模电第三版课后习题.docx

1、模电第三版课后习题模电第三版课后习题第一章 习题与思考题 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？ 解： 二极管的正向电阻愈小愈好，反向电阻愈大愈好。理想二极管的正向电阻等于零，反向电阻等于无穷大。 本题的意图是掌握二极管的单向导电性。 习题 1-2假设一个二极管在500C时的反向电流为10A，试问它在200C和800C时的反向电流0大约分别为多大？已知温度每升高10C,反向电流大致增加一倍。 解： 在20OC时反向电流约为2?3?10?A?A 在80OC时反向电流约为23?10?A?80?A 本题的意图是通过估算，理解二极管的反向电流

2、将随温度的升高而急剧增大。 习题 1-3某二极管的伏安特性如图P1-3(a)所示： 如在二极管两端通过1k的电阻加上的电压，见图P1-3(b)，此时二极管的电流I和电压U各为多少？ 如将图P1-3(b)中的电压改为3V，则二极管的电流和电压各为多少？提示：可用图解法。 解： 电源电压为时，I=, U=； 电源电压为时, I=，U=。 图解结果见下图： 经过观察可进一步得出结论：当二极管工作在正向特性区时，如电源电压增大，二极管的电流随之增大，但管子两端的电压变化不大。 本题的主要意图是加深对二极管伏安特性的理解，并练习用图解法估算二极管的电流和电压。 题 1-4已知在图P1-4中，u1=10s

3、int(V)，RL1k，试对应地画出二极管的电流iD、电压u0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。 解： 波形见图。 本题的意图是通过画波形图，理解二极管的单向导电性。 习题 1-5欲使稳压管具有良好稳压特性，它的工作电流IZ、动态内阻rZ以及温度系数au等各项参数，大一些好还是小一些好？ 解： 动态内阻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，即稳压性能愈好。 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rZ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aU的绝对值愈小，表示当温度变化时，稳压管的电压

4、变化的百分比愈小，则稳压性能愈好。 本题的意图是掌握稳压管的主要参数对稳压性能的影响。 习题 1-6 某稳压管在温度为20C，工作电唁为5mA时，稳定电压UZ=10V，已知其动态内阻rZ8，电压的温度系数au%/0C，试问： 温度不变，工作电流改为20mA时，UZ约等于多少？ 当工作电流仍为5mA，但温度上升至500C时，UZ约等于多少？ 解： ?UZ?IZrZ?(20?5)?10UZ(10?)V?30A?8?,则 ?UZ/UZ?T?U?(50?20)C?%/C?%,UZ?10V?(1?%)?则 习题 1-7 在图P1-7 中，已知电源电压V=10V，R=200，RL=1 k,稳压管的UZ=6

5、V，试求： 稳压管中的电流IZ=? 当电流电压V升高到12V，IZ将变为多少？ 当V仍为10V，但RL改为2 k时，IZ将变为多少？解： IZ?U?UZRU?UZRU?UZR?UZRLUZRLUZRL?10V?6V200?12V?6V200?10V?6V200?6V1k?6V1k?6V2k?20mA?6mA?14mA IZ?30mA?6mA?24mA IZ?20mA?3mA?17mA 本题的意图是说明当外加电压或负载电流变化时，通过调节稳压管的电流可保持稳压管两端电压基本不变。 习题 1-8 设有两个相同型号的稳压管，稳压仁政值均为6V，当工作在正向时管压降均为，如果将它们用不同的方法串联后接

6、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。 解： 如图所示，可有3种不同的串联方法。 稳压值分别为：12V 本题的意图是了解两个同型号的的稳压管可采用不同的串联方法以得到不同的稳压值。 习题 1-9 一个三极管的输出特性曲线见图 P1-9： 试在图上求出UCE=5V，IC6mA处的电流放大系数、和，并时行比较。 设三极管的极限参数为ICM20mA，U(BR)CEO15V，PCM=100mW，试在图 P1-9的特性曲线上画出三极管的安全工作区。 解： ?iCiB?150,?iCiE?iC?iE? ?iC?iB?9?145,?9? 三极管的安全工作区如下图所示。 本题的意图是训练

