模拟电子技术-课后习题答案-康华光等编(共44页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上模拟电子技术习题答案第二章2.4.1电路如图题2.4.1所示。(1)利用硅二极管恒压降模型求电路的ID和 Vo的值;(2)在室温(300K)的情况下,利用二极管的小信号模型求vo的变化范围。解(1)求二极管的电流和电压(2)求vo的变化范围图题2.4.1的小信号模型等效电路如图解2.4.l所示,温度 T300 K。 当rd1=rd2=rd时,则的变化范围为,即1.406V1.394V。2.4.3二极管电路如图2.4.3所示,试判断图中的二极管是导通还是截止,并求出AO两端电压VAO。设二极管是理想的。解 图a:将D断开,以O点为电位参考点,D的阳极电位为6 V,阴极电
2、位为12 V,故 D处于正向偏置而导通,VAO=6 V。图b:D的阳极电位为15V,阴极电位为12V,D对被反向偏置而截止,VAO12V。图c:对D1有阳极电位为 0V,阴极电位为12 V,故D1导通,此后使D2的阴极电位为 0V,而其阳极为15 V,故D2反偏截止,VAO=0 V。图d:对D1有阳极电位为12 V,阴极电位为0 V,对D2有阳极电位为12 V,阴极电位为6V故D2更易导通,此后使VA6V;D1反偏而截止,故VAO6V。2.4.4 试判断图题 2.4.4中二极管是导通还是截止,为什么?解 图a:将D断开,以“地”为电位参考点,这时有D被反偏而截止。 图b:将D断开,以“地”为参
3、考点,有D被反偏而截止。图c:将D断开,以“地”为参考点,有D被正偏而导通。2.4.7电路如图题2.4.7所示,D1,D2为硅二极管,当 vi 6 sintV时,试用恒压降模型和折线模型(Vth0.5 V,rD200)分析输出电压 vo的波形。 解 (1)恒压降等效电路法 当0|Vi|0.7V时,D1、D2均截止,vovi;当vi0.7V时;D1导通,D2截止,vo 0. 7V;当vi0.7V时,D2导通,D1截止,vo07V。vi与vo波形如图解2.4.7a所示。(2)折线等效电路如图解2.4.7b所示,图中Vth05V,rD200。当0|Vi|05 V时,D1,D 2均截止,vo=vi;
4、vi05V时,D1导通,D2截止。vi0.5 V时,D2导通,D1 截止。因此,当vi05V时有同理,vi0.5V时,可求出类似结果。vi与vo波形如图解247c所示。2.4.8 二极管电路如图题 248a所示,设输入电压vI(t)波形如图 b所示,在 0t5ms的时间间隔内,试绘出vo(t)的波形,设二极管是理想的。解 vI(t)6V时,D截止,vo(t)6V;vI(t)6V时,D导通 2.4.13 电路如图题2413所示,设二极管是理想的。(a)画出它的传输特性;(b)若输入电压vI =vi=20 sint V,试根据传输特性绘出一周期的输出电压 vo的波形。解 (a)画传输特性 0vI1
5、2 V时,D1,D2均截止,vovI; vI12 V时,D1导通,D2截止 10VvI0时,D1,D2均截止,vovI; vI10 V时,D2导通,D1 截止 传输特性如图解 24 13中 a所示。(b)当vovI=20 sint V时,vo波形如图解2413b所示。2.5.2 两只全同的稳压管组成的电路如图题252所示,假设它们的参数V2和正向特性的Vth、rD为已知。试绘出它的传输特性。解 当| vI |(VzVth)时,Dzl、DZ2均截止,vovI;| vI |(VzVth)时,Dzl、DZ2均导通传输特性如图解252所示。第三章3.1.1 测得某放大电路中BJT的三个电极A、B、C的
6、对地电位分别为 VA9 V,VB一6 V,Vc62 V,试分析A、B、C中哪个是基极b、发射极e、集电极c,并说明此BJT是NPN管还是PNP管。解 由于锗BJT的|VBE|0.2V,硅BJT的|VBE|07V,已知用BJT的电极B的VB一6 V,电极C的Vc62 V,电极A的VA9 V,故电极A是集电极。又根据BJT工作在放大区时,必须保证发射结正偏、集电结反偏的条件可知,电极B是发射极,电极C是基极,且此BJT为PNP管。3.2.1试分析图题321所示各电路对正弦交流信号有无放大作用。并简述理由。(设各电容的容抗可忽略) 解 图题32la无放大作用。因Rb=0,一方面使发射结所加电压太高,
7、易烧坏管子;另一方面使输人信号vi被短路。 图题321b有交流放大作用,电路偏置正常,且交流信号能够传输。 图题32lc无交流放大作用,因电容Cbl隔断了基极的直流通路。图题32id无交流放大作用,因电源 Vcc的极性接反。3.3.2 测量某硅BJT各电极对地的电压值如下,试判别管子工作在什么区域。 (a)VC6 V VB0.7 V VE0 V (b)VC6 V VB2 V VE1.3 V (c)VC6 V VB6V VE5.4 V (d)VC6 V VB4V VE3.6 V (。)VC3.6 V VB4 V VE3. 4 V 解(a)放大区,因发射结正偏,集电结反偏。 (b)放大区,VBE(
