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第 14 章 晶体管起放大作用的外部条件，发射结必须正向偏置，集电结反向偏置。晶体管放大作用的实质是利用晶体管工作在放大区的电流分配关系实现能量转换。2晶体管的电流分配关系 晶体管工作在放大区时，其各极电流关系如下：CBII(1)EBCBIIII CCBBIIII 3晶体管的特性曲线和三个工作区域（1）晶体管的输入特性曲线：晶体管的输入特性曲线反映了当 UCE 等于某个电压时，BI和BEU之间的关系。晶体管的输入特性也存在一个死区电压。当发射结处于的正向偏压大于死区电压时，晶体管才会出现BI，且BI随BEU线性变化。（2）晶体管的输出特性曲线：晶体管的输出特性曲线反映当BI为某个值时，CI随CEU变化的关系曲线。在不同的BI下，输出特性曲线是一组曲线。BI=0 以下区域为截止区，当CEU比较小的区域为饱和区。输出特性曲线近于水平部分为放大区。（3）晶体管的三个区域：晶体管的发射结正偏，集电结反偏，晶体管工作在放大区。此时，CI=bI，CI与bI成线性正比关系，对应于曲线簇平行等距的部分。晶体管发射结正偏压小于开启电压，或者反偏压，集电结反偏压，晶体管处于截止工作状态，对应输出特性曲线的截止区。此时，BI=0，CI=CEOI。晶体管发射结和集电结都处于正向偏置，即CEU很小时，晶体管工作在饱和区。此时，CI虽然很大，但CIbI。即晶体管处于失控状态，集电极电流CI不受输入基极电流BI的控制。143 典型例题 例 141 二极管电路如例 141 图所示，试判断二极管是导通还是截止，并确定各电路的输出电压值。设二极管导通电压DU=0.7V。256 ABD2V R+-UoABD10V5VR+-UoBD1D212V9VRA1A2+-UoD1D2B1B2AR15V10V+-Uo(a)(b)(c)(d)例 14.1 图 解：1图（a）电路中的二极管所加正偏压为 2V，大于DU=0.7V，二极管处于导通状态，则输出电压0U=AUDU=2V0.7V=1.3V。2图（b）电路中的二极管所加反偏压为-5V,小于DU，二极管处于截止状态，电路中电流为零，电阻 R 上的压降为零,则输出电压0U=-5V。3图（c）电路中的二极管2D所加反偏压为（-3V），二极管2D截止。二极管1D所加正偏压为 9V，大于DU，二极管1D处于导通状态。二极管1D接在 B 点和“地”之间，则1D导通后将 B 点电位箝位在（-0.7V），则0U=BU=-0.7V。4如果分别断开图（d）电路中的二极管1D和2D，1D处于正偏压为 15V，2D处于正偏压为 25V，都大于DU。但是，二极管2D所加正偏压远大于1D所加正偏压，2D优先导通并将 A 点电位箝位在AU=-10V+0.7V=-9.3V,实际上，二极管1D处于反偏压，处于截止状态。则输出电压0U=AU=-9.3V。例 14 2 电路如例 14 2 图所示，已知iU=5sin()t（V），二极管导通电压DU=0 7V，试画出iU与oU的波形，并标出幅值。解：在iU正半周，当iU大于 37V 时，二极管1D处于正偏压而导通，输出电压箝位在oU=37V，此时的二极管 D2 截止。当iU小于 37V 时，二极管1D和2D均处于反偏压而截止，输出电压oU=iU。在iU的负半周，当iU小于（-37V），二极管2D处于正偏压而导通，输出电压oU=-37V，二极管1D截止。257 当iU大于(-37V)时,二极管1D和2D均处于反偏压而截止,输出电压oU=iU。+-UoRD1D23V3V+-UittUi/VUo/V3.7V-3.7V3V-3V00 例 14.2 图 例14 3 电路如例 143（a）图所示，设稳压管的稳定电压2U=10V，试画出 0ViU30V 范围内的传输特性曲线oU=f(iU)。解：当iUBU,CBU为正。2BUEU，BEU为正。3CUEU，CEU为正。