《模拟电子技术基础》典型习题解答.docx
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1、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ui5sint (V),二极管导通电压UD0.7V。试画出ui与uO的波形,并标出幅值。 图P1.1 解图P1.1 解:波形如解图P1.1所示。 1.2 电路如图P1.2所示,其输入电压uI1和uI2的波形如图所示,二极管导通电压UD0.7V。试画出输出电压uO的波形,并标出幅值。 图P1.2 解:uO的波形如解图P1.2所示。 1 解图P1.2 1.3 已知稳压管的稳定电压UZ6V,稳定电流的最小值IZmin5mA,最大功耗PZM150mW。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
2、最大稳定电流 IZMPZM/UZ25mA 电阻R的电流为IZMIZmin,所以其取值范围为 U-UZR=I=0.361.8kWIZ1.4 已知图P1.4所示电路中稳压管的稳定电压UZ6V,最小稳定电流IZmin5mA,最大稳定电流IZmax25mA。 别计算UI为10V、15V、35V三种情况下输出电压UO的值; 若UI35V时负载开路,则会出现什么现象?为什么? 图P1.4 解:当UI10V时,若UOUZ6V,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 RLUO=UI3.33VR+RL当UI15V时,若UOUZ6V,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 RLUO
3、=UI5VR+RL 当UI35V时,稳压管中的电流大于最小稳定电流IZmin,所以UOUZ6V。 I=(UI-UZ)R=DZ29mAIZM25mA,稳压管将因功耗过大而损坏。 1.5 电路如图P1.5、所示,稳压管的稳定电压UZ3V,R的取值合适,uI的波2 形如图所示。试分别画出uO1和uO2的波形。 图P1.5 解图P1.5 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P1.6所示。在圆圈中画出管子,并分别说明它们是硅管还是锗管。 图P1.6 3 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 T1 T2 T3 T4 T5 T
4、6 上 e c e b c b 中 b b b e e e 下 c e c c b c 管型 PNP NPN NPN PNP PNP NPN 材料 Si Si Si Ge Ge Ge 1.7 电路如图P1.7所示,试问大于多少时晶体管饱和? 图P1.7 解:取UCESUBE,若管子饱和,则 V-UBEVCC-UBEbCC=RbRC Rb=b RC Rbb=100RC所以,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。 4 图P1.8 解:可能 可能 不能 不能,T的发射结会因电流过大而损坏。 可能 5 第二章 基本放大电路 2.1分别改正图P2.1所示
5、各电路中的错误,使它们有可能放大正弦波信号。要求保留电路原来的共射接法和耦合方式。 图P2.1 解:将VCC改为VCC 。 在VCC 与基极之间加Rb。 将VBB反接,且在输入端串联一个电阻。 在VBB支路加Rb,在VCC与集电极之间加Rc。 2.2 电路如图P2.2所示,图是晶体管的输出特性,静态时UBEQ0.7V。利用图解法分别求出RL和RL3k时的静态工作点和最大不失真输出电压Uom。 图P2.2 解:空载时:IBQ20A,ICQ2mA,UCEQ6V;最大不失真输出电压峰值约为5.3V,有效值约为3.75V。 6 带载时:IBQ20A,ICQ2mA,UCEQ3V;最大不失真输出电压峰值约