7、在三极管的输出特性曲线上用作图的方法求上述4个电流放大系数，理解直流电流放大系数与对应的交流电流放大系数的定义不同，但数值接近。同时，训练在输出特性曲线上画出三极管的安全工作区。 习题 1-10 有两个三极管，已知第一个管子的?1?99，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?，则其?2?若该管的IE2=1mA，则IC2和IB2各等于多少? 解： ?1?11?1?991?99? IC1?1IB1?99?10?A?990?AIE1?(1?1)IB1?(1?99)?10?A?1000?A ?2? IC2?IB2?21?2?19?21?211?2IE2?I

8、E2?1?1911?19?1mA?1mA?50?A 本题的主要意图是掌握?与?的含义及二者之间的关系。 解： N沟道增强型绝缘栅场效应管。 P沟道耗尽型结型场效应管。 N沟道耗尽型绝缘栅场效应管。 P沟道增强型绝缘栅场效应管。本题的意图是根据转移特性识别场效应管的类型，并从转移特性上指认IDSS和UGS(th)或UGS(off)。 习题 1-18 已知一个N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 1-19 已知一个P沟道耗尽型MOS场效应管的饱和漏极电流IDSS,夹断电压UGS(off)=4V，请示意画出其转移特性曲线。 解：

9、此二题的意图是根据给定的UGS(th)和IDO或UGS(off)和IDSS，示意画出场效应管的转移特性。第二章 习题与思考题 题 2-1 试判断图 P2-1中各放大电路有无放大作用，简单说明理。解： (a) 无放大作用，不符合“发射结正偏，集电结反偏”的外部直流偏置要求； (b) 不能正常放大，三极管发射结没有偏置； (c) 无放大作用，三极管集电结没有偏置； (d) 无放大作用，三极管发射结没有偏置； (e) 有放大作用； (f) 无放大作用，电容C2使输出端对地交流短路，输出交流电压信号为0； (g) 无放大作用，电容Cb使三极管基极对地交流短路，输入交流信号无法加至三极管基极； (h)

10、不能正常放大，场效应管栅源之间无直流偏置； (i) 无放大作用，VGG的极性使场效应管不能形成导电沟道。 本题的意图是掌握放大电路的组成原则和放大原理。 题 2-2 试画出P2-2中各电路的直流通路和交流通路。设电路中的电容均足够大，变压器为理想变压器。 解： 本题的意图是掌握直流通路和交流通路的概念，练习画出各种电路的直流通路和交流通路。 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，分别改变以下某一项参数时，试定性说明放大电路的IBQ、ICQ、UCEQ将增大、减小还是不变。 增大Rb；增大VCC；增大。 解：IBQ?VCC?UBEQRb?VCC?VCCRb IC

11、Q?IBQ?IBQ UCEQ?VCC?ICQRC Rb?IBQ?ICQ?UCEQ? VCC?IBQ?ICQ?UCEQ(?VCC?RcICQ?)不定 ?IBQ基本不变 ? I?V?CC?CQ 本题的意图是理解单管共射放大电路中各种参数变化时对Q点的影响。 题 2-4 在图所示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，?|将增大、减小还是分别改变以下某一项参数时，试定性说明放大电路的IBQ、ICQ、UCEQ、rbe和|Au不变。 增大Rb1；增大Rb2；增大Re；增大。 解：Rb1Rb1?Rb2UEQReUBQ?UBEQReUBQ?VCCICQ?IEQ?UCEQ?VCC?IC

12、QRC?IEQRe?VCC?ICQ(RC?Re)?UR/RL?Au?o?c?Urbei IBQ?ICQrbe?rbb?(1?)26(mV)IEQ? ?IBQ? ?UCEQ?r?|A?|?u?be?IBQ? ?UCEQ?r?|A?|?u?be Rb1?UBQ?UEQ?ICQ?IEQ Rb2?UBQ?UEQ?ICQ?IEQ Re?ICQ?IEQ?IBQ? ?UCEQ?r?|A?|?u?be?IBQ?ICQ?IEQ基本不变? UCEQ基本不变?r?|A?|基本不变或略增大u?be 本题的意图是理解分压式稳定Q放大电路中各种参数变化时对Q点和电压放大倍数的影响。 题 2-5 设图P2-5中的三极管10