258 PNP 管的各项结论同 NPN 管的各项结论相反。例 145 用直流电压表测量某电路三只晶体管的三个电极对地的电压分别如例 145 图所示。试指出每只晶体管的 C、B、E 极。T1T2T3 6V-2.3V-3V 0V-0.7V5V 6V5.7V-6V 例 14.5 图 解：1T管：1为 C 级，2为 B 极，3为 E 极。2T管：1为 B 极，2为 E 极，3为 C 极。3T管：1为 E 极，2为 B 极，3为 C 极。例146 在例 146 图中，晶体管1T、2T、3T的三个电极上的电流分别为：T1T2T3 I1I2I3I1I2I3I1I2I3 例 14.6 图 1 1I=0.01mA 2I=2mA 3I=2.01mA 2 1I=2mA 2I=0.02mA 3I=1.98mA 3 1I=3mA 2I=3.03mA 3I=0.03mA 试指出每只晶体管的 B、C、E 极。解：1T管：1为 B 级，2为 C 极，3为 E 极。2T管：1为 E 极，2为 B 极，3为 C 极。3T管：1为 C 极，2为 E 极，3为 B 极。14.4 练习与思考 259 答：电子导电是指在外电场的作用下，自由电子定向运动形成的电子电流。空穴导电是指在外电场作用下，被原子核束缚的价电子递补空穴形成空穴电流。由此可见，空穴电流不是自由电子递补空穴所形成的。练习与思考 14.1.2 杂质半导体中的多数载流子和少数载流子是怎样产生的？为什么杂质半导体中少数载流的子的浓度比本征载流子的浓度小？答：杂质半导体中的多数载流子是由掺杂产生的，少数载流子是由本征激发产生的。本征激发产生电子空穴对，其中有一种载流子和多数载流子相同，归于多数载流子，所以少数载流子的浓度比本征载流子的浓度小。练习与思考 14.1.3 N 型半导体中的自由电子多于空穴，而 P 型半导体的空穴多于自由电子，是否 N 型半导体带负电，而 P 型半导体带正电？答：整个晶体呈电中性不带电，所以不能说 N 型半导体带负电和 P 型半导体带正电。练习与思考 14.3.1 二极管的伏安特性曲线上有一个死区电压。什么是死区电压？硅管和锗管的死区电压典型值约为多少？答：当二极管正向偏压很小时，正向电流几乎为零，当正向偏压超过一定数值后，电流随电压增长很快。这个一定数值的正向电压称为死区电压。硅管死区电压约为0.5V，锗管的死区电压约为 0.1V。练习与思考 14.3.2 为什么二极管的反向饱和电流与外加反向电压基本无关，而当环境温度升高时，又明显增大？答：当二极管加反向电压时，通过 PN 结的只有少数载流子的漂移运动所形成的漂移电流。在常温下，由于少数载流子数目极少，在不太大的反向电压下已全部通过 PN结，因而，即使反向电压再升高，反向饱和电流仍保持很小的数值不变。当环境温度升高时，少数载流子迅速增多，电流也明显增大。练习与思考 14.3.3 用万用表测量二极管的正向电阻时，用 R*100 挡测出的电阻值小，而用 R*1 k挡测出的大，这是为什么？答：万用表测电阻是通过测量电阻中的电流而获得其电阻值。指针式万用表测电阻，指针偏转角度越大，读出电阻值越小。在使用 R*100 挡时，万用表内阻小，加到二极管两端的正偏压大，流过二极管的正向电流大，指针向右偏转角度大，测得的电阻小。在使用 R*1 k挡时，万用表内阻大，加到二极管两端的正向偏压小，流过二极管的正向电流小，指针向右偏转角度小，测得的电阻大。练习与思考 14.3.4 怎样用万用表判断二极管的正极和负极以及管子的好坏？答：将万用表旋到电阻挡，表笔接在二极管两端，以阻值较小的一次测量为 260 准，黑表笔所接的为正极，红表笔接的一端为负极。当正接时电阻较小，反接时电阻很大表明二极管是好的。练习与思考 14.3.5 把一个 1.5V 的干电池直接接到（正向接法）二极管的两端，会不会发生什么问题？答：产生大的电流，烧坏电源。练习与思考 14.3.6 在某电路中，要求通过二极管的正向平均电流为 80mA，加在上面的最高反向电压为 110V，试从附录 C 中选用一合适的二极管。