模拟电子技术基础简明教程杨素行.docx
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1、模拟电子技术基础简明教程杨素行习题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10A,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:210mA=1.25mA在80时的反向电流约为:2310mA=80mA-3这个很棒,好好看不错我们一台习题1-4已知在下图中,uI= 10sint (V),RL=1k,试对应地画出二极管的电流iD、电压uD以及
2、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/V10+ uD-0wt+iD/mAuIiDuD10RL-0(a)wtuI/V0wt-10uo/V100wt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U,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U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
3、题1-6某稳压管在温度为20,工作电流为5 mA时,稳定电压UZ=10V,已知其动态内阻rZ=8,电压的温度系数U=0.09%/,试问:当温度不变,工作电流改为20 mA时,UZ约为多少?当工作电流仍为5 mA,但温度上升至50时,UZ约为多少?-3解:DUZ=DIZrZ=(20-5)108=0.12VUZ=10+0.12=10.12VDUZUZ=aUDT=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:稳压管中的电流IZ = ?当电源电压U升高到12V时,IZ 将变
4、为多少?当U仍为10V,但RL改为2k时,IZ 将变为多少?RUZ=6mA解:IRL=+RLIZUVDZU-UZI=20mA-RRLIZ=I-IRL=20-6=14mAI=U-UZ=30mARIZ=I-IRL=30-6=24mAIZ=I-IRL=20-3=17mAIRL=UZ=3mARL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,试在图中求出uCE=5V,iC=6mA处的
5、电流放大系数b、a、b和a,并进行比较。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:bba由图可得:aiC6=0.993iE6.04iB=100mAiC6=150,iB0.04DiC9-3.2=145,DiB0.06-0.02DiC9-3.2=0.993DiE9.06-3.2280mA60mA40mA20mA安全工作区0mA习题1-10假设有两个三极管,已知第一个管子的b1=99,则a1=?当该管的IB1=10mA时,其IC1和IE1各等于多少?已知第二个管子的a2=0.95,则其b2=?若该管的IE2=1m
6、A,则IC2和IB2各等于多少?解:a1=b1=0.991+b1IE1=1mAIC1=0.99mA,当IB1=10mA时,b2=a2=191-a2当IE2=1mA时,IC2=0.95mA,IB2=50mA习题1-11设某三极管在20时的反向饱和电流ICBO=1A,=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,大约增大1% 。解:20时,ICEO=(1+b)ICBO=31mA50时,ICBO8mAb=b0(1+1%)t-t0=30(1+1%)50-2030(1+301%)=39ICEO=(1+b)ICBO=32
7、0mA=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。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?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:查图可知,ICEO=0.5mA,死区电压约为0.2V;为了使三极管工作在放大区,对PNP型:uBE0;对NPN型:uBE0,uBC0,uBC0,uBC0,饱和;uBE0,uBC0,截止。PNP型:uBE0,放大;uBE0,uBC0,uBC0,截止。+5V+0.7V+2V+12V-5.3V0V+10.75V
8、+10.3V0V(a)+12V(b)-6V(c)+10V(d)放大截止放大饱和-5V+0.3V+4.7V+4.7V-1.3V-10V+11.7V+8V0V(e)+5V(f)-1V(g)+12V(h)截止临界饱和放大放大习题1-14已知图P1-14(a)(f)中各三极管的均为50,UBE0.7V,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,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。2k20k2V(a)IB=0.065mA10V200k2k10V(b)IB=0.0465mAIC3.25mAUCE=3.55V三极管工作在放大区,见图P1-14(g
9、)中A点。IC2.325mAUCE=5.35V三极管工作在放大区,见图P1-14(g)中B点。2k20k10V(c)IB=0.465mAIC23.25mAUCE=-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=0.465 mA,ICVCC/RC=5mA,UCE=UCES0.3V,见图P1-14(g)中C点。20k20k10V(e)IB0IC0UCEVCC=10V三极管工作在截止区,见图P1-14(g)中E点。2k20k2V10V(d)IB0IC0UCEVCC=10V三极管工作在截止区,见图P1-14(g)中D点。200k10V(c)IB=0.0465mAI
10、C2.325mAUCE=VCC=10V三极管工作在放大区,见图P1-14(g)中F点。CABF图P1-14(g)D、E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。13(+3V)2(+9V)(+3.2V)(a)13(-11V)2(-6V)(-6.7V)(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