13、0,UBEQ=，VCC12V，Rc3k，Rb=120k。求静态工作点处的IBQ、ICQ和UCEQ值。解： IRCRc?IBQRb?UBEQ?VCC (ICQ?IBQ)Rc?IBQRb?UBEQ?VCCIBQ? VCC?UBEQRb?(1?)Rc?12?(1?100)?3? ICQ?IBQ?100?VCC?IRCRc?12?(?)?3? 本题的意图是学习运用静态分析的基本方法求解一个简单的但课堂上并未讲过的放大电路的静态工作点。 题 2-6 已知图P2-2(a)中：Rb=510k，Rc=10k，RL=，VCC10V。三极管的输出特性如图(b)所示。 试用图解法求出电路的静态工作点，并分析这个工作

14、点选得是否合适； 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，可以改变哪些参数？如何改法？ 在VCC和三极管不变的情况下，为了使ICQ=2mA，UCEQ=2V，应改变哪些参数？改成什么数值？ 解： 先估算法算出IBQIBQ?VCC?UBEQRb?10?20?A 然后，式uCE?VCC?iCRc?10?10iC，在输出特性曲线上画出直流负载线，其与横、纵两个坐标轴的交点分别未和，直流负载线与iB=20uA的一条输出特性曲线的交点Q1即为静态工作点。 Q1可得，UCEQ，ICQ=。可见，Q1点靠近饱和区，位置不太合适，容易产生饱和失真。 在VCC和三极管不变的

15、情况下，为了把三极管的静态集电极电压UCEQ提高到5V左右，可以改变的参数只有Rb和Rc，有以下几种方法： 1）同时减小Rb和Rc，如图中Q2点；2）Rb不变，减小Rc，如图中Q2点；3）Rc不变，增大Rb，如图中Q2点；4）同时增大Rb和Rc，静态工作点在图中Q2点以下。 在VCC和三极管不变的情况下，为了使ICQ=2mA，UCEQ=2V，可以改变的参数只有Rb和Rc。将iC=ICQ=2mA，uCE=UCEQ=2V的一点与横坐标轴上uCE=10V的一点相连即可得到此时的直流负载线，此时集电极电阻为Rc?VCC?UBEQIBQVCC?UCEQICQ?10?22k?4k?，图可见，Q3点处IBQ

16、=40uA，则 Rb?10?250k?，因此，需要减小Rb和Rc为：Rc4k，Rb250k。 本题的意图是训练用图解法求Q点，并分析电路参数对Q点的影响。 题 2- 放大电路如图P2-7(a)所示。试按照给定参数，在图P2-7(b)中： 画出直流负载线； 定出Q点(设UBEQ=)； 画出交流负载线。 解： 直流负载线方程为uCE?VCC?iCRc?iERe?VCC?iC(Rc?Re)?15?3iC，据此，过横、纵两个坐标轴上两点和作一条直线，即为直流负载线。 给定电路的直流通路可得： UBQ?Rb1Rb1?Rb2VCC?1111?39?15?， ICQ?IEQ?UBQ?UBEQRe? 则iC=

17、ICQ=的一条水平直线与直流负载线的交点即为Q，图可知，UCEQ=。 RL?Rc/RL?1k?，交流负载线过Q点且斜率为?1/RL?1，如图所示。 本题的意图是训练用图解法进行静态和动态分析。 题 2-8 在图P2-7(a)电路中，如输出电压波形为 ，试问： 电路产生截止失真还是饱和失真？ 应如何调整电路参数以消除失真？ 解： 电路产生饱和失真； 应降低Q点，为此可增大Rb2或减小Rb1。 本题的意图是用图解法分析波形失真。 题 2-9 试作出图P2-9中所示放大电路的负载线。已知：Rb=560k，Rc，R1=R=10k，RL1M，两个直流电源均为12V，三极管的输出特性曲线如图P2-6(b)