答：选择 2CZ52D 练习与思考 14.4.1 为什么稳压二极管的动态电阻愈小，则稳压愈好？答：动态电阻是指稳压二极管端电压的变化量与相应的电流变化量的比值，动态电阻越小，反向击穿特性曲线越陡，稳压效果越好。练习与思考 14.4.2 利用稳压二极管或者普通的二极管的正向压降，是否也可以稳压？答：也具有一定的稳压作用，硅管两端保持 0.60.8V，锗管两端保持 0.20.3V，其实际意义不大。练习与思考 14.5.1 晶体管的发射极和集电极是否可以调换使用，为什么？答：晶体管结构主要特点是：E 区的掺杂浓度高，B 区的掺杂浓度低且薄，C 区结面积较大，因此 E 极和 C 极不可调换使用。练习与思考 14.5.2 晶体管在输出特性曲线的饱和区工作时，其电流放大系数和在放大区工作时是否一样大？答：不一样大，在饱和区，BI的变化对CI影响较小，两者不成正比，放大区的放大系数不适用于饱和区。练习与思考 14.5.3 晶体管具有电流放大作用，其外部条件和内部条件各为什么？答：外部条件：晶体管的偏置电压必须满足发射结正向偏置，集电结反向偏置。内部条件：发射区掺杂浓度高，基区很薄且掺杂浓度低，集电结面积大，且集电压掺杂浓度低。练习与思考 14.5.4 为什么晶体管基区掺杂浓度小且做得很薄？答：只有这样才可以大大减少电子与基区空穴复合的机会，使绝大部分自由电子都能扩散到集电结边缘，形成集电极电流CI=bI，使晶体管成为电流控制器件。261 练习与思考 14.5.5 将一 PNP 型晶体管接成共发射极电路，要使它具有电流放大作用，CE 和BE的正、负极应如何连接，为什么？画出电路图。答：电路如图所示，这样连接才能保持发射结正向偏置，集电结么向偏置，三极管具有电流放大作用。RcCBERbEcEb 练习与思考 14.5.5 图 练习与思考 14.5.6 有两个晶体管，一个管子=50，CBOI=0.5 A;另一个管子=150，CBOI=2A的晶体管由于CBOI比较大，受温度影响大，影响静态工作点的稳定性。练习与思考 14.5.7 使用晶体管时，只要 1）集电极电流超过CMI值；2）耗损功率CMP值；3）集一射极电压超过()BR CEOU值，晶体管就必然损坏。上述几种说法是否都是对的？答：1）会损坏；2）会损坏；3）会损坏，以上几种说法都正确。练习与思考 14.5.8 在附录 C 中查出晶体管 3DG100B 的直流参数和极限参数。答：直流参数：CBOI=0.1 A，EBOI=0.1 A，CEOI=0.1 A，()BE satU=1.1V，()FEh=30 极 限 参 数：()BR CBOU=40V，()BR CEOU=30V，()BR EBOU=4V，CMI=20mA，CMP=100mV，jMT=150C 练习与思考 14.5.9 测得某一晶体管的BI=10 A，CI=1mA，能否确定它的电流放大系数？什么情况下可以，什么情况下不可以？答：=CBII，CBII，两者的含义是不同的，但在输出特性曲线近于平行等距，并且CEOI较小的情况下，两者数值较为接近，在这种情况下，可以利用BI和CI的值确定，否则不行。练习与思考 14.5.10 晶体管在工作时，基极引线万一断开，为什么有时会导致管子损坏？答：当基极断开，加在 C 极，E 极之间的电压CEU()BR CEOU时，管子会被损坏。145 习题讲解 习题 14.3.1 题 14.3.1 图是二极管组成的电路和输入电压IU的波形，试画出 262 输出电压0u和电阻 R 上电压RU的波形。二极管的正向压降可忽略不计。Ui/V53-2100t(a)+-D+-UdUi+_Uo+_UrR5v(b)分析：在二极管正向压降可忽略不计的条件下，IU5V 时，二极管导通，0u=5V+Ru。当IUE，D 导通，当iuE,D 截止，iuE，D 导通；iu为负半周时，iu0；对于 PNP 型：发射极电位最高，集电极电位最低，Ube3V 时，输出发生跳变026uV，当01uu时输出+OMU，当uu时输出OMU，故要03u为正，则01uBu。