模拟电路部分习题问题详解.docx

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模拟电路部分习题问题详解

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D1，则下面二极管D2截止，所以D1两端电压为正偏导通；然后再断开下面二极管D2，如题2-1解（d）图则D1两端电压为正偏导通，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D1、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，

，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UT≈26mV，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？

解：

在分析这类电路时，应首先分析静态电流和电压，即静态工作点Q，然后求出在Q点下的动态电阻，再分析动态信号的作用。

（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

，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

（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

根据已知条件，二极管上的交流电压有效值为10mV，故流过的交流电流有效值为

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。

用NPN型三极管组成的单管共射放大电路的原理图如题3-4图（b）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。

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？

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。

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=3kΩ，RB=150kΩ，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=∞，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=7kΩ，输出最大不失真电压的幅值。

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：

分别令IC=0，UCE=0，代入直流负载线方程，得到负载线上两个坐标点，M（3，0），N（0，1），连接M、N得到直流负载线。

根据直流通路，得基极静态工作电流为

直流负载线MN与iB=IB=15.3μA的输出特性曲线的交点Q就是静态工作点。

Q点坐标为

2．RL=∞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=∞，交流负载线斜率与直流负载线斜率相同，为

如题3-9图b所示。

输入电压ui为正弦电压时输出最大不失真电压的幅值为

3．若RL=7kΩ，交流负载线斜率为

输入电压ui为正弦电压时输出最大不失真电压的幅值为

3-6如题3-12图所示放大电路中，已知晶体管的β=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ICQ=2mA，试确定RB2应该取多大的值。

解：

1．直流工作点ICQ和UCEQ估算。

2．若偏置电阻RB1开路，管子的静态工作电流为

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，

此时管子处于截止状态。

3．若RB1开路时，有

3-7在电路如题3-13图中，已知VCC=6V，UBEQ=0.7V，RS=500Ω，RC=4kΩ，RB=300kΩ，晶体管VT的hfe=50，rbb’=300Ω。

（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=∞时的电压增益AU。

（4）若RL=4kΩ时，求电压增益AU=uO/ui和AUS=uO/uS。

解：

1．估算直流工作点ICQ。

2．放大电路的简化h参数等效电路如题3-13图a。

3．估算放大电路的输入电阻和RL=∞时的电压增益AU。

4．若RL=4kΩ时，电压增益AU和AUS的计算。

3-8在题3-15图所示放大电路中，已知晶体管的UBE=0.7V，β=100，rbb’=100Ω，Rs=200Ω，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、rO、AU、AUs。

解：

1．直流通路如题3-15图a；静态工作点计算如下。

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.。

ri、AU、AUs、rO的计算如下。

3-10如题3-16图所示电路，已知Rs=50Ω，RB1=33KΩ，RB2=10KΩ，RC=1KΩ，RL=1KΩ，晶体管的hie=1.2KΩ，β=50。

1．画出交流通路及简化h参数等效电路。

2．计算ri、AU、AUs、rO。

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b。

2．ri、AU、AUs、rO计算如下。

3-13已知共基放大电路如题3-21图所示。

已知晶体管VT的hfe=50，rbb’=50Ω，UBEQ=0.7V,电路中的电容对交流可视为短路。

1．求静态工作点。

2．画出h参数等效电路；求中频电压增益ＡU,输入电阻和输出电阻。

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。

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3-21图b所示。

方法二：

1．静态工作点的计算方法同方法一，略

2．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3-21图c所示。

输入电阻

输出电阻

第四章场效应管及基本放大电路

4-8电路参数如题4-7图所示，场效应管的UGS,off=-1V，IDSS=0.5mA，rds为无穷大。

试求：

1．静态工作点。

2．电压增益AU。

3．输入电阻和输出电阻。

解：

1．静态工作点计算

2．电压增益AU。

本题目电路中，有旁路电容C，此时放大电路的电压增益为，

3．输入电阻和输出电阻的计算。