18、所示。 解： 直流通路中三极管的输出回路的戴维南等效电路如图所示，其中VCC?,RC?4k?，则直流负载线方程为uCE?4iC，分别过输出特性曲线坐标系的横、纵两轴上的点和作一条直线，即得直流负载线。 可估算出IBQ?VCC?UBEQRb?10?20?A，则可得静态工作点Q如图所示。 本题的意图是学习运用图解的方法画出集电极回路含有多个电源的放大电路的负载线。 题 2-10 设图P2-10电路中三极管的60,VCC6V，Rc=5k，Rb=530k，RL=5k，试： 估算静态工作点； 求rbe值； .求出电压放大倍数Au，输入电阻Ri和输出电阻R0. 解： 1）直流通路 2）估算Q IBQ?VC

19、C?UBEQRb?VCC?6?10?AIEQ?ICQ?IBQ?IBQ?60?10uA?600?A?VCC?ICQRC?(6?5)V?3Vrbe?rbb?(1?)26(mV)IEQ?300?(1?60)26(mV)?2943? 1）交流通路 2）微变等效电路 3）电压放大倍数 ?I?rUibbe ?I?R?I?RUocLbL其中RL?RC/RL?UR5/5oL?A?60?URbrbe530?Ui?Ii(Rb/rbe)Ri?i?Rb/rbe?k?IiRb?rbe530?）输入电阻 5）输出电阻 Ro?RC?5k? 本题的意图是训练估算最基本的单管共射放大电路的Q点，并用微变等效电路法分析其动态。

20、题 2-11 利用微变等效电路法，计算图P2-11(a)电路的电压放大倍数、输入电阻及输出电阻。已知：Rb1=，Rb2=10k,Rc=2k，Re750，RL=，RS=0，VCC=15V，三极管的输出特性曲线如图(b)所示。 解： 1）估算Q点 UBQ?Rb1Rb1?Rb2VCC?(?10?15)V?3V ICQ?IEQ?UBQ?UBEQRe?3? UCEQ?VCC?ICQ(Rc?Re)?15?(2?)V? 2）在输出特性曲线上用作图的方法求 ?iC?iB?A?160 IBQ?ICQ?A3）求三极管的输入电阻rbe?rbb?(1?)26mVIEQ?(300?161?)? 4) 微变等效电路 5）

21、电压放大倍数 ?I?r Uibbe?I?R?I?RUocLbLRL?Rc/RL ?UR2/?160? Au?）输入电阻 Ri?Rb1/Rb2/rbe?/10/? 7）输出电阻 Ro?Rc?2k? 本题的意图是运用微变等效电路法分析典型的分压式静态工作点稳定电路。 题 2-12 上题中如Rs=10k，则电压放大倍数 ?U?Aus?o? ?Us?解：Aus?i?A?(?)? u?UUUR?10sisis本题的意图是了解信号源内阻对放大倍数的影响。 题 2-13 在图P2-13的放大电路中，设三极管的100,UBEQ=-，rbb=200。 估算静态时的IBQ、ICQ和UCEQ； 计算三极管的rbe

22、值； . 求出中频时的电压放大倍数Au； 若输入正弦电压，输出电压波形为 ，试问三极管产生了截止失真还是饱和失真？应调整电路中哪个参数(增大还是减小)？ 解： 估算静态时的IBQ、ICQ和UCEQ 1）直流通路 2）估算Q UBEQ?IBQRb?VCC?0IBQ?VCC?UBEQRb?10?20?A IEQ?ICQ?IBQ?100?20?A?2mA UCEQ?ICQRc?VCC?0UCEQ?VCC?ICQRC?(?10?2?3)V?4V 计算三极管的rbe 值 rbe?rbb?(1?)26mVIEQ?(200?101?262)?1513? . 求出中频时的电压放大倍数Au 1）交流通路 2）微

23、变等效电路3）电压放大倍数 ?I?rUibbe?I?(R/R)?I?RUoccLbL?Au?Uo?I?r?r?100?100Uibbebe RL?I?bRL3/3 4）截止失真，应减小Rb。 ?，本题的意图是训练近似估算Q点和rbe的方法，用简化h参数等效电路分析A以及了解PNPu三极管放大电路的真波形失真。 题 2-14 在图P2-14的电路中，设50,UBEQ=。 求静态工作点； 画出放大电路的微变等效电路； . 求电压放大倍数Au，输入电阻Ri和输出电阻R0。 解： 1）直流通路2）计算Q IBQRb?UBEQ?IEQRe?VCCIBQRb?(1?)IBQRe?VCC?UBEQIBQ?V