又由12155AABBuUUURRR可得AU=1V,BU=1V。所以01u1V，又因01u=iu，且运放输出电压动态范围为10V10V，则 10Viu1V 要使1D、2D都不发亮，则要02u0,03u0,即要01uBU,即：1V01u1V,由wR=20k，有01iWRuuRR01u=(1+WRR)iu=(2015)iu=5iu 故 1V5iu1V,得0.2Viu1V 且01u1V 且01u1V,故取01u1V;02u=-10V，03u=10V 时,0u=-20V，此时01u1V 且01u1V,故取01u-1V;02u=-10V，03u=-10V 时，0u=0V,此时01u1V,故1V01uu时，0u+0()satU；当uRU时，红色发光二极管亮当输入电平iuRU时，绿色发光二极管亮。+-GRURui练习与思考 16.3.3 图 16.5习题详解 习题 16.1.1 已知 F007 运算放大器的开环电压放大倍数0uA=100dB，差模输入电阻2idrM,最大输出电压OPPU=13V.为了保证工作在线性区，试求：u和u的最大允许误差；输入端电流的最大允许值。解：0100uAdB，即0uA=510 51313010OPPuoUuuVA 5613 100.0652 10diduuInAr 习题 16.1.2 在题 16.1.2 图中，正常情况下四个桥臂电阻均为 R。当某个电阻受温度或应变等非电量的影响而变化R时，电桥平衡即将被破坏，输出电压0u反映此非电量的大小。试证明：00412uRA URuRR。+-RRRR+R+UU0习题 16.1.2 解：()2RUuURRRRR 0.5RuUUuRR 2(2)2424(1)2RRUUUURRuuRRRRRR 00()412uRA URuA uuRR 习题 16.2.1 在题 16.2.1 图的反相比例运算电路中，设 1R=10k，500FRk。试求闭环电压放大倍数ufA和平衡电阻2R。若 100iumV，则0u为多少?习题 16.2.1 解：50050110FufRAR 050 10500ufiuA umV 21/10/5009.8FRRRk 习 题16.2.2 在 题16.2.2图 的 同 相 比 例 运 算 电 路 中，已 知1232,10,2,18,1FiRkRkRkRkuV求0u。习题 16.2.2 图 解：03231018(1)(1)5.4122 18FufiuRRAuRRR 5.4 15.4oufiuA uV 习题 16.2.3 为了获得较高的电压放大倍数，而又可避免采用高值电阻FR，将反相比例运算电路改为题 16.2.3 图所示的电路，并设4FRR,试证：0314(1)FufiuRRAuRR 习题 16.2.3 图 解：0uu，111()ifiuiiuuRR 41FRiRUuR 443441411414()iRFFFfiiiFuuRRRRiiuuu RRRR RRR RR R 43303314114(1)FFFRiiiR RRRRui RuuuuR RRRR 所以 0314(1)FufiuRRAuRR 习题16.2.4 在上题图中：已知：123450,33,3,2,100FRkRkRkRkRk求电压放大倍数ufA如果30R，要得到同样大的电压放大倍数，FR的阻值应增大到多少？解：3141003(1)(1)5502FufRRARR 当30R 时，1FufRAR 若5ufAV，则FR=15 50250ufA Rk。习题16.2.5 电路如题16.2.5图所示，已知123412341,2,3,4,2,1iiiiFuV uV uV uV RRkRRRk，试计算输出电压0u。习题 16.2.5 图 解：0121211121.522FFiiRRuuuVRR 同相输入时，34343434113.5111111iuuRRuVRR 输出电压，0121(1)(1)3.57/2/2FRuuVVRR 所以 0001.575.5uuuV 习题 16.2.6 求题 16.2.6 图所示电路的0u与iu的运算关系。