6、为2.3V,有效值约为1.63V。 如解图P2.2所示。 解图P2.2 2.3电路如图P2.3所示,晶体管的b80,&A时的Q点、u、R 和R。 iorbb=100。分别计算RL和RL3k图P2.3 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 VCC-UBEQUBEQIBQ=-22 ARbRICQ=b IBQ1.76mA 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 UCEQ=VCC-ICQRc6.2V&=- Aurbe=rbb+(1+b)26mV1.3kWIEQb Rcrbe-308Ri=Rbrberbe1.3kW&Ausrbe&-93AuRs+rbeR
7、o=Rc=5kW7 RL5k时,静态管压降、电压放大倍数分别为 RLUCEQ=-ICQ(RcRL)2.3VRc+RL&=-b RL-115AurbeRi=Rbrberbe1.3kW Ro=Rc=5kW &Ausrbe&-47AuRs+rber2.4 电路如图P2.4所示,晶体管的b100,bb=100。 & 求电路的Q点、Au、Ri和Ro; 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? 图P2.4 解:静态分析: UBQIEQ=IBQ=Rb1VCC=2V Rb1+Rb2Rf+ReIEQ1mAUBQ-UBEQ UCEQ 动态分析: rbe=rbb+(1+b)10 A 1+bVC
8、C-IEQ(Rc+Rf+Re)=5.7V 26mV2.73kWIEQ&=-b(RcRL)-7.7Aurbe+(1+b)RfRi=Rb1Rb2rbe+(1+b)Rf3.7kW RL&-Au&ARf+Re1.92。 Ri增大,Ri4.1k;u减小,8 Ro=Rc=5kW2.5 设图P2.5所示电路所加输入电压为正弦波。试问: &Au1=Uo1/Ui? Au2=Uo2/Ui? 画出输入电压和输出电压ui、uo1、uo2 的波形。 图P2.5 解:因为通常1,所以电压放大倍数分别应为 b RcRc&=-A=-1 u1rbe+(1+b)ReRe两个电压放大倍数说明 uo1ui,uo2ui。波形如解图P1
9、.5所示。 &=Au2(1+b)Re+1 rbe+(1+b)Re解图P1.5 2.6 电路如图P2.6所示,晶体管的b80,rbe=1k。 求出Q点; &A 分别求出R和R3k时电路的u、R、R。 LLio 9 图P2.6 解:求解Q点: IBQ=VCC-UBEQRb+(1+b)Re32.3AIEQ=(1+b)IBQ2.61mAU=VCC-IEQRe7.17V CEQ 求解输入电阻和电压放大倍数: RL时 Ri=Rbrbe+(1+b)Re110kWRL3k时 Ri=Rbrbe+(1+b)(ReRL)76kW(1+b)(ReRL)0.992r+(1+b)(RR)beeL RRb+rbeRo=Re
10、s37W1+b r2.7 电路如图P2.7所示,晶体管的b60,bb=100。 &求解Q点、Au、R和R; 设Us10mV,问Ui?Uo?&= Auio&=Au(1+b)Re0.996rbe+(1+b)Re若C3开路,则Ui?Uo? 图P2.7 10 解:Q点: IBQ=VCC-UBEQRb+(1+b)Re31 AICQ=b IBQ1.86mA UCEQVCC-IEQ(Rc+Re)=4.56V & Au、R和R的分析: io rbe=rbb+(1+b)26mV952WIEQ Ri=Rbrbe952W&=- Aub(RcRL)rbe-95 Ro=Rc=3kW 设Us10mV,则 RiUs3.2m
11、VRs+Ri&U304mV Uo=Aui Ui= 若C3开路,则 Ri=Rbrbe+(1+b)Re51.3kW&-RcRL=-1.5AuReRiUs9.6mVRs+Ri&U14.4mVUo=AuiUi=2.8 已知图P2.8所示电路中场效应管的转移特性如图所示。求解电路的Q&点和Au。 图P2.8 解:求Q点: 根据电路图可知, UGSQVGG3V。 从转移特性查得,当UGSQ3V时的漏极电流 IDQ1mA 11 因此管压降 UDSQVDDIDQRD5V。 求电压放大倍数: 2gm=IDQIDO=2mAVUGS(th)& Au=-gmRD=-20 2.9 图P2.9中的哪些接法可以构成复合管?
