模拟电子技术基础课后答案.docx

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1、第一章答案1.3 二极管电路如图 1.3 所示。已知直流电源电压为 6V,二极管直流管压降为 0.7V。(1) 试求流过二极管的直流电流。(2) 二极管的直流电阻 RD 和交流电阻 rD 各为多少?+6V100 WRD图 1.3解:(1)流过二极管的直流电流也就是图 1.3 的回路电流,即I = 6 - 0.7 A =53mAD100(2)R =0.7V=13.2 WD53 10-3 Ar = UT =26 10-3V=0.49 WIDD53 10-3 A1.4 二极管电路如题图 1.4 所示。(1) 设二极管为理想二极管,试问流过负载 RL 的电流为多少?(2) 设二极管可看作是恒压降模型,

2、并设二极管的导通电压UD(on) = 0.7 V,试问流过负载 RL 的电流是多少?(3) 设二极管可看作是折线模型,并设二极管的门限电压UD(on) = 0.7 V,rD(on ) = 20W ,试问流过负载的电流是多少?(4) 将电源电压反接时,流过负载电阻的电流是多少?+10V D(5) 增加电源电压 E,其他参数不变时,二极管的交流电阻怎样变化?RLE100 W解:(1) I = ERL题图 1.4= 100 mA(2) I =(3) I =E - UD( on )RLE - UD( on )RL + RD= 94 mA= 78.3 mA(4) I = -IS 或I 0(5)E 增加,

3、直流电流I 增加,交流电阻 UT 下降。IDD1.7 二极管限幅电路如图 1.7(a)、(b)所示。将二极管等效为恒压降模型,且 UD(on)=0.7V。若ui5sint(V),试画出 u0 的波形。题图 1.7解:(1)在图(a)中:当 ui一 2.7V 时,V 管截止,u0一 2V;当 ui一 2.7V 时,V 管导通,u0ui。当 ui5sint(V)时,对应的 u0 波形如图答图 1.7(a)所示。(2)在图(b)中:当 ui1.3V 时,V 管截止,u0ui;当 ui1.3V 时,V 管导通,u02V。其相应波形如答图 1.7 (b)所示。答图 1.71.9 在题图 1.9 (a)所

4、示电路中,二极管等效为恒压降模型。已知输入电压 u1、u2 的波形如题图 1.9(b)所示,试画出 u0 的波形。题图 1.9解:该电路为高电平选择电路,即 u1、u2 中至少有一个为 3V,则 u03 一 0.72.3V。u1、u2 均为 0 时,uo一 0.7V。其波形答图 1.9(c)所示。答图 1.91.10 在题图 1.10 所示电路中,设稳压管的 Uz5V,正向导通压降为 0.7V。若 ui10 sint(V),试画出 u0 的波形。题图 1.10解:当 ui5V 时,Vz 击穿,u05V。当 ui一 0.7V 时,Vz 正向导通,u0一 0.7V。当一 0.7Vui5V 时,Vz

5、 截止,u0ui。由此画出的 u0 波形如答图 1.10 所示。DUo= UZrZ RL + rZ= 10 121000 + 12答图 1.10= 118.6 9(mV)习题答案2.1 已知晶体管工作在线性放大区,并测得个电极对地电位如题图 2.1 所示。试画出各晶体管的电路符号,确定每管的 b、e、c 极,并说明是锗管还是硅管。0V(a)解:8V0.7V-0.7V0V(b)-8V题图 2.14V3.7V1V4V(c)9V(d)4.3V8V题图(a):题图(b):-8V0.7V硅 NPN-0.7V硅 PNP0V0V1V9V题图(c):题图(d):3.7V锗 PNP4V4.3V锗 NPN4V2.

