。

（f）

电压串联负反馈

Uf/U。

3.4

馈,

分别判断图P3.2（a）并计算它们的反馈系数。

（b）

（e）（f）（g）

所示各电路中引入了哪种组态的交流负反

（a）电压并联负反馈

1&If/U。

1/Rf

（b）电压并联负反馈

F1f/U。

1/R4

FIf/l。

（e）电流并联负反馈

R1R2

FUf/U。

（f）电压串联负反馈

R1R4

R2R9

FUf/I。

（g）电流串联负反馈

R2R4

解：

各电路中引入交流负反馈的组态及反馈系数分别如下:

3.5

所示各电路在深度负反馈条件下电压放大倍数。

估算图3.1（d）〜（h）

解：

各电路在深度负反馈条件下的电压放大倍数如下:

（d）

Auf

（e）

Auf

IoRl

1oRLRL

（f）

（g）

（h）

Auf

IfR

瓦

（e）（f）

（g）所示各电路在深度负反馈条件下电压放大倍数。

3.6估算图3.2

解：

各电路在深度负反馈条件下的电压放大倍数如下:

土

（R2

（e）

（f）

（g）

Auf

Io（R4//Rl）（1R^）R

（r2）rS

IfRs

Uo1Bl

UfR1

Io（R7/R8//Rl）

R4R9）（R7//R8//Rl）

第四章

直接耦合放大电路

P1=p2=8，rbe1=rbe2=rbe。

Ad的表达式；

解：

（1）Rv的滑动端在中点时

（2）Rw的滑动端在最右端时

（Rc

Uci

图P4.1

Ad的表达式为

（Rc号）

RW）

2rbe

UC1UC2

「be

（R

UC2

2）

RcUi2rbe

4.1图P4.1所示电路参数理想对称，

（1）写出Rw的滑动端在中点时

（2）写出Rw的滑动端在最右端时Ad的表达式，比较两个结果有什么不同。

rbe

所以A的表达式为

（Rc亍）

rbe

Uci>Uc2

比较结果可知，两种情况下的A完全相等；但第二种情况下的4.2图P4.2所示电路参数理想对称，晶体管的P均为50,rbb'=100Q,uBe仟0.7。

试计算Rw滑动端在中点时T1管和T2管的发射极静态电流Ieq以及动态参数A和R。

解：

Rw滑动端在中点时Ti管和T2管的发射极静态电流分析如下:

Rw21eqReVee

UBEQIEQ2

VREUbEQ0.517mA

—+2Re

1EQ

A和R分析如下:

rbe

rbb'

（1）26mV5.18k

IEQ

R^97rbe

（1）字

2rbe

（1）Rw20.5k

4.3电路如图P4.3所示，Ti管和T2管的P均为40,仏均为3kQ。

试问：

若输入直流信号Uii=20mvUi2=10mv则电路的共模输入电压Uic=?

差模输入电压Uid=?

输出动态电压^uo=?

解：

电路的共模输入电压Uic、差模输入电压Uid、差模放大倍数Ad和动态电压△Uo分别为

由于电路的共模放大倍数为零,

故^Uo仅由差模输入电压和差模放大倍数决定。

UIC

j|1j|2

15mV

UId

UI1UI2

10mV

2rbe

AdUId

0.67V

4.4电路如图P4.4所示，晶体管的P=50,rbb'=100Q。

（1）计算静态时Ti管和T2管的集电极电流和集电极电位;

（2）用直流表测得uo=2V,Ui=?

若Ui=10mv贝Uuo=?

解：

（1）用戴维宁定理计算出左边电路的等效电阻和电源为

Vcc5V

RLRc//Rl6.67k,Vcc—R^尺Rl

静态时T1管和T2管的集电极电流和集电极电位分别为

lCQ1

ICQ2

VeeUbeQ

lCQlEQ

2Re

0.265mA

UCQ1

UCQ2

Vcc

IcqRL3.23V

15V

（2）先求出输出电压变化量，再求解差模放大倍数，最后求出输入电压，如下:

△Uo=Uo—LCq1^—1.23V

rbe

rbb'

（1）26mA5.1k

1EQ

32.7

2（Rbrbe）

出

37.6mV

AdU|

UCQ1

0.327V

Uo2.9V

若Ui=10mv则

4.5电路如图P4.5所示，T1〜T5的电流放大系数分别为P1〜P5,b-e间动态电阻分别为rbe1〜rbe5，写出Au、R和R的表达式。

解：

Au、R和FO的表达式分析如下：

1R2"[rbe4（14）R5]

Au1

U01

Au2

UO2

展开阅读全文