12、标出它们等效管的类型及管脚 图P2.9 解:不能。 不能。 构成NPN型管,上端为集电极,中端为基极,下端为发射极。 不能。 不能。 PNP型管,上端为发射极,中端为基极,下端为集电极。 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,&A并写出u、R和R的表达式。 io 图P2.10 12 解:图示各电路的交流等效电路如解图P2.10所示。 & 各电路Au、Ri和Ro的表达式分别为 图 (1+b2)R3&=-b1R2rbe2+(1+b2)R3AuR1+rbe1rbe2+(1+b2)R3Ri=R1+rb
13、e1Ro=R3rbe2+R21+b2 图 &=Au(1+b1)(R2R3rbe2)bR(-24)rbe1+(1+b1)(R2R3rbe2)rbe2Ri=R1rbe1+(1+b1)(R2R3rbe2) Ro=R4 图 b1R2rbe2+(1+b2)rd&Au=-R1+rbe1Ri=R1+rbe1-b2R3rbe2+(1+b2)rd Ro=R3 图 &=-g(RRRr)(-b2R8)Aum467be2rbe2Ri=R3+R1R2 Ro=R8解图P2.10 13 &A2.11 已知某基本共射电路的波特图如图P2.11所示,试写出u的表达式。 图P2.11 解: -3.2jf10fff(1+)(1+j
14、5)(1+j)(1+j5)jf101010 &2.12 已知某共射放大电路的波特图如图P5.3所示,试写出Au的表达式。 &Au& 或 Au-32图P2.12 解:观察波特图可知,中频电压增益为40dB,即中频放大倍数为100;下限截止&A频率为1Hz和10Hz,上限截止频率为250kHz。故电路u的表达式为 &= Au-100110f(1+)(1+)(1+j)5jfjf2.510+10f2ff(1+jf)(1+j)(1+j)5102.510 &=或 Au14 2.13 已知某电路的幅频特性如图P2.13所示,试问: 该电路的耦合方式; 该电路由几级放大电路组成; 当f 104Hz时,附加相移
15、为多少?当f 105时,附加相移又约为多少? 图P2.13 解:因为下限截止频率为0,所以电路为直接耦合电路; 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; 当f 104Hz时,135o;当f 105Hz时,270o 。 2.14 已知某电路电压放大倍数 -10jf&=Auff(1+j)(1+j5)1010 & 试求解:Aum?f?f ? LH 画出波特图。 & 解:变换电压放大倍数的表达式,求出Aum、fL、fH。 f-100j10Au= Aum=-100 fL=10Hz fH=105Hzff(1+j)(1+j5)1010 波特图如解图P2.14所示。 解图P2.14 1
16、5 2.15 已知两级共射放大电路的电压放大倍数 200jf&=A ufff1+j1+j41+j55102.510 & Au m?f?f ? LH 画出波特图。 &A 解:变换电压放大倍数的表达式,求出u m、fL、fH。 f103j5&=A ufff(1+j)(1+j4)(1+j)55102.510&=103 AumfL=5Hz 4f10Hz H波特图如解图P2.15所示。 解图P2.15 2.16 已知一个两级放大电路各级电压放大倍数分别为 &U-25j f&Au1=o1= &ffUi1+j1+j5410&U-2j f& Au2=o=&ffUi21+j1+j55010 16 写出该放大电路
17、的表达式; 求出该电路的fL和fH各约为多少; 画出该电路的波特图。 解:电压放大电路的表达式 -50f2fff(1+j)(1+j)(1+j5)245010 fL和fH分别为: fL50Hz11 ,fH64.3kHz5f H1.1210 根据电压放大倍数的表达式可知,中频电压放大倍数为104,增益为80dB。波特图如解图P2.16所示。 &=A&A&Auu1u2=解图P2.16 2.17 电路如图P2.17所示,T1和T2管的饱和管压降UCES3V,UCC15V,RL8。选择正确答案填入空内。 图P2.17 电路中D1和D2管的作用是消除 。 A饱和失真 B截止失真 C交越失真 静态时,晶体管
18、发射极电位UEQ 。 A0V B0V C0V 最大输出功率POM 。 A28W B18W C9W 17 当输入为正弦波时,若R1虚焊,即开路,则输出电压 。 A为正弦波 B仅有正半波 C仅有负半波 若D1虚焊,则T1管 。 A可能因功耗过大烧坏 B始终饱和 C始终截止 解:C B C C A 2.18 在图P2.17电路中,已知UCC16V,RL4,T1和T2管的饱和管压降UCES2V,输入电压足够大。试问: 最大输出功率Pom和效率各为多少? 晶体管的最大功耗PTmax为多少? 为了使输出功率达到Pom,输入电压的有效值约为多少? 解:最大输出功率和效率分别为 Pom=(VCC-UCES)2
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