6、3 已测得晶体管电极管各电极对地电位如题图 2.3 所示,试判别各晶体管的工作状态(放大、饱和、截止或损坏)。-0.3V0V(a)-5V 3AX812.5V8V3BX13V(b)题图 2.36.3V7V(c)6.6V 3CG213V(d)12V3DG80V1解:题图(a)3AX 为 PNP 锗管, UBE = -0.3 V(正偏), UCE = -4.7 V(反偏),放大状态题图(b):e 结反偏,c 结反偏,截止状态题图(c):e 结正偏,c 结正偏,饱和状态题图(d):e 结开路,晶体管损坏2.6 某晶体管的共射输出特性曲线如题图 2.6 所示(1) 求 IBQ=0.3mA 时,Q1、Q2

7、 点的值。(2) 确定该管的 U(BR)CEO 和 PCM。题图 2.6解:(1)Q1 点: b 50, Q2点:b 0。(2)U ( BR)CEO 40V , PCM 330mW。2.7 硅晶体管电路如题图 2.7 所示。设晶体管的UBE(on) = 0.7 V, b = 100 。判别电路的工作状态。RB470k WRC2k WTRB100k WRC2k WTRE1k W15V15V9V1VD0.3V(a)BE解: 在题图(a)中,由于U题图(b):(b)题图 2.7 I B( sat ),所以晶体管处于饱和状态。此时CU UCC + UCB ( sat ) R= 12 - 0.3 2 =

8、 7.1VCRC + RE2 + 1.3(3)当RB 2开路时,由于ICQ= bUCC + UBERB1 + (1 + b )RE= 100 12 - 0.3RB1 + 1011.3= 2mA由此解得RB1454KW32.18 放大电路及晶体管三极管的输出特性如题图 2.18(a)和(b)所示。设U BE (on) = 0 ,各电容对信号视作短路。(1) 晶体管的 b 和 rce 各为多少?(2) 在图 2.18(b)上作直流负载线和交流负载线。(3) 如图 2.18(a)电路中加接 RL = 2 k W 的负载,重复(2)。CL(4) 当 R L = R / R = 2kW / 2kW 时,

9、为得到最大的输出电压振幅值 Uom,工作点如何选取(调节 RB )?此时 Uom=? RB 的值又应为多少?C1RB 500k W+RC2k WT+C2uiR1k WuoECEiCE/mA6605450321QQA A40A30A20A 10Au024681012CE/V(a)解:(1)输出特性理想化, UA题图 2.18= ,rce = ,b = 100 。(b)UCC - UBE( on )12R( 2 )先求工作点 IBQ =B+ ( 1 + b )RE= 20 (A ),直流负 载线500 + 100(UUCE = UCC - IC ( RC + RE ) = 12 - 3IC ,取两

10、点CE = 0, IC = 4mA; IC = 0,UCE = 12V ),可得直流负载线如图 2.18(b)中线,工作点 Q( UCEQ= 6 V, ICQ= 2 mA),交流负载线的斜率为- 1RC= - 1 ,可得图 2.18(b)中2线(交流负载线)。(3) 此时直流负载线不变,仍如图 2.14(b)中线,而交流负载线的斜率为-如图 2.18(b)中线。1RC / RL= - 1 ,1omomCEQ(4) 为得最大U,工作点应选在交流负载之中点。将图 2.18(b)中线( R L = =1k W )平移使之与直流负载线线的交点是此交流负载线之中点,即 Q 点( U= 3 V, I CQ

11、 = 3 mA)。此时, U=3V。- 6UCC - UBE (on )12调节 RB 使 I BQ = 30m A,则 30 10RB = 300 k W 。=3 ,解得BRB + ( 1 + b )RER + 101 1042.20 放大电路如题 图 2.20 ( a )所示, 已知 50 , UBE=0.7V , UCBE=0 ,RC=2K W, RL = 20KW,U CC= 12V .(1) 若要求放大电路由最大的输出动态范围,问 RB 应调到多大?(2) 若已知该电路的交、直流负载线如题图 2.20(b)所示,试求:UCC=? RC=? UCEQ=? ICQ=?RL=? RB=?