8、2l3)V07 V,VCB(62)V4 V,发射结正偏,集电结反偏。 (C)饱和区。 (d)截止区。(e)饱和区。3.3.5 设输出特性如图题 331所示的 BJT接成图题 33.3所示的电路,具基极端上接VBB32 V与电阻Rb20 k相串联,而 Vcc6 V,RC200,求电路中的 IB、IC和 VCE的值,设 VBE07 V。 解 由题331已求得200,故 3.3.6 图题336画出了某固定偏流放大电路中BJT的输出特性及交、直流负载线,试求:(1)电源电压VCC,静态电流IB、IC和管压降VCE的值;(2)电阻Rb、RC的值;(3)输出电压的最大不失真幅度;(4)要使该电路能不失真地
9、放大,基极正弦电流的最大幅值是多少?解 (1)由图336可知,直流负载线与横坐标轴的交点即Vcc值的大小,故Vcc= 6 V。由Q点的位置可知,IB 20A,IC1 mA,VCE3 V。 (2)由基极回路得: 由集射极回路得 (3)求输出电压的最大不失真幅度 由交流负载线与输出特性的交点可知,在输人信号的正半周,输出电压vCE从3V到08V,变化范围为2.2V;在输入信号的负半周,输出电压vCE从3V到46V,变化范围为16V。综合起来考虑,输出电压的最大不失真幅度为16V。 (4)基极正弦电流的最大幅值是20 A。3.4.1 画出图题3.4.1所示电路的小信号等效电路,设电路中各电容容抗均可
10、忽略,并注意标出电压、电流的正方向。解 图题3.4.1所示各电路的小信号等效电路如图解3.4.1所示。3.4.2单管放大电路如图题3.4.2所示已知BJT的电流放大系数50。(1)估算Q点;(2)画出简化 H参数小信号等效电路;(3)估算 BJT的朝人电阻 rbe;(4)如输出端接入 4 k的电阻负载,计算及。解(1)估算Q点 (2)简化的H参数小信号等效电路如图解3.4.2所示。(3)求rbe(4)3.4.5 在图题3.4.5所示电路中设电容C1、C2、C3对交流信号可视为短路。(1)写出静态电流Ic及电压VCE的表达式;(2)写出电压增益、输人电或Ri和输出电阻Ro的表达式;(3)若将电容
11、C3开路,对电路将会产生什么影响? 解(1)Ic及VCE的表达式 (2)、Ri和Ro的表达式 (3)C3开路后,将使电压增益的大小增加同时Ro也将增加,。3.5.2 如图题3.5.2所示的偏置电路中,热敏电阻Rt具有负温度系数、问能否起到稳定工作点的作用? 解 图题3.5.2a所示电路能稳定Q点,过程如下:图题3.5.2b所示电路不能稳定Q点,因为3.5.4 电路如图3.5.4所示,设100,试求:(1)Q点;(2)电压增益和;(3)输入电阻Ri;(4)输出电阻RO1和RO2、解 (1)求Q点(2)求rbe及Ri (3)(4)求RO1和RO2、3.6.3 共基极电路如图题3.6.3所示。射极电
12、路里接入一恒流源,设。试确定电路的电压增益、输入电阻和输出电阻。解 其中 IE1.01mA。3.7.1某放大电路中AV的数幅频特性如图题371所示。(1)试求该电路的中频电压增益,上限频率fH,下限频率fL;(2)当输人信号的频率 ffL或 ffH时,该电路实际的电压增益是多少分贝? 解 (1)由图题371可知,中频电压增益1000,上限频率人fH108HZ,下限频率fL102HZ。 (2)当ffL或 ffH时,实际的电压增益是57 dB。3.7.3 一放大电路的增益函数为试绘出它的幅频响应的波特图,并求出中频增益、下限频率fL和上限频率fH以及增益下降到1时的频率。 解 对于实际频率而言,可
13、用代人原增益传递函数表达式,得由此式可知,中频增益|AM|10,f10 HZ,fH106HZ。其幅频响应的波特图如图解3.7.3所示。增益下降到 1时的频率为 IHZ及 10 MHZ。3.7.6一高频BJT,在Ic1.5mA时,测出其低频H参数为:rbe1.1K,o50,特征频率100MHz,试求混合型参数。 3.7.8 电路如图351所示(射极偏置电路),设在它的输人端接一内阻 Rs= 5K的信号源电路参数为:Rb1= 33K,Rb222K。Re39K,Rc47K,RL 51K,Ce 50F(与Re并联的电容器)Vcc5VIE0.33mA,0120,rce300 K,fT=700 MHZ及。
14、求:(1)输入电阻Ri;(2)中频区电压增益|AVM|(3)上限频率fH。解 (1)求Ri(2)求中频电压增益因故(3)求上限频率fH其中。第四章4.1.3 一个JFET的转移特性曲线如图题4.1.3所示,试问:(1) 它是N沟道还是P沟道FET?(2) 它的夹断电压VP和饱和漏极电流IDSS各是多少?解 由图题413可见,它是N沟道JFET,其VP4 V,IDSS3 mA。4.3.3一个MOSFET的转移特性如图题433所示(其中漏极电流iD的方向是它的实际方向)。试问: (1)该管是耗尽型还是增强型? (2)是N沟道还是P沟道FET?(3)从这个转移特性上可求出该FET的夹断电压VP,还是
15、开启电压VT?其值等于多少?解 由图题 4.3.3可见,它是 P沟道增强型 MOSFET,其 VT4 V。4.4.l增强型FET能否用自偏压的方法来设置静态工作点?试说明理由。解 由于增强型MOS管在vGS=0时,vD=0(无导电沟道),必须在|vGS|VT| (VT为开启电压)时才有iD,因此,增强型的MOS管不能用自偏压的方法来设置静态工作点。4.4.4已知电路参数如图题444所示,FET工作点上的互导gm1ms,设 rdRd。(1)画出小信号等效电路;(2)求电压增益Av;(3)求放大电路的输人电阻Ri。解 (1)画小信号等效电路忽略rd,可画出图题4.4.4的小信号等效电路,如图解4.