24、CC?UBEQRb?(1?)Re?12?51?2 ?A?20?A IEQ?ICQ?IBQ?50?20?A?1mA UCEQ?VCC?ICQRc?IEQRe?VCC?ICQ(Rc?Re)?12?1?(?2)V? 1）交流通路2）微变等效电路 1）rbe?rbb?(1?)26mVIEQ?(300?51?261)?1626? ?I?r?I?R?I?r?(1?)I?R?I?r?(1?)RUibbeeebbebebbee?I?R?I?(R/R) 2）UocLbcL?I?b(Rc/RL)(Rc/RL)(/)U?oAu?50?UIbrbe?(1?)Rerbe?(1?)?(1?50)?2i 3）三极管基极对地

25、间的等效电阻 ?UR?i?rbe?(1?)Re?(1?50)?2k? I?ib 放大电路的输入电阻 Ri?Rb/Ri?(470/)k? 4）放大电路的输出电阻 Ro?Rc? 本题的意图是以接有发射极电阻Re的放大电路为对象，训练静态分析和动态分析的基本方法。 2-15 设图P2-15中三极管的100,UBEQ=,rbb=100，VCC=10V，Rc=3k，RF=200，Rb1=33k，Rb2=100k，负载电阻RL=3k，电容C1、C2和C0足够大。 求静态工作点； 画出微变等效电路； . 求A?U0.； .Ui 设Rs=4k，求Aus? 求Ri和Ro。 解： 1) 直流通路 2）估算Q UB

26、Q?Rb1Rb1?Rb2VCC?(U0.； US 3333?100?10)V? ICQ?IEQ?UEQRe?RF?UBQ?UBEQRe?RF ?VCC?ICQRC?IEQ(Re?RF)?VCC?ICQ(RC?Re?RF)?10?(3?)V? 1）交流通路2）微变等效电路图中Rb?Rb1/Rb2? rbe?rbb?(1?)26(mV)IEQ?100?(1?100)?Rb2Rb1?Rb2?33?10033?100k? ? ?I?r?I?R?r?(1?)RI?U?I?R?I?(R/R) UibbeeFbeFbocLbCL3?3?URc/RL3?3?Au?o?100? ?Uirbe?(1?)?(1?1

27、00)? ?/I?r?(1?)R Ri?UibbeFRi?Rb/Ri?Rb/rbe?(1?)RF?(?101?)?101?Rb?rbe?(1?)RFRb?rbe?(1?)RFk?12k? Ro?Rc?3k? ?UUURioo?12?(?)? ?i?AAus?u?UUURi?Rs12?4sis本题的意图是在上题的基础上考虑两个发射极电阻中有一个接有旁路电容的情况。 题 2-16 在图P2-16所示的射极输出器电路中，设三极管的100,VCC=12V，Rc=，Rb=560k。 求静态工作点； .分别求出当RL=和RL=时的Au； 分别求出当RL=和RL=时的Ri； 求Ro。解： 1) 直流通路 2

28、）估算Q IBQRb?UBEQ?IEQRe?VCC IBQRb?(1?)IBQRe?VCC?UBEQ IBQ?VCC?UBEQRb?(1?)Re?12?(1?100)?10?A IEQ?ICQ?IBQ?100?10?A?1mA UCEQ?VCC?IEQRe?VCC?ICQRe?(12?1?)V? 1）交流通路 2）微变等效电路3）rbe?rbb?(1?) 26(mV)IEQ?300?(1?100)261?2926? .4）求RL=时的Au ?I?R?(1?)I?RUoeebe?I?r?I?R?I?r?(1?)R Uibbeeebbee?U(1?)I?bRe(1?)Re(1?100)?Au? ?(1?100)?rbe?(1?)Rerbe?(1?)）求RL=时的Au ?I?(R/R)?(1?)I?(R/R) UoeeLbeL?I?r?I?(R/R)?I?r?(1?)(R/R) UibbeeeLbbeeL?U(1?)I?b(Re/RL)(1?)(Re?RL)(1?100)?(/)o?Au?r?(1?)(R/R)r?(1?)(R