11、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,gm=DiD4-1.2=2.8mSDuGS4.5-3.5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。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
12、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;(b)不能正常放大;(c)无放大作用;(d)无放大作用;(e)有放大作用;(f)无放大作用;(g)无放大作用;(h)不能正常放大;(i)无放大作用;习题2-2试画出图P2-2中各电路的直流通路和交流通
13、路。设各电路中的电容均足够大,变压器为理想变压器。答:(a)R+VCCbRcRe1Re2(a)直流通路R+VCC3R1R4R2R5(b)直流通路+&RUe1U&iRo-bRc-(a)交流通路+&U&iRo-1R2R4-(b)交流通路URb2Rb1+VCC+&UiRe-(c)交流通路RL(c)直流通路&=N2U&图(c)中,UiiN1N3RL=RLN42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。增大Rb;增大VCC;增大。答:增大Rb,则IBQ减少,ICQ减少,UCEQ增大
14、。增大VCC,则IBQ增大,ICQ增大,UCEQ不确定。增大,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&将增时,试定性说明放大电路的IBQ、ICQ和UCEQ、rbe和Au大、减少还是基本不变。增大Rb1;增大Rb2;增大Re;增大。&。答:增大Rb1,则IBQ ,ICQ ,UCEQ ,rbe,Au&。增大Rb2,则IBQ,ICQ,UCEQ,rbe,Au&。增大Re,则IBQ,ICQ,UCEQ,rbe,Au增大,则IBQ,ICQ基本不变,UCEQ基本不变,rbe,&基本不变Au习题
15、2-5设图P2-5中的三极管=100,UBEQ=0.6V,VCC=12V,Rc=3kW,Rb=120kW。求静态工作点处的IBQ、ICQ和UCEQ值。Rc解:3kW+VCC120kW+C1VCC=(ICQ+IBQ)Rc+IBQRb+UBEQRbiC+=(b+1)Rc+IBQRb+UBEQuOiBuIVCC-UBEQ-IBQ=0.027mA(1+b)Rc+RbUCEQ=VCC-(ICQ+IBQ)Rc=3.82V习题2-6 设图P2-6(a)中:Rb=510kW,Rc=10kW,RL=1.5kW,VCC=10V。三极管的输出特性曲线如图(b)所示。试用图解法求出电路的静态工作点,并分析这个工作点选
16、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,可以改变那些参数?如何改法?在VCC和三极管不变的情况下,为了使ICQ=2mA,UCEQ=2V,应改变那些参数?改成什么数值?RbC1+&Ui-+RL(a)Rc+VCCC+2+&Uo-(b)Q1解:可先用近似估算法求IBQ10-0.70.02mA=20mARb510直流负载线方程:uCE=VCC-iCRC=10-10iCIBQ=静态工作点Ql点处,UCEQ0.5V,VCC-UBEQICQ0.95mA由图可见Q1 点靠近饱和区,易产生饱和失真。为将UCEQ提高到5V左右,可同时减小只Rc和Rb,如图中Q
17、2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。Q2Q1将iC=2mA,uCE=2V的一点与横坐标上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-UCEQ)ICQ=(10-2)2=4kW由图可见,Q3点处IBQ=40A,则Rb=(VCC-UBEQ)IBQ=(10-0.7)0.04250kW因此,需减小Rc和Rb,可减为Rc4k,Rb250kQ2Q3Q1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:画出直流负载线;定出Q点;画出交流负载线。Rb139kC1+VCC+15VC2RL2kCE+Rc2k
18、&Rb2Ui_11kRe2k(a)&Uo_图P2-7(b)解:直流负载线方程为:uCEVCC-iC(Rc+Re)=15-3iCUBQRb2VCC=3.3VRb1+Rb2UBQ-UBEQRe=2.6mA2.6ICQIEQ=则由iC2.6mA的一条水平线与直流负载线的交点即为Q,由图可得UCEQ7.2V。7.21-交流负载线通过Q点,且斜率为,其中RL(b)=Rc/RL=1kWRL习题2-8 在图P2-7(a)中,如果输出电压波形为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?答:饱和失真;应降低Q点,为此可增大Rb1。+Rb139kC1Rc2k,试问:VCC+15VC2RL2kCE
19、+&Rb2Ui_11kRe2k(a)&Uo_习题2-9 试作出图P2-9中所示放大电路的负载线。已知:Rb=560k,Rc=5.1k,R1=R=10k,RL=1M,两个直流电源均为12V,三极管的输出特性曲线如图P2-6(b)所示。Rc+VCC1RR1-VCC2图P2-9答:图解的基本方法要求分别画出三极管部分和负载部分的伏安特性,然后求出交点。为此,可利,和一个电阻RC用戴维宁定理将负载部分等效为一个电源VCCRbRCRLVCC=7.2V,由给定参数可求得:VCC=4kWRc该电路的直流负载线方程为:uCE=7.2-4iC图P2-6(b)习题2-10 设图P2-10电路中三极管的=60,VC
20、C=6V,VCCRc=5k,Rb=530k,RL=5M,试:RbRc估算静态工作点;C2C1求rbe值;+&求电压放大倍数Au,输入电阻URo&LUi_Ri和输出电阻Ro。_V-UBEQ解:IBQ=CC=10mAICQ=bIBQ=0.6mARbIEQ=IBQ+ICQ=0.61mAUCEQ=VCC-ICQRC=3V262.9kWIEQ&=-b(Rc/RL)-51.7AurbeRo=Rc=5kWRi=Rb/rbe2.9kWrbe=300+(1+b)习题2-11 利用微变等效电路法估算图P2-11(a)电路的电压放大倍数、输入电阻及输出电阻。已知:Rb1=2.5k,Rb2=10k, Rc=2k,Re
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