16、4.4所示。(2)求 Av(3)求Ri4.5.1电路参数如图题4.5.1所示。设FET的参数为gm0.8ms,rd200k;3AG29(T2)的40,rbe1k。试求放大电路的电压增益Av和输入电阻Ri。解(1)求由于 rdRd,故rd可忽略,图题 4.5.1的小信号等效电路如图解 4 .5.1所示。由图有(2)求Ri4.5.4 电路如图题 4 .5.4所示,设FET的互导为gm,rd很大;BJT的电流放大系数为,输人电阻力rbe。试说明T1 、T2各属什么组态,求电路的电压增益Av、输人电阻Ri;及输出电阻Ro的表达式。 解(1)T1 、T2的组态 T1为源极输出器,T2为共射极电路。 (2
17、)求Av(3) 求Ri和Ro第五章5.1.1在甲类、乙类和甲乙类放大电路中,放大管的导通角分别等于多少?它们中哪一类放大电路效率最高? 解 在输入正弦信号情况下,通过三极管的电流ic不出现截止状态(即导通角2)的称为甲类;在正弦信号一个周期中,三极管只有半个周期导通()的称为乙类;导通时间大于半周而小于全周(2)的称为甲乙类。其中工作于乙类的放大电路效率最高,在双电源的互补对称电路中,理想情况下最高效率可达 785。 5.2.2一双电源互补对称电路如图题522所示,设已知Vcc12 V,RL16,vI为正弦波。求:(1)在BJT的饱和压降VCES可以忽略不计的条件下,负载上可能得到的最大输出功
18、率Pom;(2)每个管子允许的管耗 PCM至少应为多少?(3)每个管子的耐压 |V(BR)CEO|应大于多少?解 (1)输出功率(2)每管允许的管耗(3) 每管子的耐压5.2.4设电路如图题5.2.2所示,管子在输人信号vI作用下,在一周期内T1和T2轮流导电约 180o,电源电压 Vcc20 V,负载RL8,试计算: (1)在输人信号Vi10 V(有效值)时,电路的输出功率、管耗、直流电源供给的功率和效率; (2)当输人信号vi的幅值为 VimVcc20 V时,电路的输出功率、管耗、直流电源供给的功率和效率。解(l)Vi10 V时输出功率 每管的管耗 两管的管耗 电源供给的功率 效率 (2)
19、5.3.1一单电源互补对称功放电路如图题531所示,设vi为正弦波,RL8,管子的饱和压降VCES可忽略不计。试求最大不失真输出功率Pom(不考虑交越失真)为9W时,电源电压Vcc至少应为多大?解 由则有5.3.3一单电源互补对称电路如图题533所示,设T1 、T2的特性完全对称,vi为正弦波,Vcc12 V,RL8。试回答下列问题:(1)静态时,电容C2两端电压应是多少?调整哪个电阻能满足这一要求?(2)动态时,若输出电压vo出现交越失真,应调整哪个电阻?如何调整?(3)若R1R21.1K,T1和T2的40,|VBE|=07 V,PCM400 mw,假设 D1、D2、R2中任意一个开路,将会
20、产生什么后果? 解(1)静态时,C2两端电压应为Vc2Vcc/2 =6V,调整R1或R2可满足这一要求。 (2)若vo出现交越失真,可增大R2。 (3)若D1、D2或R2中有一个开路,则由于T1、T2的静态功耗为即,所以会烧坏功放管。第六章6.1.2电路如图题6.1.2所示,所有BJT的均很大,VBE0.7V,且T2、T3特性相同,电路参数如图。问:(1)T2、T3和R组成什么电路?在电路中起什么作用?(2)电路中T1、Re1起电平移动作用,保证vi0时,vo0。求IREF、Ic3和Re1的值。解(1)T2、T3和R组成镜像电流源电路,在电路中作为 BJT T1的恒流源负载,提高带负载能力。(
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