解：0102010021111,2FFFiiiRRRRuu uuu uuuuRRRR 习题 16.2.7 有一个两信号相加的反相加法运算电路，其电阻1112FRRR.如果1 iu和2iu分别为如题 16.2.7（b）图所示的三角波和矩形波，试画出输出电压的波形。解：输出电压0121112FFiRRuuuRR 1112FRRR时，012()iuuu 0u的波形图如图（c）所示。（a）习题 16.2.7 图 习题 16.2.8 在题 16.2.8 图中，已知12,2FiRR uV，试求输出电压0u。习题 16.2.8 图 解：012iuuV 1001112(2)4FRRuuVRR 习题 16.2.9 求题 16.2.9 图所示的电路中0u鱼各输入电压的运算关系。习题 16.2.9 图 解：011110101iiuuu 00123123101010()10251052iiiiiuuuuuuu 16.2.5 解：反相输入时，输出电压：01121211121.522FFiiRRuuuVRR 同相输入时，34343434113.5111111iiuuRRuVRR 输出电压 02121(1)(1)3.57/2/2FRuuVRR 所以001021.575.5uuuV 习题16.2.10 题16.2.10图是利用两个运算放大器组成的具有较高输入电阻的差分放大电路。试求出u0与ui1，ui2的运算关系式。解：uuRRuiiKKK1111011)1()(1()1(1201222220uuuRRuRRuiiiKKK 习 题 16.2.11 在 题 16.2.11 图 示 的 电 路 中，kRR421，kRRF203，Vui5.11，Vui12，试求输出电压u0。解：uRRuRRRRRuiFiF11232310)1(当RR21，RRF3时 VuuRRuiiF5.2)5.11(420)(1210 习题16.2.12 为了用低值电阻实现高放大倍数的比例运算，常用一 T 形网络来代替RF，如图 16.2.12图所示，试证明：uRRRRRRui1432320 解：证明方法与 16.2.3 题相同。Ruiii112 iuR24 uRRRi122 RuuRRRiRuiiiR14122434)1(421RRRui uRRRRRRRRuRRuRRRiuuiiiR1432324213123340)1(习题 16.2.13 电路如题 16.2.13 图所示，试证明：uui20。解：uuuiiRRR22022)(RRuuuuii021101 uuuii210122)(221010uuuuii 因为uuuiii21，所以uuui2010 习题 16.2.14 电路如题 16.2.14 图所示，已知Vui5.0，kRR1021，kR23，试求u0。解：VRRRRuui5.52101025.032130 习题 16.2.15 电路如题 16.2.15 图所示，试证明：RuiLiL 解：uu002 RRRuuuuii232021 uuuii02101010 uui05.05.0 uRRuF11011 uui05.05.010101 uui0 所以RuRuuiLiLL001 习题 16.2.16 在题 16.2.16 图所示的积分运算电路中，如果kR101，FCF1，Vui1时，求u0由起始值 0V 达到+10V（设为运算放大器的最大输出电压）所需要的时间是多少？超出这段时间后输出电压会呈现什么样的变化规律？如果要把u0与ui保持积分运算关系的有效时间增大 10倍，应如何改变电路参数值？解：tdtuCRuCRuiFiF11011 t1010631101 t102 Vu100时，t=0.1s u0达最大值VUOPP10后，呈饱和状态，即不随 t 的增加而增加。