12、输出动态范围 UOPP=?题图 2.20L解:(1)要求动态范围最大,应满足ICQR = UCEQ- UCES= UCC- ICQ RC- UCES即ICQ (2 / 20) = 12 - 2ICQ - 0.7解得ICQ= 3mA, I BQ= ICQb= 50 = 0.06mA 3BR = UCC - UBEI BQ= 12 - 0.7 = 188KW0.06LC(2)由直流负载线可知:UCC= 12V , RC= 12 = 4KW,U 3CEQ= 5V , ICQ= 2mA, R = R/ RL= 4 / RL= 2 = 1,2即RL= 1.3KW.而IBQ= ICQb= 2 = 0.04

13、mA则 50BR = UCC - UBEI BQ= 12 - 0.7 = 283KW0.04UOPP = 2Uom = 2 (6 - 4) = 4V52.23 试计算题图 2.23 所示共射放大电路的静态工作点 U,源电压放大倍数 A= Uo ,UCEQuss输入电阻 Ri 和输出电阻 Ro 。设基极静态电流 I BQ = 20m A, RC = 2 k W , RL = 2 k W ,UCC= 9 V, RS= 150W , rbb = 0 ,厄尔利电压 U A = 100 V, b = 100 ,C 为隔直、耦合电容。UCCCRRCBRS+UiVRLUs+Uo解:(1)计算工作点和 rbe

14、 、rce 。已知IBQ = 20m A则 ICQ = bIBQ = 100 0.02 = 2 (mA)题图 2.23UCEQ UCEQ UCEQ = UCC - IRC = UCC - ICQ + R RC = 9 - 2 +2 (V)2L 由以上关系式可以看出,因电路输出端没有隔直电容,负载电阻 RL 与工作点有关。由上式解得UCEQ = 2.5 而r = (1 + b ) UT b eIEQ= b UTICQ= 100= 1.3 (k W )262rce =ICQ= 100 = 50 (k W )UA2(2) 计算源电压放大倍数 Aus 。先画出图 2.13 电路的小信号等效电路如下图所

15、示。ii=ibicio+Rs+UsU = Uib erbegmvbe( bib )rceRCRLUoRi图 2.17(b)Ro6r A = Uo Ui= -b rce / RC / RL b e beUUusisb eRS + r ;r = -b rce / Rc / RL = -100 50 / 2 / 2 -69RS + rbe0.15 +1.3(3) 计算输入电阻 Ri 、输出电阻 Ro 。Ri = rbe = 1.3 k WRo = Rc / rce RC= 2 k W2.27 电路如题图 2.27 所示,BJT 的 b = 100 , rbb = 0 ,UT= 26 mA,基极静态电

16、流由电流源 I提供,设 I= 20m A,R =0.15kW, R = R = 2 k W 。试计算 A = U 0 、 R 和UBBSELuiiRo 。电容 C 对信号可视为短路。CVRSUs+UiIBRERLRiRoibRSb ibr b e+UsUiRCRERL+ oURiRo+Uo题图 2.27解:ICQ = bIBQ = 100 20 = 2 (mA)(b)r = b UTb eICQ= 100= 1.3 (k W )262其小信号等效电路如图(b)所示。b eE=EL Ri = r + (1 + b )(R / RL) = 1.3 + (1 + 100)(2 / 2) 102.3

17、(k W )A = Uo= Uo Ui(1 + b )(R / R )RiUvssUiUsRiRS + Ri(1 + b )(R / R )101( 2 / 2 )=(E )(L) =RS + rb e + 1 + bRE / RL= 0.9860.15 + 102.3用辅助电源法可求得输出电阻为Ro = RE/ RS + rb e1 + b= 2 / 0.15 + 1.3 14.4( W )101bb2.34 组合放大电路如题图 2.34 所示。已知两个晶体管的参数相同:r = 0 ,r = 1k W ,b eb = 50 , rce = ; RC= RL = 5k W , RE= 1 k

18、W , RB = 150 k W 。(1) 画出该电路的交流通路。7(2) 求该电路的输入电阻 R 、 A = Uo 电压增益和输出电阻 R 。UiuoiRBRCV1+V2UiREUCCV1+UiRBV2RERCRLRiRi1Ri2Ro+UUoRLoRi(a)Ro(b)题图 2.34解:(1)该电路的交流通路如图 2.34(b)所示。b eu(2)Ri = RB /r + (1 + b ) RE / rbe = 22.5 k W , A -125 , Ro 5 k W8习题答案3.1 已知场效应管的输出特性或转移如题图 3.1 所示。试判别其类型,并说明各管子在UDS= 10V 时的饱和漏电流