tCRUuFi10,即tuUCRiF01 Vu100，Vui1，st1时，sCRF1011 即FCF1，kR1001或FCF10，kR101 可见，把u0与ui保持积分运算关系的有效时间增大 10 倍，应将CF或R1增大 10倍为 10F或 100k。习题 16.2.17 在题 16.2.17 图的电路中，电源电压为15V，Vui1.11，Vui12。试问接入输入电压后，输出电压u0由 0 上升到 10V 所需时间。解：uRRuRRRRRuiFiF1123231011 因为kRR1021，kRRF203，Vui1.11，Vui12 所以VuuRRuiiF2.01.11102012101 ttCRCRuuFF440102.0 当Vu100，kR204，FCF1时 stCRuF1120102.012.0110106340 习题 16.2.18 按下列各运算关系式画出运算电路，并计算各电阻的阻值，括号中的反馈电阻RF和电容CF是已知值。uui30 kRF50；uuuii2102.0 kRF100；uui50 kRF20；uui5.00 kRF10；uuuii1202 kRF10；dtuui 2000 FCF1.0；dtdtuuuii210510 FCF1。解：uui30，kRF50 用反相比例电路实现：uuRRuiiF310 所以 kRRF7.1635031 kRRRF5.1250/7.16/12 运算电路如图（a）所示。uuuii2102.0，kRF100用反相加法电路实现：uuuRRuRRuiiiFiF2121211102.0 所以kRRF1001 kRRF5002.0/2 kRRRRFP5.45100/500/100/21 运算电路如图（b）所示。uui50，kRF20 用同相比例电路实现：uuRRuiiF5110 所以kRRF5420151，kRRRF420/5/12 运算电路如图（c）所示。uui5.00，kRF10 用同相比例电路（同相带下偏电阻R3）实现：uuRRRRRuiiF5.0132310，令RR21，RRF3，则uuRRuiiF5.010 所以kRRF2021，kRR2012，kRRF103 运算电路如（d）图所示。也可用反相比例与反相器串接来实现。uuuii1202，kRF10 用差动减法运算电路实现：uuuRRuRRuiiiFiF121121021 所以kRRF101，kRRRF510/10/12 运算电路如（e）所示。dtuui 2000，FCF1.0 用积分运算电路实现：dtdtuuCRuiiF200110 所以kCRF501.0200120011061，kRR5012 运算电路如（f）所示。dtdtuuuii210510,FCF1 用积分运算电路实现：dtdtdtdtuuuCRuCRuiiiFiF21212111051011 所以kCRF100110110110611 kCRF2001515110612 kRRR7.66200/100/12112 运算电路如（g）所示。习题 16.2.19 电路如题 16.2.19 图所示，试求u0与ui1，ui2的关系式。解：dtRCdtRCdtRCuuuuucici11122 uuuudtRCi011 uuudtRCdtRCci0111 uuuc 所以uuuuudtRCdtRCdtRCdtRCcici0121111 dtRCuuuii1201 习题 16.2.20 在题 16.2.20（a）图中。如果kR501，FCF1，如图（b）所示，试画出输出电压u0的波形。设 00 uc。解：KdtuCRuiF101 Kdtui1010631501 Kdtui20 mst100时，因为 00 uc tdtu10052001.000 mstms2010时：在 t=10ms=0.01s 时，Vu10，所以经过（0.01,-1）点。由KtKdtu10052002.001.00 得 K=-2 所以21000tu 由此可得u0的波形图，如（c）图所示。习题 16.2.21 分析题 16.2.21（a）图所示的电路。