19、 IDSS、夹断电压 UGSOff(或开启电压 UGSth)各为多少。iD/mAiD/mAiD/mA321UDS=10V- 3- 2- 11 2 uGS3211 2 3 4- 1- 2- 3UDS=10V86424.5V4V3.5V3V2.5V UGS=2VuDS5101520/VuGS/V(a)(b)题图 3.1/V(c)解:FET 有 JFET 和 MOSFET,JFET 有 P 沟(UGS 只能为正)和 N 沟(UGS 只能为负)之分。MOSFET 中有耗尽型 P 沟和 N 沟(UGS 可为正、零或负),增强型 P 沟(UGS 只能为负)和 N 沟(UGS 只能为正)。图 (a):N 沟

20、耗尽型 MOSFET, I DSS =2mA,UGS( th ) = -3 V。图 (b):P 沟结型 FET, I DSS =3mA,UGS( th ) = 3 V。图 (c):N 沟增强型 MOSFET, I DSS 无意义 ,UGS( th ) = 1.5 V。DSDSDG-3VS3.3 已知各 FET 各极电压如题图 3.3 所示,并设各管的UGS (th) = 2 V。试分别判别其工作状态(可变电阻区,恒流区,截止区或不能正常工作)。DS3V5V-5V9V5VG2V0V0V0V(a)(b)(c)(d)题图 3.3解:图 (a) 中, N 沟增强型 MOSFET ,因 为 UGS =

21、3 V UGS( th ) = 2 V ,UGD = -2 V = UGS( th ) = 2 V,所以工作在恒流区。图(b) 中 ,N沟 耗 尽 型 MOSFET ,UGD = 0 V UGS( th ) = -2 V,所以工作在可变电阻区。UGS = 5 V UGS( th ) = -2 V ,图(c) 中, P 沟增 强型 MOSFET , UGS = -5UGD = 0 V UGS( th ) = -2 V,所以工作在恒流区。V UGS( th ) = -2 V ,1图(d)中,为 N 沟 JFET,UGS = -3 V 1,UBE( on ) = 0.7 V。+6VIRI5V1V25

22、k W1k WV55k WI3I4V4V310k W2k W6V题图 7.2解:图 7.2 是具有基极补偿的多电流源电路。先求参考电流 I R ,6 - (- 6) - 2 0.7IR =则1 + 5= 1.8 (mA)I 5 = I R = 1.8 (mA)5I 3 = 10 I R= 0.9 (mA)I = 5 I42 R= 4.5 (mA)5.4 对称差动放大电路如题图5.4所示。已知晶体管T1 和T2 的b = 50 ,并设UBE(on)=0.7V,rbb=0,rce=。UCCRC5.1kRB+ 2k+RL UoV 5.1k1RC 5.1kRBV2u2ki1RE5.1k W-6V+ui

23、2RB+Uid/2V1RL/2RC+2Uod/2RB+V1UicRCUoc2REE(b)题图 5.4(c)(1) 求V1和V2的静态集电极电流ICQ、UCQ和晶体管的输入电阻rbe。(2) 求双端输出时的差模电压增益Aud,差模输入电阻Rid和差模输出电阻Rod。 (3)若RL接V2集电极的一端改接地时,求差模电压增益Aud(单),共模电压增益Auc和共模抑制比KCMR,任一输入端输入的共模输入电阻Ric,任一输出端呈现的共模输出电阻Roc。2(4) 确定电路最大输入共模电压范围。解:(1)因为电路对称,所以I= I= IEE =UEE - 0.7 =6 - 0.7= 0.52mAC1QC 2Q22 RE +RB2 5.1 + 250UC1Q = UC1Q = 6 - 0.52 5.1 = 3.35Vrb e= b UTIC1Q= 50 260.52= 2.5kW(2) 差模电压增益Aud= -bR / 1 RC2LR + r5.1/( 1 5.1)= -50 2 -19 2 + 2.5

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