当继电器触点 KA 经一定时间连续开和闭和，试问输出何种波形的电压？设 R 较小，KA 闭和后电容迅速放电。ui是直流电压且为正值。解：KA 闭和时，由于 R 很小，CF迅速放电，u0迅速到 0。输出u0的波形如图（b）所示。习题 16.2.22 在题 16.2.22 图（a）中，求u0。解：由ui的波形知，电路 t=0 时换路。000uucc 故mVteuRCtc215.1，mVtRReuuRCtc16420 波形如图（b）所示。习题 16.2.23 题图 16.2.23 是一基准电压电路。u0可作为基准电压用，试计算u0的调节范围。解：Vu97.024010002402406min0 Vu03.5240100024024010006max0 习题 16.2.24 题图 16.2.24 是应用运算放大器测量电压的原理电路，共有 0。5，1，5，10，50V 五种量程，试计算电阻RR1511的阻值。输出端接有满量程 5V。500A的电压表。解：uRRuiF10，当Vu50（设电压表极性上负下正），MRF1时MuuuuRRiiiF2.05101 所以 MR10502.011 Vui50 MR2102.012 Vui10 MR152.013 Vui5 kR20012.014 Vui1 kR1005.02.015 Vui5.0 习题 16.2.25 题 16.2.25 图是应用运算放大器测量小电流的原理电路，试计算电阻RRFF51的阻值。输出端接的电压表同上题。解：因为iRuF0，当Vu50（设电压表极性上负下正）时：iiuRF50 mAi5时，kRF1551 mAi5.0时，kRRFF105.0521，kRF92 mAi1.0时，kRRRFFF501.05321，kRF403 Ai50时，kRRRRFFFF1005051034321，kRF504 Ai10时，kRRRRRFFFFF500510254321，kRF4005 习题 16.2.26 题 16.2.26 图是应用运算放大器测量电阻的原理电路，输出端接的电压表同上题。当电压表指示 5V 时，试计算被测电阻RF的阻值。解：uRRuiF10，kRuuRiF50010510310（电压表极性上负下正，Vu50）习题 16.3.1 在题图 16.3.1（a）中，运算放大器的最大输出电压VuOPP12，稳压管的稳定电压VUZ6，其正向压降VUD7.0，tVuisin12。当参考电压VUR3和-3V 两种情况下，试画出传输特性和输出电压u0的波形。解：此为电压比较器电路。因为电路输出端还接有R3和稳压管DZ，因而输出电压值u0受VUZ6和VUD7.0的限制。当UuRi时，运放输出端u0为高电平u0=+12V，输出端u0为 6V；当UuRi时，运放输出端u0为低电平Vu120，输出端u0为V7.0。传输特性及ui，u0的波形如图（b）、图（c）、图（d）所示。习题 16.3.2 题图 16.3.2 是监控报警装置，如需对某一参数（如温度、压力等）进行监控时，可由传感器取得监控信号ui，uR是参考电压。当ui超过正常值时，报警灯亮，试说明其工作原理。二极管 D 和电阻R3在此起何作用？解：此电路实际上为一个电压比较器电路。如需对某一参数（如温度、压力等）进行监控时，可用传感器变换成监控电压ui。例如：作温度监控，需监控其温度超过 100时报警，则可用温度传感器变换成此时的电压值，例如为 4V。此时。取VuR4作参考电压。当温度超过 80时，则ui超过VuR4，运放输出端将为高电平（不超过时为低电平），此高电平使晶体管导通（饱和导通），指示灯两端电压近似为 u，发亮报警。当温度降低到80以下时，VuR4因此运放输出为低电平，晶体管 T 又回到截止状态，指标灯灭。RR、D 起保护晶体管的作用。R3起限流作用，使运放输出高电平时，T 的基极电流不超过最大值IbM。D 保护 T 的作用，使当运放输出低电平时，其发射结反向Ube电压不超过 0.7V。